反击式破碎机总体结构设计

1、反击式破碎机总体结构设计子总质址与电动机功率的比值mI。图 3-2 M 钢板傲成閲盘叠合而成的转子结构 Fig 3-2 ThiCk Steel Plate CoInPOSite StrUCtUre Of rotor农3-1反击式破碎机转子参数Table 3-! CoUnleraUaCk CrUSher rotor ParanlelerS引力电机 罕、kw饭址总芒 =ti Ag 丁褲址甲板质如 于贡ks转口心s_f)L淬效破26O 320 5720 128转子质虽计算，表3-2中给出反击式破碎机总质虽Z比值与电动机功率的比值，从这 些比值数据说明破碎机转子质显:和功率基本是匹配的，所以我们可以很

2、据转子总质虽:与 电动机功率的比值初步计算转子质虽。设转子总质址为M,电动机功率为P两者比值为 MP=31kg/kw,依据表3可知电动机功率P计算M值。转子产生的功能W不但与M有矢， 而且与转子角速度、转子结构有矢，即W=JWS假若W 定与转子转动惯SJ = ZNIr有矢； 同样M值fh Pr值不同得到不同的转动惯量J值，则产生不同的动能W值.在刚度、强度允 许条件下，在设计转子结构时，应该尽虽增加r值.进而可用较小质虽产生较大的动能。综 上分析，不但要重视转子质量而且要重视转子结构的设计，从减少板锤磨损及增加破碎效 果的观点看，向着增加转子质量M 减少转子速度方向发展。a 3-2反击式破碎机

3、总质址的比值与电动机功率的比值Table 3-2 COUnterattaCk CrtJSher total nass ratio and tlie ratio Of lhe motor POWer参数比较转子总质址之比572W2OO7=2.85812&57209.42812&2007=4电动机功率之比180/75=2.4260/180=1.42260/75=3.53.1板锤结构形式与数Ll板锤是破碎机易损件，因此其耐磨性能或者说使用寿命是非常矢键的，而板锤材料决 定着其破损难易程度。早期板锤材料大多采用高镭钢材料，因此反击式破碎 机不能破碎便 岩如今采用高铅铸铁制造板锤材料KmTBCr26、K

4、nIrBCr2(),后 者打击物料速度高于前 者，使用寿命比cr2()的板锤高，因此采用高铅铸铁材料板锤的反击式破碎机可以破碎便岩 等物质。破碎机板锤形状选择是易于紧固及制造并且 便用寿命长：板锤质虽合理取值很重 要表3-1中给出三种不同规恪反击式破碎机板锤质虽占转子总质虽的百分数。板锤紧固方法有：i)楔块紧固法，用楔块塞入板褪与转子间的柑应槽孔内使其紧固，依 摇楔块作用力方向及位过如图3-3c.楔块紧固法工作可界及装卸方便，由于消除了板锤与转 子间的相对串移从而转子陋损减轻，但是采用螺栓拉紧楔块，螺纹容易变形受损甚至断裂， 蛭纹变形时给板锤的拆装造成很大困难。为了克服上述 弊病采用液压式楔块

5、紧固法图3- 3d.它利用油缸内的柱塞，卸掉支座与楔块吊起板锤进行更换或换向，这种紧固方法安全可 菲且维护及更换方便。ii)螺栓紧固法，板锤借助螺栓紧固于转子的板锤座上图3-3a.板锤座 带榨状并利用榨口承受板锤工 作的冲击力，避免螺栓受剪及提高螺栓连接的可菲性。圧)嵌 入紧固法，板锤从侧而 插入转子的沟槽中，为了防止轴向率动，两端用压板定位图3-3C,由 于去掉了紧固螺 栓从而提高了板锤工作的可靠性利用板锤冋转时产生的离心力与撞击破 碎时的反力紧固口锁，转子易受曆损处制成可更换的结构形式，因此装卸简便及制造容易。经过研究分析及调研可得，嵌入紧固法和楔块紧固法虽然更换方便及工作可霏，但是 其金

6、属利用率普遍较低图3-3c所示为改进后的嵌入紧因法，采用带恪式板锤且板锤而上带 有纵向槽因而金属耗虽大为减少同时工作而调换四次轮换便用从而增加便用寿命，故一般 用于规恪大的破评机。螺栓紧固法的板锤利用率较高，板锤 哩损后更换方便，适宜中、低 冲击载荷，故一般用于中、小规恪的破碎机。故木文设计选用螺栓紧固法。图33板褲固定方法Fig 3-3 Halnn%er Plate fixed InethOda螺栓紧固；b檢块阑固：c、d楔块紧固：e改进后的嵌入紧固：f嵌入竖固板锤数受转子直怪影响，转子直径越小板锤数越少，通常转子直径D0.5m可装3 6个板锤 直径D=()52m可装6_20个。对于硬物料或

7、破碎比较大板锤数应多些，不 管装儿个板锤，都必须保证物料到卸载点时刚好与板彼相遇原则，将式(32)及式(3-3沖的 转子运转时，两相邻板锤通过给料点的间隙时间假设为I.则：60初一 z(硏 + 5J式中Z板锤数口$ 板锤厚度m爲一板锤座厚度Mn转子转速j/minD转子直径mv物料在I时间内应深入锤击区深度为h,则：(3-3 )式中h板锤高度，m：H-物料下落的高度 m： g垂力加速度* ms1将式(32)代入式(3-3)并经整理，则求得板锤数口 Z为：(3-4)2=L力 .5 + E 60 宓a式中符号同前，本文设计根据公式ZIU18。312主轴与轴承计算由于作用在主轴二载荷大小瞬间不同，其持

8、续作用时间很短，千分之儿秒而以，外 载荷计算与实际破碎情况有很大出入.所以我们计算轴强度作为参考，在主轴上的作用力 如转子重力几、转子外端圆周力円及板锤的不平衡力F3,其合力F(N)为：其中F= ( F1+F2+F3) Ko9550乙nr(3-5)(3-6)1800(3-7)式中Ko冲击系数，組碎Ko=3.0：中碎Ko=1.5：细碎Ko=1.2n转子转速,r/min：r_转子外端半径5：“一轴承摩擦阻力系数，一般取0.03：口一轴承滚柱滚动而半径主轴分析受力图如图34.图中6. 02点为转子和主轴热压配合的端点,RhR2为轴承支点 (L=80)图34主軸受力分析Fig 3-4 The SPin

9、dle force analysis(3-8)(3-9)作用在主轴上的弯矩Mm (N.m)为：Mm=AL作用在主轴上的扭矩Mn vN.m)为：Mx=9550-/2作用在主轴上的当虽弯矩Md (N.m)为：Md=( M2m+ Nfn)22(3-10)己知当虽弯矩后，计算主轴的儿何尺寸，计算结果符合破碎机，经过上而对转子设计及分析，确定转子的三维模型结构示意图35,为进一步研究破 碎机奠定基础。图3-5反击式破碎机披子 Fig 3-5 COUnleranaCk CrUShe r rotor32反击式破碎机破碎腔设计破碎机破碎腔由进料导板、两级反击板及导板卸載点到二级反击板排料U的恻弧构 成的空间组

10、成其包含的结构参数见图3-6.依据经验以转子中心及转子直径D为基准來确 定破碎腔结构参数转子长度及直径前而己经给出，这里直接JR用。为了选择破碎机破碎腔结构参数的合理，将反击式破碎饥破碎腔结构參数统计结果 列于表3-3中逬行对比，达到破碎腔结构参数最优。%3以反击式破碎机破碎腔结构参数Table 3-3 COUnterallaCk CrUSher Crushing CaVity StrUCtUre ParalneterSp)a)5()YXy4744268177()0.16DDA).7527()15690.2ODD/0.8937D/3.8648D/1.1259453027319770.2ODDA

11、).825D/6.IKX)D/1.3197观察上图33可知，反击式破碎机物料沿导板进人破碎腔，导板働角B决定着物料的 下滑运动轨迹，当导板倾角B变化吋物料下滑轨迹Ilh线相应改变，因此该值 取值范I荊 需要认真考虑的。P角在45。60。之间表33与实际情况符合，导板倾角B越大则物料沿导 板下滑速度越快：B角越小下滑越慢甚至堆料现象产生。B角大则 增加破碎机高度 B角 小反之。设计过程中，其它条件允许情况下应该尽角越小，同吋考虑物料滑出导板与板锤 相遇的矢系。假如物料滑出导板离开卸载点然而板锤尚未来到称为板锤滞后现象：假如板 锤刚好到位然而物料未滑出导板称为板锤超前现象：破碎效果最佳是板锤与滑出

12、导板的物 料刚好相遇。从表3-3数摇可知，导板卸载点a=30-5(T. U角小则降低破碎机高度、减轻 机重及增加破碎腔圆弧长 度取最小值30。0角是板锤外圆切线即物料冲向反击板运动方 向与反击板垂线间 夹角如图3-3 KZ 6=2。左右物料垂直冲撞反击扳表而吋破碎效果最佳 且减少衬板曆损。假设6=0。物料垂直冲撞反击板而形成一条渐开线反击板IH1线，由于难 制造渐幵线，-般反击板形式主要有弧线即折线两种。由Hen及J值确定反击板一级排 料处一段反击板的位过，表33得6,= 15。,另外两种规1%615由于二级反击板 排料口 全部偏向转子水平中心线血0=150-19条咖=0.山图3-3所示反击板

13、具有两 段折线，假如 反击板有三段折线则第三段L值不相同，这是由反击板本身结构及悬挂点所决定的。研究 分析可知，二级反击板应尽可能靠后且排料下端靠近转子水平中心线取6炉77。见表3 3, %值大则细碎效果越明显。二级反击板二段与一级反击板三段间相互位过是由y角确 定y HZ 6O73：确定及Gun后则二级反击 板二段位过由y角大小确定，从而基木确定 二级反击板位过，破碎机破碎腔设计基本完成。表3-3可知，规恪不同破碎机其破碎腔圆 弧长度不同，其对应转子角度甘色十(90%)不同，大则圆弧长度好。归结如下破碎腔主要 结构参数表3,表33中 数摇以转子中心及转子直径为基准所得，设计出符合实际要求反

14、击式破碎机-%3-4破碎机主;婆结构参数Table 3-4 CrUSher Inain Structure Parameters卩)avj)YO6Qs900.16D-0.2D0.0 ID O.ID反击板是组成破碎机破碎腔尖键部分Z其设计就是腔型设计破碎腔进料口低且大， 第二级反击板靠后且下端排料接近转子中心水平线。图3-7两段反击板的破碎机(洌，其 较大的给、排料口尺寸及B角，因此渐幵线与反击板离得比较远。第-段反击板折线应该 更加靠近渐开线，但是不管怎样也无法制作按渐开线的反击板，以A为卸载点基准，其抛 射出去的物料方向垂直于第一段反击板即6=12。，大约转过25。左右的反击板，被抛出 的物

15、料止碰撞F第二段反击板。图3-7两段折线反击板的破碎机图3-8三段折线反击板的破碎机Hi 7 TWO paragraphs that tbc Crufber counterattack PbtC DnCr ig 3-8 Thiw SCetkill： (MlinC Col nterallaCk PbtC CTl XhCr中、细碎反击式破碎机如图3-&反击板有三段折线、较小排料及B角，因此渐开线 与反击板离得比校近，反击板第二段更加近似F渐幵线，物料从A点抛射出且方向垂直于 反击板第-段Az 5=2%当大约转过板锤20。,反击板第二段止碰撞于被抛射出去的物料：当 大约转过板锤40。,第三段反击板与

16、被抛射的物料止碰撞。依据实际反击板磨损情况可知， 物料重要破碎段是破碎腔从A点射线到达反击板上交点起往下到反击板排料口这个区段 即反击板排料附近。依据分析得反击板折线设计方法：对反击板两段，布过第一段反击 板依据给料口尺寸B及6 = 0。.从A点转 过大约25板锤取2 0。,考虑反击板第一级排料口 最小尺寸eto=0.1D和6尸15。及尸60“反击板第二段的位过就可确定。确定反击板第二级方 法：过反击板第一级排料作一条水平线垂直于反击板第二段表而，依据反击板第二段排 料最小尺寸e2min=0.01D反击板第二级位过可确定。对反击板三段，依据给料尺寸B及 8 = ()-布过反击板第一段 转过大约

17、2(尸板锤，布过反击板第二段J1Z 6 =0。转过大约 40。板锤，考虑eg及GfI9。布过反击板第三段取6 = ()j反击板第二级二段，依据尸73。确 定，反击板第三段的位宜确定可依据$=66。-77。及排料尺寸e2min=0.01D,条 件允许下， 中、细破碎机$取大值则提高产品质虽、易于制造折线反击板。设计反击板包含其形状、位过及级数等，设计反击板形状就是反击板mi线的设 计。破碎机筛算采用耐磨铸件做成是易损件Z,经过大虽的调研发现算板磨损会使锤头 和算板间间隙变大影响破碎及排料效果：同时观察到算板和筛板做成组合件更换方便，因 为算板磨损后需要更换拆卸，整体组合件卸下简便且筛板设计成可调

18、结构，调整磨损算板 继续使用，直到算板变湘强度变差无法使用为止，这样筛板的使用时间更长，达到节约材 料及成木的经济效益。本设计的算板和筛架组合装配件图3-9.算板装在用碳钢焊接而成的 筛架上，资料分析可知，筛算缝隙的大小直接控制破碎后物料粒度，粗碎按152倍的成 品物料粒度取值，细碎时按36倍成品物料粒度取值。算扳采用窗格划分形式，其均匀性 直接影响到破碎物料粒度伺时算板还容易堵塞造成经常需要停机检测导致破碎效率低， 为了克服上述问题，在设计过程中我们把算板弧线做成尽可能大且算板窗格划分更均匀同 时减小格间的间限，格子形状结构做成倾斜形且随着算板厚度不同倾斜角度逐渐改变，物 料落下时与算板的摩

19、擦尽可能的小，减少物料在算板上的停留时间，达到提高破碎效率的 目的 确 定了反击式破碎机机架强度的决定因素，在设计机架时要充分考虑所承受的力，重视机架 的强度对反击式破碎机的彤响，采用结构上的优勢克服所承受的反作用力，提高破碎效率 及延长使用寿命。反击式破碎机机架强度的决定因素：（1）机架的的断而尺子，通常都是用制造和结 构的观点来确定机架的断而尺子，只强调它的安全性，却忽视了它的经济性，因而造成机 重大、成本高的缺陷。为了节约金属、减轻机重、降低成本，应用解析法合理地计算机架 的断而尺子是非常必要的。（2）重虽、成本及安装因素：由于反击式破碎机在工作吋。其 机架承受着非常大的冲击力，所以在设

20、计铸造时应给了其足够的抗压强度，但是有些厂家 在逬行设计时，只考虑它的可菲性，忽视它的重虽、成本以及安装方而的因素，而造成机 身笨重、成本过高，这给生产使用工作带来麻烦，而且造成金属的浪费。（3）机架的抗压 强度：既然机架的强度那么重要，我们应该加强它的抗压强度，从结构上来看，反击式破 碎机的下部机架是由筋板和外壳组成从而保持住系统的平衡状态。机架结构存在的问题 突出地表示在以下儿方而：（一）结构构成的多样性，在属于同一类工况并且客户需求相差不大的产品中，机架的结 构构成由F设计的随意性，导致了它的多样性：（二）零件形状的多样性，机架的零件多 为规则或不规则形状的板件，设计的随怠性导致不少功能

21、相冋的零件在形状或参数方而表 现出多样性：（三）库存材料的多样性 对已有机架的统计分析表明，产品70%左右的材 料耗用在机架上，而机架所用板材由于设计的随意性而呈现出多种变化。通用破碎机机架采用钢板焊接而成其沿转子水平中心线分成上机架和下机架 曲部 分，用螺栓固定在一起，上下机架间设过转紬，使非加料一侧的上机架在折掉连接螺栓后 可以绕转旋转打开，这样在检修和更换钱头时更为方便，本文根据转子直径D和转子中心 为基准来选择破碎腔结构参数及确定尺子，根据破碎腔尺子得到机架的示意图3-10o图 410 反击式破碎机机架 Fig 3-10 COUHterattaCk CrUSher frame3.5破碎机模型装配口前，虚拟装配在工程设计中的应用越来越广泛，参数化设计