PX1200旋回破碎机设计

1、第 VI 页辽宁科技大学本科生毕业设计PX1200/250旋回破碎机设计摘 要新中国成立以来，随着采矿业的发展，选矿机械经历了从无到有、从小到大、从单个品种和规格到多个品种和规格的发展过程，各种选矿机械产品已经形成了系列，现在生产的各种形式和规格的破碎机、磨矿机和选矿机械，基本上能满足国民经济建设的需求，同时，在液压破碎机、反击式破碎机、离心选矿机等新产品的研制和新技术的应用方面都取得了一定的成就，但是，根据我国矿藏资源的特点（贫矿多、共生矿物多),选别的机械品种还不能完全满足新的选矿工艺的需要，特别需要发展一些适于对难选物的选别机械。旋回破碎机是利用破碎锥在壳体内腔中的旋回运动，对物料产生挤

2、压和弯曲作用，粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械，装有破碎锥的主轴的上端支承在横梁中部的衬套内，其下端则置于轴套的偏心套中，轴套转动时，破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动，他的破碎动作是连续的，故工作效率高于颚式破碎机，旋回破碎机的工作是连续的，它与其他破碎机相比其优点是生产能力大，工作平稳，破碎单位重量矿石的耗量少，产品粒度比较均匀。关键词：旋回破碎机；破碎；破碎锥The design of PX1200/250 gyratory crusherAbstractSince new China had been established ,along with the mining indus

3、try development , the dressing machinery experienced has grown out of nothing, form infancy to maturity , from the single variety and the specification to many varieties and the specification developing process. Each kind of dressing mechanical product have already formed the series .Now each kind o

4、f pattern and specification breaker，the ore mail and classification machinery, basically can satisfy the need of the national economy construction, meanwhile, in the hydraulic pressure breaker, the counter-attack type breaker ,the centrifugal concentrator and so on, the new product development and t

5、he new technical application aspect have yielded the certain result. However, according to our country mineral resource characteristic(The lean ore are many associated mineral are many), classifies the machinery the variety not to be able completely to satisfy the new dressing craft the need ,partic

6、ularly needs to develop some to be suitable for the difficult electing classification machinery.The gyratory crusher is the curing function, thick garrulous each kind of degree of hardness orator rock large-scale broken machinery which is loaded with the broken awl the main axle upper extreme suppor

7、ting in the crossbeam bushing, its lower extremity sets to the axle sleeve center. When the axle sleeve rotates, the broken awl circles in the machine the core to make the biased cycle movement its broken movement is continuously carries on, hence the working efficiency is higher than the jaw type b

8、reaker. The gyratory crusher broken work is continual, it compares with other breakers, its merit is the high productivity , work steady, few crushing unit weight ore consumption quantity，and the uniform distribution equispaced product granularity .Key words: The Gyratory crusher;Break;Cone 目 录1 绪论1

9、 1.1 研究的目的和意义11.2 国内外碎磨设备的简介31.3 旋回破碎机的发展趋势42 总体方案设计52.1 旋回破碎机的类型52.2 旋回破碎机的工作原理52.3 旋回破碎机的构造53 旋回破碎机的结构参数和工作参数的选择和计算93.1 结构参数的选择和计算93.1.1 给矿口尺寸与排矿口尺寸93.1.2 啮角93.1.3 破碎锥的摆动行程s103.1.4 基本结构尺寸的确定103.2 工作参数的选择与计算113.2.1 破碎锥的摆动次数n（偏心轴套的转数）113.2.2 生产率123.2.3 电动机功率N123.3 破碎力133.4 受力分析164 电动机的选择及轴的计算184.1 电

10、动机的选择及传动比的分配184.1.1 电动机的选择184.1.2 传动比的分配184.2 传动装置的选择与设计184.2.1 转矩的计算184.2.2 V带的传动设计计算194.3 传动齿轮零件的设计计算224.3.1 锥齿轮的计算224.3.2 锥齿轮的校核254.4 传动轴的设计计算274.5 滚动轴承的选择和寿命验算304.6 键的强度校核314.6.1 传动轴上键的强度计算314.6.2 主轴上键的强度计算315 PX1200/250旋回破碎机的环保、可靠性与经济性分析335.1 设备的环保措施335.2 设备的可靠性335.2.1 可靠性的计算335.2.2 机械设备的有效度345

11、.3 设备的经济评价345.3.1 投资回收期345.3.2 盈亏平衡分析355.3.3 设备合理的更新期36结 论38致 谢39参考文献40第48页辽宁科技大学本科生毕业设计 1 绪论1.1 研究的目的和意义 从新中国成立以来，我国的选矿工业获得蓬勃的发展。选矿机械也经历了从无到有、从小到大、从单个品种到多个品种的发展过程，已经形成各种选矿机械系列产品，目前所生产的各种类型和规格的破碎机、磨矿机、和选矿机械，大体上能满足我国经济建设发展的需求，同时，我国在研究液压破碎机、反击式破碎机、离心选矿机等新产品的和新技术改进的方面都获得辉煌的成就，然而，由于我国矿产资源的特点（贫矿多、共生矿物多)，

12、选矿机械的产品类型并不能够全部满足工业进步的需求，尤其需要一些适于对难选物的选矿机械，旋回破碎机是利用破碎锥在壳体内腔中的旋回运动，对矿物进行压挤和碰撞作用，粗碎多种不同硬度物料的重型破碎机器。在横梁中部的衬套内的横梁支承着装有破碎锥的主轴的上端，轴套的偏心孔中放置于其下端，当轴套运转时，破碎锥绕破碎机轴线进行偏心旋转工作，作连续的破碎工作，故工作效率高于颚式破碎机，旋回破碎机的工作是连续的，它与其他破碎机相比其优点是生产能力大，工作平稳，破碎单位重量矿石消耗量少，产品粒度比较均匀。 旋回破碎机在沙场、建房、煤炭等各行各业得到广泛应用。70年代以来，中国对破碎机的研发和设计破碎机方面取得了辉煌

13、的成就。通过借鉴在国外先进技术工艺的前提上，考虑我国的基本情形设计开发了新的机型、使用效率高的设备。沈阳机械设备有限公司对旋回破碎机做了大量的实验研究，并通过降低破碎机的悬挂高度，改进动锥的运动轨迹，把破碎腔的啮角减小，加大破碎比，增大了破碎锥的运转行程，生产能力得到一定的提高，进一步提高了机器功能，达到对旋回破碎机的更新换代。旋回破碎机主要是由动锥和定锥组成。活动的动锥绕其中心轴线作旋回运动，因为有偏心的作用，时而靠近，时而远离。由此使动锥和定锥矿石受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。旋回破碎机的机身重量较轻，结构简单（一个动锥、一个定锥衬、一个偏心轴套和一对轴承），生产效率较高（比同规格的简摆

14、旋回破碎机生产效率高20%30%）。旋回破碎机适合破碎中硬度石料。在工程中，多用中碎、细碎设备，破碎比比较大，其比值可达。随着机械工业的进步，近年来，旋回破碎机正朝着大型化发展。所以，一个合理的传动装置可以使旋回破碎机运行的更加顺利，合理有效。动锥优化可使损耗明显的降低，碰撞、噪音、振动都有一定程度的降低，也降低了操作工人的劳动量，提高破碎物料的质量，减少加工成本和缩短生产周期。不过，旋回破碎机也有它的缺点,具体如下：旋回破碎机排料口扬尘十分严重，经过破碎出来的块状和粉末状物料通过矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，堆积在地面，形成厚厚的一层物料，部分粉状物料在空中飘扬，对生产构成了极大

15、的干扰。大量的粉尘飘在工作空间而直接影响现场工人的身体健康，所以需要使用相应的除尘装置是旋回破碎机目前刻不容缓的问题。当前破碎机的设计应着手人性化，直面服务目标，面向市场、面对市场经济、面对矿产高效利用的大前提，改善性能、合理化设计。因此改进旋回破碎机的性能,使它能够更好地服务人类,让它的生产率尽可能提高。伴随着我国市场经济的迅猛发展，综合利用矿产资源的的技术同其相关产业的快速进步，自从1999年以来，我国建成了10843座大中型矿山和224567个乡镇集体企业，中国破碎矿物料总量超过50亿吨，物料破碎总产值为3000亿元。矿物的破碎在许多行业产品生产中是不可或缺的加工工艺。因为矿物的物理性质

16、和组织结构有很大的差别,为满足各种矿石的要求,破碎机的类型也呈现多种样式。对金属矿破碎而言,破碎是选矿厂的首道工序,为了得到有用物料,将其分为粗碎、中碎、细碎,而且还要磨矿。因为破碎在选矿行业属于耗能的大户(几乎占据全厂耗电量58%),为了达到提高生产效率和节能的目的,因此提出了“少磨多碎”的技术原理。进而让破碎机从粗碎与中碎向细碎及节能高产方向发展。其次，随着自动化产业的进步,破碎机也渐渐迈进自动化方向(如国外产品已实现机电一体化、连检,并能相应调给料速度、排矿口大小及控制破碎力等)。伴随着采矿业的发展,破碎机渐渐发展到大型化,旋回破碎机的粗碎生产率能够达到5500t/h。关于新工作方式和新

17、的破碎原理(如电、热破碎)正在实验探讨中,目前尚不能在生产中应用。相对粗碎来说,当前已经研制出很多类型来代替老式旋回式破碎机,主要是采用科学技术工艺,加以改进升级、达到耐磨的特点,从而能产生节能、效率高、高效的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看,值得提出的有:颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机和辊压机。而目前应用最广泛的就是旋回破碎机。1.2 国内外碎磨设备的简介 破碎是处于采矿和冶炼的一个中间环节，其目的是为了将矿物中的脉石和不用的杂质要一定程度的去掉，以达到品位的矿石，满足冶炼的目标和加大冶炼物品的质量。它提供高品位的矿石使之满足冶炼需要及其使国家矿产合理综合利用，从而在国民经济中占据

18、不可或缺的组成部分。如今，旋回破碎机、颚式破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机、锤式破碎机和反击式破碎机、立轴冲击式破碎机等组成了破碎机械的主要种类。 旋回破碎机的工作原理是动锥在壳体破碎腔中的旋回运动，产生对物料的压挤、破裂和弯曲变形，粗碎不同硬度的矿石和山石的大型破碎机器。在横梁中的衬套内破碎锥支承横梁的上端，其下端被放置在轴套偏心孔中。在轴套内工作时，破碎锥绕中心轴线做偏心的往复旋回运动，进行连续的破碎工作，故工作效率高于颚式破碎机。到70年代初期，大型旋回破碎机每小时已能处理物料5500t，达到2200mm最大给料直径。 颚式破碎机是在两颚板对矿石的压挤与破裂作用下，粗碎或中碎不同硬度矿石

19、的破碎机器，固定颚板和动颚板是它的主要结构，当两颚板靠近矿石对其进行破碎时，当两颚板远离时物料块由排料口底部排出。他的破碎动作是间歇进行的。因为这种破碎机结构简单、可靠性好和更容易地破碎坚硬物料的优点而使其广泛应用于采矿、建筑材料、冶金等工业部门。圆锥破碎机的工作原理与旋回破碎机大体相同，但它适用于中碎或细碎作业的破碎机械。中、细碎得到的排料粒度的均匀性一般比粗碎工艺要求高，所以，在破碎腔的下部须设置一段平行区，同时，还须提高破碎锥的运转速度，方便矿石在平行区内尽可能能有一次以上的压挤。辊式破碎机是利用辊面的摩擦力将物料咬入破碎区，使之承受挤压或劈裂的破碎机械。当用于粗碎或需要增大破碎比时，常

20、在辊面上做出牙齿或沟槽以增大劈裂作用。辊式破碎机通常按辊子的数量分为单辊、双辊和多辊破碎机，适用于粗碎、中碎或细碎煤炭、石灰石、水泥熟料和长石等中硬度以下的物料。而近几年来发展最快的碎磨工艺是半自磨球磨工艺，辊压机作为降低能耗的有效设备，近年来根据其特点，也的到有选择的应用。1.3 旋回破碎机的发展趋势 目前国内外生产的旋回破碎机都是基于原AC公司Superior型液压旋回破碎机的基础发展起来的。CG系列和MK-两种具有代表性的先进破碎机也不例外。这两种破碎机与原AC公司S型旋回破碎机比较也没有显著地变化。例如原AC公司60109旋回破碎机给料尺寸为1520mm、排料口调节范围为210300m

21、m、其生产率为43006600t/h、功率为1000 kW。将这些数据跟相近规格的破碎机数据相比新机型在性能方面没有显著的优越性，只是在局部结构、材料、破碎机可靠性、自动控制和操作性有了新的发展和提高。因此说旋回破碎机发展速度较慢。我国生产的旋回破碎机在大型化方面并不落后。国外常见的最大规格旋回破碎机也只是给料口为1830mm，前苏联有2000 mm大型旋回破碎机。近年国内杭州山虎机械有限公司已制造了给料口1600mm重型液压旋回破碎机。但是，国内生产的旋回破碎机性能、技术水平与国外先进破碎机比较还有不小的差距。相对国外装备技术水平。国内旋回破碎机发展相对滞后，主要原因一方面是由于旋回破碎机比

22、中、细碎圆锥破碎机使用数量少，旋回破碎机技术发展的积累不足；另外，破碎机制造厂家还没有条件制造旋回破碎机，多数破碎机制造厂家缺少对产品连续跟踪、考查、不断研究和不断改进升级的工作，特别是对旋回破碎机研究创新工作更少。近年，随着矿山规模的不断扩大，大型化设备成为矿山设备未来发展趋势，旋回破碎机也随着需求的变化也向这一方向发展，但国产旋回破碎机目前主要面对的问题还是如何在原有基础上，深入消化和吸收国外旋回破碎机的先进技术并逐步使其国产化并创新出具有自主知识产权的新型旋回破机。目前，山特维克、美卓等已开始发展中碎用旋回破碎机，这也为国内技术发展指明了方向。2 总体方案设计2.1 旋回破碎机的类型旋回

23、破碎机在选矿和其他工业部门中，广泛地用来粗碎各种硬度的矿石。所以，旋回破碎机又叫粗碎圆锥破碎机，是大型矿山破碎坚硬物料的典型设备。旋回破碎机基本上有三种型式：固定轴式、斜面排矿式和中心排矿式。由于前两钟存在许多缺点，因此，我国仅生产中心排矿式旋回破碎机。2.2 旋回破碎机的工作原理图2.1 旋回破碎机的工作原理旋回破碎机的工作原理如图2.1所示。旋回破碎机的工作机构是由两个截面圆锥体活动圆锥（破碎圆锥）和固定圆锥（中空圆锥体）所组成。活动圆锥的心轴支承在铰链o中，并且偏心地安置在中空的固定圆锥体内。心轴oA旋转时，活动圆锥体的素线依次靠近及离开中空的固定圆锥体的素线。活动圆锥体的每条素线犹似绕

24、o点摆动。当活动圆锥靠近固定锥时，处于两者之间的矿石就被破碎；活动圆锥离开固定锥时，破碎产品则因自重经排矿口排出。旋回破碎机的主要破碎作用是压碎，但是，矿石也受有弯曲作用而折断。2.3 旋回破碎机的构造如图2.2所示，PX1200/250旋回破碎机的机架是由机座14、中部机架10和横梁9组成。它们彼此用螺栓固紧。破碎机的机座14安装在钢筋混凝土的基础上。旋回破碎机的工作机构是破碎锥32和固定锥(中部机架）10。中部机架10的内表面镶有三行平行的锰钢衬板11，最下面的一行衬板支承在机架下端凸出部分上，而上面图2.2 PX1200/250旋回破碎机一行则插入中部机架10上部的凸边中。这样，就能承受

25、碎矿时由于摩擦而产生的推力和破碎力的垂直分力。中部机架与衬板间须用锌合金（或水泥）浇铸。破碎锥32的外表面套有三块环形状锰钢衬板33，为了使衬板与锥体紧密接触，在两者间浇注锌合金，并在衬板上端用螺帽8压紧。在螺帽上端装以锁紧版7，以防螺帽松动。破碎锥装在主轴31上。主轴的上端是通过锥形螺帽2、锥形压套1、衬套4和支承环6悬挂在横梁9上。为了防止锥形螺帽松动，其上还装有楔形键3。衬套4以其锥形端支承在支撑环6上，而其侧面则支承在内表面为锥形的衬套5上。破碎机运转时，由于衬套4的下端与锥形衬套5的内表面都是圆锥面，故能保证衬套4沿支撑环6和锥形衬套5上滚动，从而满足了破碎锥旋摆运动的要求。主轴的下

26、端插入偏心轴套22的偏心孔中，该孔对破碎机轴线成偏心。偏心轴套旋转时，破碎锥的轴就以横梁上的固定悬点为锥顶作圆锥面运动，从而产生破碎作用。偏心轴套是通过三角皮带轮18、弹性联轴器19、并由圆锥齿轮15、17带动。偏心轴套22 在机座的中心套筒24的钢衬套23中转动，套筒利用四根筋板25与机座连接。在筋板25和传动轴套筒的上面，敷设有锰钢护板26和16，以免落下的矿石砸坏筋板和套筒。偏心轴套的整个内表面和偏心轴套比较厚的一边约3/4外表面（即承受破碎压力的一边），都浇铸巴氏合金。为使巴氏合金牢固地附着在偏心轴套上，在轴套的内壁上布置有环状的燕尾槽。偏心轴套的止推轴承由三片止推圆盘组成。上面的钢圆

27、盘与固定在偏心轴套上的大圆锥齿轮连接在一起。它回转时，就沿中间的青铜圆盘13转动，而青铜圆盘又沿下面的钢圆盘转动。下面的钢圆盘用销子固定在中心套筒的上端，以防止其转动。为了防止矿尘进入破碎机内部的各摩擦表面和混入到润滑油中去，在破碎锥下端装有由三个具有球形表面的套环28、29和30构成的密封装置。套环28用螺钉固定在破碎锥上。套环29装在中心套筒的压盖27的颈部上，它们之间装有骨架式橡胶油封。上部套环30自由地压在套环29上。这种结构的密封装置比较可靠，矿尘不易透过各套环之间的缝隙进入破碎机的内部。排矿口的宽度是用主轴上端的锥形螺帽2来调节。调节时，首先用桥式起重机将主轴和破碎锥一起向上稍稍提

28、起，然后，将主轴悬挂装置上的螺帽2 旋出或旋入，将排矿口调节到要求的宽度。这种装置的调节范围较小，而且调节时很不方便。破碎机的保险零件是装在皮带轮18轮毂上的四个有削弱断面的保险销轴，断面的尺寸通常按电动机负荷的二倍来算。如果破碎机内掉入大块非破碎物，则小轴应被剪断，破碎机停止运转而使其他零件免遭破坏。这种保险装置虽然构造简单，但可靠性较差。旋回破碎机用稀油和干油进行润滑。旋回破碎机所需的润滑油是由专用油泵站供给的，油沿输油管从机座下盖21上的油孔流入偏心轴套的下部空间内，由此再沿主轴与偏心轴套之间的间隙，以及偏心轴套与衬套之间的间隙上升，润滑这些摩擦表面后，一股油上升的途中与挡油环12相遇而

29、流至圆锥齿轮；另一股油上升到偏心轴套的止推圆盘13上。润滑油润滑了各部件以后，经排油管流出。破碎机的传动轴20的轴承有单独的进油与排油管。主轴的悬挂装置是通过手动干油润滑装置定期用干油进行润滑。3 旋回破碎机的结构参数和工作参数的选择和计算3.1 结构参数的选择和计算3.1.1 给矿口尺寸与排矿口尺寸我国生产的旋回破碎机，给矿口长度L为宽度B的1.251.6倍。对于大型破碎机，取L=（1.251.5）B，中小型破碎机则取L=（1.51.6）B。在小型破碎机中，为了获得较高的生产率，值可以选大一些。国外生产的小型破碎机，=23.6。给矿口宽度B=（1.11.25），=（0.750.9）B，式中是

30、原料最大颗料尺寸。PX1200/250旋回破碎机用于初碎，最大给矿口宽度初选1200mm。3.1.2 啮角 旋回破碎机在破碎矿石时，必须保证矿石既不向上滑动，也不从破碎机的给矿口中跳出来。由此，啮角（图3.1）亦须按公式（3-1）选取即： （3-1）式中： 固定圆锥锥角 破碎圆锥锥角 摩擦角图3.1 旋回破碎机的啮角示意图一般取。由于旋回破碎机的入料块度大、重量大，能够克服破碎力的向上分力，因而在衬板上产生的滑动现象很少。基于这个原因，啮角可以选用最大值。所以取为了减小作用在破碎锥上的破碎力的垂直分力，从而减轻破碎锥支承装置的负荷，故应取小些，而应取大些，通常取。 所以，根据实际要求，本次设计

31、中取，则。3.1.3 破碎锥的摆动行程s破碎锥的摆动行程s是指在排矿口平面内，破碎锥中心线的摆动量，它等于破碎锥中心线对机架中心线在该平面内的偏心距r的二倍。设计时按破碎机的规格及给料尺寸选择行程数值，一般为2244mm。如s值过小，会使生产率显著下降，s值过大，则使功率消耗增加和排矿粒度加大。因此，根据实际要求，本次设计取s=33mm。3.1.4 基本结构尺寸的确定 旋回破碎机的基本结构尺寸如图3.2所示。B为给矿口的宽度，其他各部尺寸均依次进行计算。图3.2 旋回破碎机的基本结构尺寸 W=1.05B，它限制了悬挂点O的位置。固定锥上部直径通常是在给矿口的平面上测量，其经验公式为：根据上述原

32、则，选，mm。选定1，及=301，再按要求的破碎比（旋回破碎机的破碎比一般为i=58）确定排矿口宽度，由此，可确定破碎腔的高度和破碎锥的底部直径。破碎腔高度H为:式中：定锥动锥锥角之半。因而取DB=3240mm。3.2 工作参数的选择与计算3.2.1 破碎锥的摆动次数n（偏心轴套的转数） 旋回破碎机破碎腔的断面形状和排矿过程与颚式破碎机相同，故其破碎锥的摆动次数可按颚式破碎机的方法确定。它的理论计算公式为： （3-2） =254.49r/min式中s的单位用cm。目前，实际选用的旋回破碎机的工作转数大约比理论公式（3-2）算出的小于3550%。产生差别的原因，在于推导该公式时没有考虑物料自破碎

33、机中排出时所遇到的各种阻力。设计时，可采用下列经验公式计算： （3-3） r/min式中B表示给矿口宽度，单位用m。 破碎锥除了绕机器中心线旋转外、由于摩擦作用，还绕本身的轴线转动。空载运转时，自转方向与偏心轴套的回转方向相同；有载运转时，自转方向与偏心轴套的回转方向相反。破碎锥的自转运动，可以使产品粒度均匀，也能使破碎锥衬板的磨损均匀。3.2.2 生产率生产率是破碎机一项重要技术经济指标，旋回破碎机的生产率的理论计算公式只可作定性研究之用，由于其误差较大，实际上多采用经验公式计算，但式中须按表3.1选取。表3.1 旋回破碎机单位排矿口宽度的生产率(=1.6)规格500/75700/12090

34、0/1601200/1801500/1801500/3002.534.5610.513.5 （3-4）式中， t/h3.2.3 电动机功率N 旋回破碎机功率的计算方法与颚式破碎机功率的计算方法相似。由于理论计算公式与实际相差很大，所以确定旋回破碎机的功率通常采用经验公式： （3-5） kw 式中：D破碎锥下端的最大直径，m； K考虑破碎锥转数改变的修正系数，对于给矿口宽度： 从表3.2可以看出，根据公式（3-5）计算的旋回破碎机的电动机功率与实际颇为相近，根据表3.2选取N=330kw。规格500/75700/130900/1601200/250N=85D2K122.2145166303实际选

35、用的电动机功率130145180330 表3.2 旋回破碎机的电动机功率 单位：kW3.3 破碎力在破碎过程中，破碎力的大小由于受矿石的物理机械性质、块度、破碎方法、以及矿石在破碎腔中的分布状况等因素的影响，因此，很难用理论公式来计算。目前，对于旋回破碎机，通常是根据电动机的功率来计算破碎力。因为旋回破碎机的偏心距较小，偏心轴套的转数也较低，故不能造成很大的功能储备，因而电动机的功率大部分都消耗在破碎矿石上。设破碎力P作用在破碎锥高度的处（从排矿口平面算起）。假定由破碎力P引起偏心轴套内表面的反作用力P1（图3.3）是作用在偏心轴套的中部。P1的作用线不在破碎锥轴线与机器中心线所组成的n-n平

36、面内，而是偏斜一个角度。根据偏心轴套的磨损情况，=2030。图3.3 旋回破碎机破碎力的计算图由于主轴悬挂装置对破碎锥的反作用力对悬挂点O产生的力矩较小，近似计算时可略去不计，则破碎力P和偏心轴套的反作用力P1对悬挂点O的力矩平衡方程式： （3-6）即 （3-7）式中：P到悬挂点O的距离，m； P1到悬挂点O的距离，m；对于式中的实际要求取得=2.8158m，=4.8275m。现在来研究偏心轴套上作用力的平衡问题。因为破碎锥和偏心轴套的不平衡质量的惯性力较小，故讨论偏心轴套的平衡时可以不考虑。在偏心轴套的内表面除P1外，还作用有与P1位于一个平面上的摩擦力T1=f1P1，方向如图3.3所示，式

37、中f1为破碎锥轴与偏心轴套内表面的摩擦系数。在O点上加两对大小相等，方向相反的力P1和T1，将位于O点的力P1和T1几何相加，则得合力：合力N在偏心轴套的外表面引起摩擦力T2=f2N。式中f2为偏心轴套外表面与机架衬套间的摩擦系数。由此，作用在偏心轴套上的扭矩则为： (3-8)或 公斤 （3-9）式中： e偏心轴套内孔平均半径的偏心距，m； r偏心轴套内孔的平均半径，m； R偏心轴套外表面的半径，m；根据生产工作中的实际情况取e=0.18m，r=0.7m，R=0.9m；根据旋回破碎机的工作情况，偏心轴套内外表面属于半液体摩擦，取f=f1=f2=0.03。由于f和e较小，公式（3-9）中的和可近

38、似地取为零，则公式（3-9）可简化为：公斤 (3-10)将公式（3-10）代入公式（3-6）中得： 公斤 （3-11）式中M的值可按电动机功率N求出： 公斤米 (3-12)式中：传动效率，； n偏心轴套的每分钟转数。 根据实际要求取传达效率。 考虑到电动机的过负荷和机器旋转部件惯性力的影响，其最大破碎力为： 公斤 (3-13)根据式（3-12）求出M值，即： =5118.61Nm把所求的M值可代人式（3-10）中求得P1值，即: =40564.53N=40.56kN将M值和P1的值代入（3-6）可求出P值，即： =69519.23N=69.54kN其最大破碎力为：kN3.4 受力分析旋回破碎机

39、的主要零件有：传动轴、齿轮、偏心轴套、主轴和悬挂装置。传动轴和齿轮上的受力较小，只要已知电动机功率，就可以利用分析法计算确定，而偏心轴套、主轴和悬挂装置的受力情况可用图解法确定。 .图3.4 旋回破碎机的受力图计算破碎力P是分析这些零件受力的原始数据。为了简化计算，不考虑破碎锥与偏心轴套的惯性力对主轴受力的影响，并假定： （1）力P作用在破碎锥高度的处（从底部算起）； （2）偏心轴套的反力P1作用在偏心轴套与主轴接触部分的中点； （3）悬挂装置的反力P2 的作用点如图3.4中所示的M点。 如图3.4所示，取破碎锥作为分离体，先将P力延长，与破碎锥自重G合成F力,然后根据同一平面的三个力互成平衡

40、必交于一点的定理，求出偏心轴套与悬挂装置对主轴的反力-和- 。负号表示反力的方向与图3.4所示的方向相反。根据图中受力情况可按下式求得： （3-14）由式（3-14）中解出F值，即： 解得： F=79733.5N=79.73kN 则可得P1的P2的值即： kN由得; =61.52kN 在旋回破碎机的运转过程中，当非破碎物进入机器内，或是机器超负荷运转时，由于机器的保险装置效果不好，往往会引起主轴的局部裂痕或断裂的重大设备事故。除了上述原因外，若主轴的材料不好，加工精度低，机器的安装质量不高，这些因素也会引起主轴的局部裂痕或断裂事故。旋回破碎机主轴的断裂多发生在固定衬板处的螺纹退刀槽的地方。对于

41、局部裂痕或断裂的轴可用焊接法修理。4 电动机的选择及轴的计算4.1 电动机的选择及传动比的分配4.1.1 电动机的选择根据工作要求及工作条件，选用破碎机专用电动机；根据式（3-11）选择JS1510-10型电动机，额定功率P0=400kw,同步转速n0=590r/min。4.1.2 传动比的分配 根据PX1200/250旋回破碎机总传动比： （4-1） 4.2 传动装置的选择与设计4.2.1 转矩的计算O轴（电动机轴）：kW；r/min Nmm (4-2) 1轴（小齿轮轴）：=343.52kW =295r/min （4.3）2轴（大齿轮轴）：=343.520.97=333.21kW r/min

42、 =Nmm （4-4）4.2.2 V带的传动设计计算1、由以上条件可知：额定功率P0=400KW，小带轮转速r/min，从动轴转速r/min，每天的平均工作时间为16h/天。2、确定计算功率表4.1 工作情况系数工作机原 动 机类类一天工作时间（h）载荷变动较大破碎机（旋转式、鄂式）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机1.31.41.51.51.61.7查表4.1得工作情况系数kW3、选择V带的带型根据计算功率，小带轮转速，查出此坐标点位于D区，所以选用D型带计算。4、确定带轮的基准直径并验算带速v(1) 初选小带轮的基准直径表4.2 V带带轮最小直径 单位：mm型号YZABCDE20507512

43、5200355500由表4.2，选取小带轮的基准直径mm（2）验算带速vm/s因为在525m/s范围内，所以合适。（3）计算大带轮基准直径mm5、确定中心距a，并选择V带的基准长度(1)初定中心距mm取，符合。(2) 计算相应的带长 =7710.05mm表4.3 V带长度系列 单位：mm内周长度节线长度CDE650035206840137507500406076201528090004600914016800由表4.3得带的基mm (3)计算实际中心距及其变动范围=2474.975mm=2474.975-0.0157620=2360.675mm=2474.975+0.037620=2703.5

44、75mm所以，中心距的变化范围2360.6752703.575mm。6、验算小带轮包角=167120合适。7、确定带的根数z（1）根据mm和r/min，查表4.4并按插值法计算求得D型带, 表4.4 V带所能传递的功率 单位：kW型号小带轮直径小带轮转速400700800950D50016.2023.9925.7627.5056018.9527.7329.5531.0463022.0531.6833.3834.1971025.4535.5936.8736.35根据r/min，和D型带，查表4.5得=1.85kW 表4.5 V带的功率增量 单位：mm小带轮转速r/min4007008009501

45、200i1.252.192.502.973.75查表4.6得，表4.7得=1.05表4.6 小带轮包角系数包角1801701651601551.000.980.960.950.93表4.7 长度系数基准直径/mmCDE68400.991.021.1576201.021.051.1791401.041.081.19kW（2）计算V带的根数=21.08取根8、确定带的初拉力式中q=0.63（kg/m） N9、计算压轴力=59849N 4.3 传动齿轮零件的设计计算4.3.1 锥齿轮的计算1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20。（2）由文献1,10-

46、1可知，选择小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选齿轮精度为7级。（3）选小齿轮齿数，大齿轮齿数=2.524=60。2、按齿面接触疲劳强度设计（1）由下式试算小齿轮分度圆直径，即1) 确定公式中的各参数值试选小齿轮传递的转矩选取齿宽系数由文献3,10-20查得区域系数由文献3,10-5查得材料的弹性影响系数计算接触疲劳许用应力小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为，。应力循环次数： 由文献3,10-23查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1，安全系数S=1，取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即MPa2）试算小齿轮分度圆直径

47、=435.680mm（2） 调整小齿轮分度圆直径1） 计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度v当量齿轮的齿宽系数2）计算实际载荷系数由文献3,10-2查得使用系数根据、8级精度，由文献3，10-8查得动载系数直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数。由文献3，10-4用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数由此，得到实际载荷系数3）按实际载荷系数算的分度圆直径为相应的齿轮模数所以，选择标准模数 3、几何尺寸计算（1）分度圆直径（2）计算分锥角（3） 计算齿轮宽度所以，取4、 主要设计结论齿数、，模数，压力角，变为系数、，分锥角、，齿宽。小齿轮选用40（调制），大齿轮选用45钢（调制

48、）。齿轮按7级精度设计。4.3.2 锥齿轮的校核按齿根弯曲疲劳强度校核1、由文献3,10-26可知，齿根弯曲疲劳强度条件式为（1）确定公式中的各参数值1）分锥角、。 当量齿数 2）由文献3,10-17查得齿型系数、。 由文献3,10-18查得应力修正系数、。 由文献3,10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为、。 由文献3,10-22取弯曲疲劳寿命系数、。取弯曲疲劳安全系数S=1.7，得（2） 计算实际载荷系数1） 由文献3,10-8查得动载系数。2） 直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数。3） 由文献3,10-4用插值法查得，于是。则载荷系数为（3） 分别校核齿根弯曲疲劳强度 所以，满足强度校核。4.4 传动轴的设计计算（1） 初步确定轴的直径选取轴的材料为45钢，调制处理。由文献3,15-3，取,于是得根据工作条件，取d=180mm（2） 传动轴受力分析圆周力 径向力 轴向力 （3） 绘制传动轴的受力简图，如图4.1所示，求支座反力水平面支反力：由，得： 由，得： 图4.1 传动轴受力简图垂直平面支反力：由，得： 由，得： （