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四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 反擊式破碎機的設計
本科生畢業(yè)論文（設計）
題 目 反擊式破碎機的設計
系 別
專 業(yè)
學生姓名
學 號
指導教師
二0一四 年十一 月 十 日
28
反擊式破碎機的設計
專業(yè):機械設計制造及其自動化
學生: 黃楊 指導老師: 黃蘭
摘 要
在國民經(jīng)濟建設中，水泥是不可或缺的基礎原材料。作為重要的基礎產(chǎn)業(yè)，水泥行業(yè)的發(fā)展程度成為一個國家社會發(fā)展水平和綜合實力的重要衡量指標。我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展期，基礎設施建設成為國內投資最主要的方式。因此，水泥作為最主要的原材料之一，必然也處于擴張階段水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進行粉碎，如石灰石、黏土、鐵礦石、煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。
在新的市場需求的驅動下，礦山開采設備的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內圓錐破碎機設備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的圓錐破碎機械設備，在綠色環(huán)?；V山開采的轉變中揮積極作用。一般生產(chǎn)大型圓錐破碎機設備的企業(yè)對設備環(huán)保指數(shù)上都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設備時，都充分考慮到設備在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設備因為振動或者操作不當而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。
關鍵詞：反擊式破碎機 礦山開采 工作效率 外觀
Design of impact crusher
Major: Mechanical?Manufacturing?and?Automation
Student: Huang Yang Supervisor: Huang Lan
Abstract
In?national?economic?construction,?cement?is?the?indispensable?basis?of?raw?materials.?As?an?important?basic?industry,?cement?industry?development?has?become?a?national?and?social?development?level?and?comprehensive?strength?is?important?measure?index.?The?economy?of?our?country?is?in?the?period?of?rapid?development,?infrastructure?construction?has?become?the?main?mode?of?domestic?investment.?Therefore,?the?cement?as?the?main?raw?materialalso?in?the?expansion?phase.In?the?process?of?cement?production,?most?of?the?raw?material?to?be?crushed,?such?as?limestone,?clay,?iron?ore,?coal?and?other.?Limestone?is?the?productionof?cement?dosage?is?the?biggest?raw?material,?after?mining?of?large?size,?high?hardness,?therefore?limestone?crusher?in?cement?plant?material?crushing?occupies?a?fairly?important?position.? Crushing?process?than?grinding?process?is?economical?and?convenient,?reasonable?selection?of?crushing?equipment?is?very?important,?the?material?into?the?grinding,?as?far?as?possible?the?large?crushing?to?uniform,?fine?granularity,?so?as?to?reduce?the?grinding?equipment?load,?improve?mill?output,?but?also?conducive?to?the?material?uniformity,?high?accuracy?of?batching.?Categories?include:?crusher?jaw?crusher,?impact?crusher,?impact?crusher,?cone?crusher,?hammer?crusher,?gyratory?crusher,?compound?crusher?etc..? Strike?back?type?crushing?machine?is?composed?of?a?rotor,?cover,?a?base,?a?rear?rack?four?parts,?the?upper?cover?is?broken?machine?shell,?and?is?associated?with?the?internal?structure?of?complement?component,?the?inside?of?the?upper?cover?of?the?lining?board?for?stone?crushing?granularity?and?the?crusher?work?efficiency?plays?an?important?role?in.? Cover?design?not?only?to?request?the?appearance?and?practicability,?a?machine?design?too?fancy?will?cause?complex?processing?technology,?manufacturing?cost?rises,?bloated,?will?cause?the?transportation?difficulty?also?increases?the?cost?of?manufacture.?I?am?in?the?design?process,?focusing?on?the?functional,?material?saving,?light?body,?generous?appearance?aspects,?especially?in?making?the?selection?of?materials,?materials?selected?to?both?economy?and?durability.?
?Key?words:?cement ?limestone ?strike?back?type?crushing?machine the?upper?cover?
目錄
1緒論..................................................................1
1.1 反擊式破碎機的發(fā)展情況................................3
1.2 反擊式破碎機的應用....................................4
1.3 各種反擊式破碎機的特點................................4
1.4 反擊式破碎機的發(fā)展方向................................5
1.5 反擊式破碎機的優(yōu)缺點..................................6
1.5.1反擊式破碎機的優(yōu)點..........................................6
1.5.2反擊式破碎機的缺點..........................................6
2反擊式破碎機的總體方案及結構設計...........................6
2.1反擊式破碎機的工作原理............................6
2.2反擊式破碎機的結構和布置形式......................9
2.2.1反擊式破碎機的結構....................................9
2.2.2反擊式破碎機的布置方式................................9
2.3破碎的目的和意義.................................11
2.3.1破碎的目的...........................................11
2.3.2破碎的意義...........................................11
3反擊式破碎機的設計計算................................11
3.1轉子轉速的計算...................................11
3.2生產(chǎn)率的計算.....................................12
3.3主電動機的選擇及傳動比的分配.....................12
3.3.1電動機的選擇........................................12
3.3.2傳動比的分配.......................................12
3.4主軸的設計計算...................................12
3.4.1主軸的設計..........................................12
3.4.2主軸的校核.........................................13
3.5 V帶傳動的設計計算................................14
3.5.1設計功率..........................................14
3.5.2選定帶型..............................................14
3.5.3傳動比................................................15
3.5.4小帶輪基準直徑........................................15
3.5.5大帶輪基準直徑........................................15
3.5.6帶速驗算..............................................15
3.5.7初定軸間距...........................................15
3.5.8所需帶的基準長度.....................................15
3.5.9實際軸間距............................................15
3.5.10小帶輪包角...........................................16
3.5.11單根V帶的基本額定功率...............................16
3.5.12時單根V帶型額定功率增量..........................16
3.5.13V帶的根數(shù)............................................16
3.5.14單根V帶的預緊力.....................................16
3.5.15作用在軸上的力.......................................17
3.5.16帶輪的結構和尺寸....................................19
3.6后反擊部的設計....................................20
4各主要零件強度的校核計算.........................19
4.1滾動軸承的校核及壽命計算...........................24
4.2鍵連接的設計與校核.................................24
4.2.1鍵的連接................................................25
4.2.2鍵的校核................................................25
結論…………………………………………………………………………26
參考文獻……………………………………………………………………27
致謝…………………………………………………………………………28
1緒論
機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。
機械設備的用途廣泛，因結構功能的不同而不同，現(xiàn)在社會是工業(yè)社會，各種各樣的設備層出不窮，從而來代替繁雜的手工作業(yè)，達到高效率，高精度的適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。人類在發(fā)展，科技在進步，這樣就迫使機械設備面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，需要有技術，有能力能夠不斷地開發(fā)新的設備，新的項目來滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求。這樣就對我們的設計人員，開發(fā)人員有著嚴格的要求和需要面對嚴峻的挑戰(zhàn)，只有這樣，才能滿足當下社會化大生產(chǎn)的需求，通過團隊的合作，開發(fā)出一系列滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的設備，從而提高我國在世界上發(fā)達工業(yè)國家的地位。
?不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。
?研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷現(xiàn)有設備，從而不斷地創(chuàng)新，不斷地研發(fā)，從而來滿足現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)的需求，為國家的工業(yè)發(fā)展做出貢獻。
機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。
?機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。
機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。
研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。
這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。
機械工程學是一門歷史悠久，不斷創(chuàng)新不斷進取的學科，隨著時代的變更和人員的更替，機械工程的發(fā)展十分迅猛，并且隨著社會主義的進步和發(fā)展，機械工程學也在不斷地隨著完善，不斷地進取，就目前來說，機械工程學科知識覆蓋面廣，內容豐富，符合當代工業(yè)發(fā)展的需求。通過研讀機械工程學中所涉及到的內容，可以使讀者對機械工程系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的認識，能夠讓人真正體會到機械行業(yè)里的知識覆蓋范圍之廣，發(fā)展之迅猛，能夠讓讀者們更加切實地體會學習機械工程學的必要行和必然行，為以后進入社會參加工作打下牢固的基礎，同時，也可以滿足工作以及社會主要的發(fā)展的需求。所以學習機械工程學，是每一個志愿從事機械行業(yè)事業(yè)的學生和讀者的必要選擇，通過研讀機械工程學，能夠使學生們對機械工程的發(fā)展和現(xiàn)狀有一個系統(tǒng)的認識，能夠切實地體會到機械工程學的博大精深，進而為以后參加工作，和設計開發(fā)設備打下牢固的基礎。
綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。
綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。
隨著社會的進步，原材料消耗不斷增加，導致富礦資源日益枯竭，礦石品位日趨貧化。以我國冶金礦山為例，鐵礦石平均品位31%、錳礦石品位22%。絕大多數(shù)的原礦需要破碎和選礦處理后才能成為爐料。破磨作業(yè)是選礦的龍頭，也是能耗、鋼耗的大戶。因此，節(jié)能、降耗是破磨設備研究的主題，“多碎少磨”是節(jié)能、降耗的重要措施，其關鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。反擊式破碎機的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均勻，可將礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級別顆粒，可以滿足入磨粒度的需要，成為金屬礦山選礦廠的主要破碎設備。
破碎機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前破碎機正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。
1.1 破碎機的發(fā)展狀況
反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，不久以后隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，顎式破碎機已經(jīng)不能滿足破碎技術的需要，于是在顎式破碎機的基礎上，人們又設計出了反擊式破碎機。到目前為止，破碎機行業(yè)已經(jīng)走過了相當長的一段時間，中國的破碎機行業(yè)也日漸成熟。也有很多的機械設備制造廠家不斷的崛起，為中國機械的發(fā)展做著巨大的貢獻。
河南紅星機械設備有限公司是一家專業(yè)從事研究-生產(chǎn)-銷售為一體的制砂機、砂石生產(chǎn)線、破碎機等制砂設備專業(yè)制造供應商。紅星機械有先進研發(fā)生產(chǎn)設備，在科技研發(fā)方面有驕人的業(yè)績，公司所研發(fā)的破碎機、砂石生產(chǎn)線、制砂機、砂石設備深受用戶的好評，遠銷國內外。我廠長期堅持質量興業(yè)的創(chuàng)業(yè)思想，奉行“用戶滿意”的服務宗旨，以“誠實信用、實事求是”為經(jīng)營之本。多年來，紅星機械的破碎機都是行業(yè)內的暢銷產(chǎn)品，我們做破碎機也越來越專業(yè)。近年來，紅星機械對于國內外破碎機行業(yè)進行了分析，得出國內外反擊式破碎機存在這技術差別。從本質意義上來說，未來破碎機的發(fā)展趨勢離不開一下幾個方面。
1） 由于現(xiàn)代工業(yè)加工設備的限制，有些零件原來加工不出來，所以破碎機的整體精度跟不上，這樣就要求未來破碎機的零部件的加工精度需要保證，需要通過高精度的加工設備來加工破碎機的零部件，這樣便于保證精度。
2） 必須不斷地研發(fā)出新型的板錘以及反擊部，從而來適應不同物料的需求
3） 綜合運用PLC控制技術，通過程序來控制破碎機的運行以及代替人工繁雜的勞動，提供生產(chǎn)效率
4）破碎機的結構不能太過單一，需要不斷地研發(fā)新機型來滿足不同客戶群的需要。
5）必須研發(fā)屬于我們國家的自主產(chǎn)品，對必要的結構進行不斷地創(chuàng)新和完善才能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。
我國的工業(yè)發(fā)展正在蒸蒸日上，迫切需要有技術有實力的團隊來研發(fā)新型的破碎機，相信通過國家的支持，和我們的努力，技術創(chuàng)新的篇幅一定會不斷擴大。
1.2 反擊式破碎機的應用
反擊式是破碎機主要應用于水泥，礦山等的生產(chǎn)開采過程中。此類設備破碎能力強，生產(chǎn)效率高，通過大功率的三相電機帶動V帶輪實現(xiàn)轉子的高速旋轉，從而帶動轉子上面板錘的高速旋轉，從而對倒進腔體的物料進行高速的破碎。該設備運行平穩(wěn)，破碎能力強，可以根據(jù)不同的物料選擇不同的速度來進行破碎，是水泥生產(chǎn)，礦上開采的首選設備。
1.3 各種反擊式破碎機的特點
現(xiàn)在工業(yè)中應用的破碎設備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設備可按工作原理和結構特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、沖式破碎機和磨碎機等。
1. 顎式破碎機破碎工作是靠動顎板周期地壓向固定顎板，將夾在兩顎板之間的物料壓碎。 按照動顎運動的軌跡，可分為簡單擺顎式破碎機與復雜擺動顎式破碎機。顎式破碎機俗稱"老虎口"，是歷史悠久的破碎機之一，至今仍是破碎硬物料最有效的設備。
2. 圓錐破碎機 圓錐破碎機是借助于旋擺運動的圓錐面，周期地靠近固定錐面，使夾于兩個錐面產(chǎn)品物料受到擠壓和彎曲而破碎。它可以分為用于粗碎的旋回破碎機和用于中細碎的圓錐破碎機。
3. 輥式破碎機 輥式破碎機的工作部分是兩個相對回轉的輥子。輥子表面可以帶齒牙，稱為齒輥式破碎機。它以劈裂破碎為主兼有擠壓的斷破碎，按齒輥數(shù)目又可分為單齒輥、雙齒輥與多齒輥破獲碎機。
4. 沖擊式破碎機 錘式破碎機和反擊式破碎機都是沖擊式破碎機。這種破碎機，有一個高速旋轉的轉子，上面裝有沖擊錘，當物料進入破碎機后，被高速旋轉的錘子擊碎或從高速旋轉的轉子獲得能量，高速拋向破碎機壁或特設的硬板而被擊碎。
5. 磨碎機 磨碎機是一個兩端帶有中空軸頸的空心圓柱筒，物料從圓筒一端進入，產(chǎn)物從另一端排出。筒內裝有磨碎介質（鋼球、鋼棒或礫石），根據(jù)磨碎介質的不同，磨碎機分為球磨機、棒磨機或礫磨機。筒體轉動時將介質帶到一定高度而下落，對物料產(chǎn)生沖擊與磨剝作用，使物料粉碎。
1.4反擊式破碎機發(fā)展方向
縱觀破碎機的發(fā)展歷程，反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，不久以后顎式破碎機就已經(jīng)不能滿足破碎技術的需要，于是，在顎式破碎機的基礎上，人們又設計出了反擊式破碎機。
縱觀近年來我國反擊式破石機的總體狀態(tài)，發(fā)展前景可謂非常廣闊，總的來說，未來國內外反擊式破碎機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
第一，需要對現(xiàn)有的反擊式破碎機結構進行改進，提高反擊式破碎機的對中硬礦石的破碎能力和設備維護的方便性，其主要集中在板錘、轉子結構的改進以便于板錘的更換和裝卡;反擊架(破碎腔形)的結構優(yōu)化，提高礦石的一次破碎率和能量的利用率?！ ?
第二，應用現(xiàn)代機電一體化技術和現(xiàn)代控制方法（如液壓技術、電子技術），不斷提高反擊式破碎機的自動化程度，減少工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率。例如:應用現(xiàn)代計算機輔助設計優(yōu)化反擊架的結構參數(shù)，提高對能量的利用率和礦石的一次破碎率?！ ?
第三，為適應市場和客戶的需要，反擊式破碎機正向系列化規(guī)格化，大型化發(fā)展?！ ?
第四，堅持技術創(chuàng)新，逐漸擺脫對產(chǎn)品的單一引進和模仿。
1.5反擊式破碎機的優(yōu)缺點
1.5.1反擊式破碎機的優(yōu)點：
? ⑴、構造簡單、尺寸緊湊、能量利用充分，簡化生產(chǎn)流程，單位產(chǎn)品的功率
消耗小、生產(chǎn)能力大。
? ⑵、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉子式的破碎比可達i=10～15）,產(chǎn)品的粒度
小而均勻，可以選擇性破碎，大塊物料受到較大程度的粉碎，而小塊物料則不致被粉碎得更小。
? ⑶、在相同的喂料粒度和生產(chǎn)能力的條件下，其質量系數(shù)遠比其它破碎機大
⑷、轉子的速度靈敏影響產(chǎn)品粒度。
? ⑸、制造維修方便，工作室無顯著不平衡震動，無需笨重的基礎
1.5.2反擊式破碎機的缺點：
? ⑴、不設下蓖條的反擊式破碎機不能控制產(chǎn)品粒度，同時難于生產(chǎn)單一粒度
的產(chǎn)品，產(chǎn)中有少量大塊。
? ⑵、作粗碎和單機破碎時，需嚴格控制最大進料粒度。
⑶、防堵性能較差，不適宜破碎塑性和粘性物料，在破碎硬質物料時，板錘
和后反擊部磨損較大，運轉時噪音較大，產(chǎn)生粉塵大。
2反擊式破碎機的總體方案及結構設計
2.1反擊式破碎機的工作原理
反擊式破碎機的工作原理是通過不斷旋轉的板錘，對送入破碎腔內的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的后反擊部，再次被破碎，然后又從后反擊部拋射到轉子上面的板錘，這種循環(huán)周而復始，不斷地進行。在這個過程中，物料與物料之間也會相互碰撞，這樣就在雙重力的作用下，完成了物料的破碎過程。圖2.1為PF-1010的反擊式破碎機工作原理圖。
圖2.1：反擊式破碎機工作原理
反擊式破碎機在工作時，物料從進料口進入破碎機的內腔體后，會落在高速旋轉的轉子上面，通過轉子上面的板錘，把物料向反擊部上面拋出，這樣物料在大力的撞擊的情況下，就會變得細小，從而從出料口拋出。如果物料顆粒比較大的情況下，那么物料就會在破碎機內部高速旋轉，隨著板錘的撞擊而慢慢破碎，變得細小。為了使需要進行破碎的物料能夠順利落入破碎機的內壁，我們把進料部分做成與水平面有一定夾角的形式，具體結構見上圖。
物料的主要破碎過程是在轉子的上部進行的，見上圖。物料受到第一次沖擊后，在機內反復地來回拋擲。
? 以上是單轉子反擊式破碎機的工作原理，雙轉子破碎機的工作原理是一致的，只是雙轉子反擊式破碎機對物料的破碎過程更繳烈。雙轉子反擊式破碎機內有兩個平行安裝的轉子，兩轉子由單獨的電機帶動作相向旋轉對（也有同相旋轉的）物料進行破碎。反擊式破碎機對物料的破碎過程見下圖。
? 反擊式破碎機按其結構特征可分為單轉子反擊式破碎機和雙轉子反擊式破碎機。按轉子轉向，單轉子反擊式破碎機分可逆式轉動和不可逆式轉動兩大類型。雙轉子反擊式破碎機可分為同向轉動式、反向轉動式和相向轉動式三種類型。
? 按內部結構，單轉子反擊式破碎機又分為帶勻整算板和不帶勻整算板兩種形式。雙轉子反擊式破碎機可分為轉子位于同水平和轉子不在同水平兩種形式。
單轉子反擊式破碎機有下列三種。
（1）不帶勻整篩板反擊式破碎機，見圖2.2（a）、（b）、（c）。
（2）帶勻整篩板反擊式破碎機，見圖2.:2（d）、（e）。此種機型可控制產(chǎn)品粒度，因而過大顆粒少，產(chǎn)品粒度分布范圍較窄，產(chǎn)品粒度較均勻。這由于勻整篩板起著分級和破碎過大顆粒的作用。
圖2.2：整篩板反擊式破碎機
雙轉子反擊式破碎機分類
（3）可逆式單轉子反擊式破碎機，見圖2.3：
圖2.3：可逆式單轉子反擊式破碎機
轉子可以反向、正向旋轉，進料口布置在機體的正上方，在破碎腔內對稱布置兩套后反擊部，雙轉子反擊式破碎機有以下三種。
a.兩轉子同向旋轉的雙轉子反擊式破碎機，見上圖（a）、（c）。相當于兩臺半轉子反擊式破碎機串聯(lián)使用，破碎比大，粒度均勻，生產(chǎn)能力大，但電耗較高?？赏瑫r作為粗、中和細碎機械使用。這種破碎機可以減少破碎板數(shù)，簡化生產(chǎn)流程。
b.?兩轉子反向旋轉雙轉子反擊式破碎機，見上圖。相當于兩臺單轉子反擊式破碎機并聯(lián)使用，生產(chǎn)能力大，可破碎較大塊物料，作為大型粗、中碎破碎機使用。
c.?兩轉子相向旋轉的雙轉子反擊式破碎機，見圖上圖（d）。
? 主要利用兩轉子相對拋出物料時的自相撞擊進行粉碎，所以破碎比大，金屬磨損較少。
2.2反擊式破碎機的結構和布置形式
2.2.1反擊式破碎機的結構
反擊式破碎機的組成部分主要有機體部分，轉子，板錘子，反擊部，主傳動裝置等部分組成。
2.2.2布置方式
反擊式破碎機利用三相異步電動機通過帶傳動帶動轉子轉動，于是高速旋轉的轉子上的板錘，對送入破碎腔內的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的后反擊部，再次被破碎，然后又從后反擊部反彈到板錘，繼續(xù)重復上述過程。在往返途中，物料間還有互相碰擊作用。由于物料受到板錘的打擊、與后反擊部的沖擊以及物料相互之間的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致粉碎。當物料粒度小于后反擊部與板錘之間的縫隙時，就被卸出。具體布置方案圖如圖2.4：
圖2.4：反擊式破碎機的布局
2.3破碎的目的和意義
2.3.1破碎的目的
在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和
再利用的廢料都需要用破碎機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達到單體分離，就需要用破碎機將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。
磨機再將破碎機提供的原料磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠，
須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在將熟料用磨機磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、
燒結廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。
2.3.2破碎的意義
在化工、電力部門，破碎粉磨機械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表面積，
為縮短物料的化學反應的時間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理需用破碎機械進行破碎。因此，破碎機械在許多部門起著重要作用。
3反擊式破碎機的設計計算
3.1轉子轉速的計算
轉子轉速n（r/min）可按下式計算：n=60V/D;
式中D-轉子直徑，m；
V-轉子線速度，m/s。
轉子的轉速根據(jù)板錘所需要的線速度來決定。板錘的線速度與物料的性質，粒度，破碎比，機器結構，板錘的磨損諸多因素有關。通常粗碎時轉子線速度為15-40m/s
；細碎時為40-70m/s。因為轉子轉速高增加細粒含量，但同時能耗增加，板錘磨損加快，對破碎機制造工藝精度要求也較高，故轉子速度不宜太高。
反擊式破碎機板錘沖擊物料不同于錘式破碎機僅是錘頭質量和速度產(chǎn)生的動能，而是靠整個轉子產(chǎn)生的動能通過后反擊部沖擊物料。所以，當輸入功率一定時，轉子轉速和轉子質量如何優(yōu)化組合是最關鍵的問題。根據(jù)經(jīng)驗，碎煤時板錘線速度
v=50-60m/s比較合適；破碎石灰石時，板錘線速度v=30-40m/s比較合適。如果是雙轉子反擊式破碎機，則第一級轉子的線速度V1較第二級轉子的線速度V2低，一般V1=30~50M/S,V2=35~45M/S;
3.2生產(chǎn)率的計算
反擊式破碎機生產(chǎn)率也可根據(jù)轉子每轉一周所排出的物料體積計算。設轉子
長為L,板錘與后反擊部之間最小間隙為e（相當于排料口）和板錘伸出的高h最大排料粒度d，板錘數(shù)目為z，則求得轉子每轉一周所排出的物料體積V（）為：V=L*（h+e）dZ式中，長度單位為m。若轉子轉速為n（r/min）則求得生產(chǎn)率Q（）為：Q=60nL(h+e)dZK；?該公式?jīng)]考慮物料是松散體而且排料也是不均勻的，物料中含有小于直徑d的產(chǎn)品。因此必須考慮這些因素影響，故乘上系數(shù)K。根據(jù)已有資料知系數(shù)K=0.1，煤矸石堆積密度為1200KG/M,生產(chǎn)能力為每小時50~80t,要求單位時間排出的體積為v=30000/1400=22；
3.3主電動機的選擇及傳動比的分配
3.3.1電動機的選擇
根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機專用電動機，又根據(jù)工況選擇YZR280M-10型電動機，額定功率P0=55kw,同步轉速n0=556r/min.
3.3.2傳動比的分配
根據(jù)PF-1010型反擊式破碎機的實際工作的主軸轉數(shù)nw=335r/min,得： （3.1）
3.4主軸的設計計算
3.4.1主軸的設計
軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作為回轉運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負荷比較大，尺寸也比較大，制造精度高，要求材料具有足夠高的機械強度和良好的加工性能。因此，選用材料40Cr，熱處理為對軸進行調質處理。
由于主電機輸出軸徑為120mm，連接的聯(lián)軸器與主軸連接的軸徑為140mm，傳動的帶輪中間孔即為140mm，中間端軸徑為180mm，有牙軸端外牙M150。
此輸入軸大致圖形如下：
圖3.1：主軸
3.4.2主軸的較核
主軸是機械設備里的最重要的零部件，它對設備的運轉起到了最主要的作用，在不同場合，需要用到不同類型的主軸，并且一定要對主軸的強度進行校核，這樣才能使設備的使用更加安全高效，避免不必要的事件發(fā)生。主軸的校核是一門含義很深的知識，需要系統(tǒng)地學習和了解及認知才行。對于主軸的校核，只要對軸的危險截面進行校核即可。根據(jù)本課題里軸的結構尺寸和當量彎矩圖我們可以知道，主軸的截面與電機連接處彎矩最大, 并且截面尺寸也非最大, 屬于危險截面；所以根據(jù)以上工況，主軸的校核公式如下：
（2.13）
，圓角處的有效應力集中系數(shù)，
，
，
；
上式中，Z和Zp—軸在截面的抗彎和抗截面模數(shù)；
M、T—軸在計算截面上的抗彎和抗扭截面系數(shù)；
、—有效應力集中系數(shù)；
—疲勞極限；
[s]—許用安全系數(shù)；
—表面粗糙度系數(shù)；
—表面狀態(tài)系數(shù)；
、—絕對尺寸影響系數(shù)。
D—軸徑；b—鍵的寬度。查機械設計手冊得：
[s]=2.2；為275N/mm2；T為7.84N/m； =2.45； =1 =0.91；=1.7 ； =0.89； t=1.8mm ；=2.5。
M=0.418 N/m 機床允許的最大扭矩[6]。
S≥[S] 符合安全系數(shù)；
3.5 V帶傳動的設計計算
3.5.1設計功率
－工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，取＝1.2
P－傳遞的功率
3.5.2 選定帶型
根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶E型，－小帶輪轉速，為1440r/min
3.5.3 傳動比
i=1.76
3.5.4 小帶輪基準直徑（mm）
由B1表8－1－12和表8－1－14選定
＝300mm>＝75r/min
3.5.5 大帶輪基準直徑（mm）
由B3表8－7得=750mm
3.5.6 帶速驗算
3.5.7 初定軸間距（mm）
3.5.8 所需帶的基準長度（mm）
=3360mm
依B1表8－1－8?。?00mm，即帶型為E－3360
3.5.9 實際軸間距?
3.5.10 小帶輪包角
3.5.11單根V帶的基本額定功率
根據(jù)帶型號、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取=55kw
3.5.12 時單根V帶型額定功率增量
根據(jù)帶型號、和查B1表8－1－27（c） 取=65kw
3.5.13 V帶的根數(shù)Z
－小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96
－帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87
3.5.14 單根V帶的預緊力
m－V帶每米長的質量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm
3.5.15作用在軸上的力
－考慮新帶初預緊力為正常預緊力的1.5倍
3.5.16帶輪的結構和尺寸
帶輪應既有足夠的強度，又應使其結構工藝性好，質量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力。
輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。
帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準直徑查B1表8－1－16確定輪輻,具體結構圖3.2：
圖3.2：帶輪輪輻
3.6后反擊部的設計
后反擊部是整個反擊式破碎機系統(tǒng)的核心部件，它對于物料的破碎與否有著決定性的作用。后反擊部一般是裝在反擊式破碎機的內部，能夠在不同方位對拋出的物料進行作用力與反作用力的施加，在反擊式破碎機中，起到了至關重要的作用。
? 根據(jù)我們所學習過的力學的知識，我們知道，力的作用是相互的，物料撞擊在后反擊部的時候，后反擊部會施加給物料一個力，但同時，物料也會給后反擊部施加一個反作用力，而且由于物料在拋射的過程中，是呈加速度的狀態(tài)撞向后反擊部的，所以這種力的大小直接與物料顆粒的大小有直接關系，物料的顆粒越大，那么施加給反擊部的力就越大，物料越小，那么施加給后反擊部的力就會越小。
? 反擊式破碎機的內部結構如下圖所示：反擊式破碎機的結構有著三段后反擊部，進料口的角度與拋射的角度都不小，這樣就便于物料的進入與拋射，所以后反擊部與漸開線離得較遠。后反擊部圓弧在第一段以下更接近漸開線，但無論如何也無法實現(xiàn)按漸開線制作的后反擊部，但從中可以找出特點。以拋射點為參考，因為從拋射點拋射出的物料，都是與第一反擊部有著90度夾角的，所以 。當后反擊部大約轉過25°左右被拋出的物料與第二段后反擊部呈正碰撞狀態(tài)。
? 下圖所示為中細碎反擊式破碎機，該機有三段圓弧后反擊部，其排料口較小角也較小，所以后反擊部與漸開線離得較近，第二段后反擊部更接近漸開線從A點拋射出的物料，基本上與第一段后反擊部呈垂直方向 。當板錘大約轉動
20°,物料被拋射的方向與第二段后反擊部正碰撞；當板錘大約轉過40°，
物料被拋射的方向與第三段后反擊部正碰撞。
? 圖3.3根據(jù)后反擊部實際磨損情況可知，破碎腔從A點的射線到后反擊部上交點起往下到后反擊部排料口這個區(qū)段是物料重要破碎段，特別是在后反擊部排料口附近更主要。綜合以上分析不難找到圓弧后反擊部設計方法；對具有兩段后反擊部的，根據(jù) 和給料口尺寸B布置第一段后反擊部。從A點板錘轉過約25°，再取，以 及考慮第一級后反擊部最小排料口尺寸 和 以及 便可確定
第二段后反擊部位置。第二級后反擊部位置的確定方法是：過第一級后反擊部排料口作一條水平線與第二段后反擊部表面相垂直，并根據(jù)第二段后反擊部最小排料口尺寸.便可 確定第二級后反擊部位置。
圖3.3后反擊部
4各主要零件強度的校核計算
4.1滾動軸承的校核及壽命計算
（1）滾動軸承的選擇
滾動軸承為雙列反擊式滾子軸承350324B，由文獻[2]表得KN，KN，，。
（2）壽命驗算
軸承所受支反力合力
N （4.1）
對于雙列反擊式滾子軸承，派生軸向力互相抵消。
，N
由文獻[2]表得， ，
N （4.2）
按軸承B的受力大小驗算
h （4.3）
h=年
由于破碎機的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于破碎機的沖擊力，軸承并不能達到所計算的壽命。
經(jīng)審核后，此軸承合格。
4.2 鍵聯(lián)接的設計與校核
4.2.1鍵的選型
根據(jù)輸入軸徑和輸出大小選取鍵，輸入軸徑為20mm，選取鍵尺寸6X6X45；輸出軸徑為30，選取鍵尺寸8X7X25。
4.2.2鍵的校核
材料選用：45鋼；許用壓強；；
鍵校核公式：
輸入軸鍵的校核：；
；
輸出軸鍵的校核：；
；
結 論
本文所設計的反擊式破碎機結構比較復雜，功能比較單一，設計比較合理，其設計主要考慮以下幾個方面：
反擊式破碎機結構的設計以及選用合適的進料口角度的設計，通過V帶傳動來實現(xiàn)轉子的轉動，這樣的選擇可以節(jié)省空間，傳動效率比其他的傳動機構相比，還是比較高的。
由于個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正，不勝感謝！
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本文提出一種無需在PLC上面設置驅動器就能控制反擊式破碎機進行作業(yè)的方法。
[19]Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators.IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vo1.9.No.4.1993。
致 謝
在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。
經(jīng)過近半年努力的設計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。
四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。