锤片粉碎机的设计机械专业毕业设计

1、某某大学毕业设计锤片粉碎机的设计专业： 指导教师:姓名：19第1章引言1.1概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位，它是国家的国民经济命脉。作 为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业，任务就是为国民经济的各个 行业提供先进的机械装备和零件。它的规模和水平是反映国家的经济实力和科 学技术水平的重要标志，因此非常值得重视和研究。锤片粉碎机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设 备。根据三点成圆的原理，利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续 的塑性变形，以获得预定形状的工件。该产品广泛用于锅炉、造船、石油、木 工、金属结构及其它机械制造行业。锤片粉碎机作为一个特殊的机器，

2、它在工业基础加工中占有重要的地位。 是钢材成型为圆柱型，几乎都用锤片粉碎机辊制。其在汽车，军工等各个方面 都有应用。根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用 的器械。在国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整形 式等为标准实行混合分类，一般分为：1、锤片粉碎机：包括对称式锤片粉碎机、非对称式锤片粉碎机、水平下调 式锤片粉碎机、倾斜下调式锤片粉碎机、弧形下调式锤片粉碎机和垂直下调式 锤片粉碎机等。2、锤片粉碎机：分为侧辊倾斜调整式锤片粉碎机和侧辊圆弧调整式锤片粉 碎机。3、特殊用途锤片粉碎机：有立式锤片粉碎机、船用锤片粉碎机、双辊锤片 粉碎机、锥体锤片粉碎机

3、、多辊锤片粉碎机和多用途锤片粉碎机等。锤片粉碎机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠， 造价低廉，至今在中、小型锤片粉碎机中仍广泛应用。在低速大扭矩的锤片粉 碎机上，因传动系统体积庞大，电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以 越来越多地采用液压传动。近年来，有以液压马达作为源控制工作辊移动但主 驱动仍为机械传动的机液混合传动的锤片粉碎机，也有同时采用液压马达作为 工作辊旋转动力源的全液压式锤片粉碎机。锤片粉碎机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板 材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。国内外采用冷卷方法较多。冷卷精度较 高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量

4、要求较高（如不允许有缺口、 裂纹等缺陷），金相组织一致性要好。当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设 备工作能力时，在设备允许的前提下可采用热卷的方法。有些不允许冷卷的板 材，热卷刚性太差，则采用温卷的方法。1.2锤片粉碎机的原理1.2.1锤片粉碎机的运动形式锤片粉碎机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动。主运动 是指构成锤片粉碎机的上辊和下辊对加工板材的旋转、弯折等运动，主运动完 成锤片粉碎机的加工任务。辅运动是锤片粉碎机在卷板过程中的装料、下料及 上辊的升降、翘起以及倒头架的翻转等形式的运动。该机构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通 过丝杆丝母蜗杆传动而获

5、得，两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊 齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。图1-1锤片粉碎机工作原理图由图1-1 :主运动指上辊绕 01，下辊分别绕02、03作顺时针或逆时针旋 转。辅运动指上辊的上升或下降运动，以及上辊在 01垂直平面的上翘、翻边运 动等。1.2.2弯曲成型的加工方式在钢结构制作中弯制成型的加工主要是卷板（滚圆）、弯曲（煨弯）、折边和模具压制等几种加工方法。弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成 的。滚圆是在外力的作用下，使钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯 曲变形（中层纤维不变）。当圆筒半径较大时，可在常温状态下卷圆，如半径较 小和钢板较厚时，应将钢板加热后

6、卷圆。在常温状态下进行滚圆钢板的方法有： 机械滚圆、胎模压制和手工制作三种加工方法。机械滚圆是在锤片粉碎机（又 叫滚板机、轧圆机）上进行的。在锤片粉碎机上进行板材的弯曲是通过上滚轴向下移动时所产生的压力来 达到的。它们滚圆工作原理如图1-2所示。a)b)图1-2滚圆机原理图a）对称式锤片粉碎机 b ）不对称式锤片粉碎机 c ）锤片粉碎机用三辊弯（卷）板机弯板，其板的两端需要进行预弯，预弯长度为0.5L +（3050） mm（L为下辊中心距）。预弯可采用压力机模压预弯或用托板在滚圆图1-3钢板预弯示意图a ）用压力机模压预弯b）用托板在滚圆机内预弯1.3锤片粉碎机的发展趋势加入WTO后我国锤片粉

7、碎机工业正在步入一个高速发展的快道，并成为国民经济的重要产业，对国民经济的贡献和提高人民生活质量的作用也越来越大。 预计“十五”期末中国的锤片粉碎机总需求量为600万辆，相关装备的需求预计超过1000亿元。到2010年，中国的锤片粉碎机生产量和消费量可能位居世 界第二位，仅次于美国。而其在装备工业上的投入力度将会大大加强，市场的 竞争也愈演愈烈，产品的更换也要求锤片粉碎机装备工业不断在技术和工艺上 取得更大的优势：1.从国家计委立项的情况看，锤片粉碎机工业 1000万以上投 入的项目达近百项；2.锤片粉碎机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大 的用户群；3由于锤片粉碎机的高利润，促使各地政

8、府都纷纷投资（国家投资、 外资和民间资本）锤片粉碎机制造。其次，跨国公司都开始将最新的车型投放 到中国市场，并计划在中国加大投资力度，扩大产能，以争取中国更大的市场 份额。民营企业的崛起以及机制的敏锐使其成为锤片粉碎机工业的新宠，民营 企业已开始成为锤片粉碎机装备市场一个新的亮点。锤片粉碎机制造业作为机床模具产业最大的买方市场，其中进口设备70%用于锤片粉碎机，同时也带动了焊接、涂装、检测、材料应用等各个行业的快 速发展。锤片粉碎机制造业的技术革命，将引起装备市场的结构变化：数控技 术推动了锤片粉碎机制造企业的历史性的革命，数控机床有着高精度、高效率、 高可靠性的特点，引进数控设备在增强企业的

9、应变能力、提高产品质量等方面 起到了很好的作用，促进了我国机械工业的发展。因此，至2010年，锤片粉碎机工业对制造装备的需求与现在比将增长12%左右，据预测，锤片粉碎机制造业：对数控机床需求将增长 26%;对压铸设备的需求将增长 16%;对纤维复合 材料压制设备的需求增长15%;对工作压力较高的挤或冲压设备需求增长 12%； 对液压成形设备需求增长8%；对模具的需求增长36%；对加工中心需求增长6%； 对硬车削和硬铣消机床的需求增长 18%;对切割机床的需求增长 30%；对精密 加工设备的需求增长34%;对特种及专用加工设备需求增长 23%;对机器人和 制造自动化装置的需求增长 13%;对焊接

10、系统设备增长 36% ;对涂装设备的需 求增长8%,对质检验与测试设备的需求增长 16%。在今后的工业生产中，锤片粉碎机会一直得到很好的利用。它能节约大量 的人力物力用以弯曲钢板。可以说是不可缺少的高效机械。时代在发展，科技 在进步，国民经济的高速发展将对这个机械品种提出越来越高的要求，将促使 这个设计行业的迅速发展。第2章方案的论证及确定2.1方案的论证般情况下，一台锤片粉碎机所能卷制的板厚，既工作能力，是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时的最小卷桶直径的能力, 热卷可达冷卷能力的一倍。但近年来，冷卷的能力正日益提高。结合上章锤片粉碎机的类型，拟订了以下几种方案，并进行

11、了分析论证。2.1.1方案1双辊锤片粉碎机双辊锤片粉碎机的原理如图2-1所示：H1. 上辊2.工件3.下辊图2-1双辊锤片粉碎机工作原理图2.可上辊是钢制的刚性辊，下辊是一个包有弹性的辊，可以作垂直调整。当下 辊旋转时，上辊及送进板料在压力作用下，压人下辊的弹性层中，使下辊发生 弹性变形。但因弹性体的体积不变，压力便向四面传递，产生强度很高，但分 布均匀的连续作用的反压力，迫使板料与刚性辊连续贴紧，目的是使它随着旋 转而滚成桶形。上辊压人下辊的深度，既弹性层的变形量，是决定所形成弯曲 半径的主要工艺参数。根据实验研究，压下量越大，板料弯曲半径越小；但当 压人量达到某一数值时，弯曲半径趋于稳定，

12、与压下量几乎无关，这是双辊锤 片粉碎机工艺的一个重要特征。双辊锤片粉碎机具有的优点：1板料不需要预弯成形，因此生产率高;以弯曲多种材料，机器结构简单。缺点：1对于不同弯度的制品，需要跟换相适 应的上棍，因而不适用多品种，小批量生产。 2可弯曲的板料厚度系列受到一 定限制，目前一般只能用于10mm以下的板料。2.1.2方案2锤片粉碎机锤片粉碎机是目前最普遍的一种锤片粉碎机。利用三辊滚弯原理，使板材 弯曲成圆形，圆锥形或弧形工作。1. 对称锤片粉碎机特点结构简单、紧凑，质量轻、易于制造、维修、投资小、两侧辊可以做的很近。形成较准确，但剩余直边大。一般对称锤片粉碎机减小剩余直边比较麻烦。2. 不对称

13、锤片粉碎机特点剩余边小，结构简单，但坯料需要调头弯边，操作不方便，辊筒受力较大， 弯卷能力较小。所谓理论剩余直边，就是指平板开始弯曲时最小力臂。其大小 与设备及弯曲形式有关。如图2-2所示：图2-2锤片粉碎机工作原理图对称式锤片粉碎机剩余直边为两下辊中心距的一半。但为避免板料从滚筒间滑落，实际剩余直边常比理论值大。一般对称弯曲时为板厚620倍。由于剩余直边在校圆时难以完全消除，所以一般应对板料进行预弯，使剩余直边接 近理论值。不对称锤片粉碎机，剩余直边小于两下辊中心的一半，如图2-2所示，它主要卷制薄筒（一般在32X3000以下）。2.1.3方案3锤片粉碎机图2-3锤片粉碎机它有四个辊，上辊是

14、主动辊，下辊可上下移动，用来夹紧钢板，两个侧辊 可沿斜线升降，在锤片粉碎机上可进行板料的预弯工作，它靠下辊的上升，将 钢板端头压紧在上、下辊之间。再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形， 达到所需要。它的特点是：板料对中方便，工艺通用性广，可以校正扭斜，错边缺陷， 可以既位装配点焊。但滚筒多。质量体积大，结构复杂。上下辊夹持力使工件 受氧化皮压伤严重。两侧辊相距较远，对称卷圆曲率不太准确，操作技术不易 掌握，容易造成超负荷等误操作。2.2方案的确定通过上节方案的分析，根据各种类型锤片粉碎机的特点，再根据锤片粉碎 机的不同类型所具有的特点，最后形成我的设计方案，12X2000对称上调锤片粉 碎机

15、。双辊锤片粉碎机不需要预弯、结构简单，但弯曲板厚受限制，只适合小批 量生产。锤片粉碎机结构复杂造价又高。虽然锤片粉碎机不能预弯，但是可以 通过手工或其它方法进行预弯。2.3本章小结通过几种运动方案的分析，双辊锤片粉碎机虽然不需要预弯， 但只适合小批 量生产，而且弯曲板厚受限制。锤片粉碎机通用性广，但其质量体积大而且操 作技术不易掌握。对称三辊卷板结构简单、紧凑、质量轻、易于制造等优点。 经过相比较下最终决定采用锤片粉碎机。第3章传动和动力设计它是以两个下辊为主动轮，由主动机、联轴器、减速器及开式齿轮副驱动。 上辊工作时，由于钢板间的摩擦力带动。同时作为从动轴，起调整挤压的作用。 由单独的传动系

16、统控制，主要组成是：上辊升降电动机、减速器、蜗轮副、螺 母。工作时，由蜗轮副转动蜗轮内螺母，使螺杆及上辊轴承座作升降运动。两 个下辊可以正反两个方向转动，在上辊的压力下下辊经过反复的滚动，使板料 达到所需要的曲率，形成预计的形状。3.1传动方案的分析锤片粉碎机传动系统分为两种方式：3.1.1齿轮传动电动机传出的扭距通过一个有保护作用的联轴器，传人一个有分配传动比的减速器，然后功过连轴器传人开式齿轮副，进入带动两轴的传动。如图3-2所示。=-图3-2齿轮式传动系统图这种传动方式的特点是：工作可靠，使用寿命长，传动准确，效率高，结 构紧凑，功率和速度适用范围广等。3.1.2皮带传动由电动机的转距通

17、过皮带传人减速器直接传人主动轴。如图3-3所示:图3-3皮带式传动系统图这种传动方式具有传动平稳，噪音下的特点，同时以起过载保护的作用， 这种传动方式主要应用于具有一个主动辊的锤片粉碎机。3.2传动系统的确定鉴于上节的分析，考虑到所设计的是锤片粉碎机，具有两个主动辊，而且 要求结构紧凑，传动准确，所以选用齿轮传动。321主传动系统的确定传动系统如图3-4所示：图3-4传动系统图所以选用了圆柱齿轮减速器，减速比i=134.719，减速器通过联轴器和齿轮 副带动两个下辊工作。3.2.1副传动系统的确定为调整上下辊间距，由上辊升降电动机通过减速器，蜗轮副传动蜗轮内螺 母，使螺杆及上辊轴承座升降运动，

18、为使上辊、下辊轴线相互平行，有牙嵌离 和器以备调整，副传动系统如图 3-4所示。需要卷制锥筒时，把离和器上的定位螺钉松开，然后使蜗轮空转达到只升 降左机架中升降丝杆的目的。3.3主电机的选择和计算331上下辊的参数选择计算1. 已知设计参数加工板料：Q235-A 屈服强度：（T s=235MPa 抗拉强度：c b=420MPa辊材：50Mn屈服强度：c s=930MPa 抗拉强度：c b=1080MPa硬度：HBSE229HB板厚：s=612 mm 板宽：b=2000mm滚筒与板料间的滑动摩擦系数：m =0.18滚筒与板料间的滚动摩擦系数：f=0.8无油润滑轴承的滑动摩擦系数：m' =

19、 0.05板料截面形状系数：心=1.5板料相对强化系数：Ko =11.6 板料弹性模量：E=2.06X 106MPa卷板速度：V _6m/min2. 确定锤片粉碎机基本参数14下辊中心矩：t =12 40 s=390mm上辊直径：Da1 t =300mm1.31.1 丿上辊轴直径：最小卷圆直径：下辊 直径：De 二 0.8 0.9 Da =240mm da =：0.50.6Da=180mm 下辊轴直径：de 二 0.5 0.6 De =130mmDn =1.25 2.5 Da=600mm筒体回弹前内径:DnD1 2( K1 SK2/2D) s12 ES=506.607mm3.3.2主电机的功率

20、确定因在卷制板材时，板材不同成形量所需的电机功率也不相同，所以要确定 主电机功率，板材成形需按四次成形计算：1.成形40%时1) 板料变形为40%的基本参数* f 506.607Do.4 二 Dn1266.518 mm0.4Dn0.4 S21266.518 122=639.259 mmt /2 sin 0.4 =s_D /R'0.4匕3902639.259 6 120 = °235tg： 0.4 =0.2422）板料由平板开始弯曲时的初始弯矩M147M1 二 KW、s=1.5 4.8 10235 = 1.692 10kgf mmW为板材的抗弯截面模量。BS22000汉122W

21、6 64= 4.8 103）板料变形40%时的最大弯矩Mo.4M 0.4= ( K1K s0 )W s =1.815 107 kgf mm2R '0.44）板料从卷制到R'0.4时的变形弯矩M n1叽）（土喘亡= (1.692 1.815) 1071 1639.259:2406= 3.292 10 kgf mm上辊受力:PCPa0.40.42M 0.4 氐J：0.42 1.815 107=2.325 105kgf639.259 60.242M 0.4 尺.4 j ；1.815 107兀=639.259 6 0.235= 1.197 105 kgf5）消耗于摩擦的摩擦阻力矩Mn2

22、d dM n2=5,+2巳0,)+我；訂"'叭=25 M06 kgfmm6）板料送进时的摩擦阻力矩MtMt=f Pa 2PcmPa 二甘=1.381 106 kgf mmDa 27)拉力在轴承中所引起的摩擦阻力矩 mn3Mn3=_= 32.92 13.81 105 0.06 13 1.519 105kgf mm8)锤片粉碎机送进板料时的总力矩 M pMp =mPCDc 718 1.197 105 240 = 5.171 106 kgf mm9)锤片粉碎机空载时的扭矩Mn4：Gi :板料重量Gi：2 2丿"DMb 7.8 10“一二 600 _t2 2000 7.8

23、10 =588.106 kg2 2G2:联轴器的重量：选ZL10, G2 =180.9kgG3 :下辊重量:Q =2 八=2 7.8 10:浮) 2500 = 1764.318kg-JMn4 =m G1 G2 G3 寸130= 0.06588.106 180.9 1764.3189.88 103kgf mm10）卷板时板料不打滑的条件:Mm MtMnMpMn1 Mt Mn4 =3.292 106 1.381 106 9.88 103 =4.682 106 kgf mmMp =5.171 106 kgf mm因为Mn1，Mt M n4 < M p，所以满足11)驱动功率：6M n = M

24、n1 M n2 M n3 Mn4 = 5.769 10 kgf mmNq 二Mn ' P( fd)空2 De6 5 201 =5.769 103.522 10(0.8 0.06 75)7.954240 0.8kw4.成形100%时1)板料成型100%的基本参数.0= 5 0 6. 6mmR|.0' = 259.304mmSiH.ot2R'1.0De= 0.506Tg% .尸 0. 5 8 72）板料变形为100%时的最大弯矩M1。M 1.0= 1.995 107 kgf mm3）板料从R'0.9变化到R'1.0时的板料变形弯矩Mn1= 8.972 105

25、kgf mm2 1.995 107 (259.304 12)0.506-2.972 105 kgfPc1.0 =M 1.0"S"1.995 1074, r121.281 104 kgfR0'+二 Sg0(259.304 + 12)x0.5872 1.0 24）消耗于摩擦的扭矩Mn2.d aD c *6 . ”Mn2=f F> ' 2FC'mPa' c mPc'd =2.725 10 kgf mm2 Da5）板料送进时的摩擦阻力矩MtMt 二 f Pa 2PcmPaD鱼= 1.727 1 06 kgf mmDa 26）拉力在轴承中

26、所引起的摩擦损失n3Mn3 Mn1 Mt mdcDc8.972 17.27 105 0.06 男=8.529 104 kgfmm7）机器送进板料时的总力矩Mp 二MPcDc=0.18 1.281 105 240 =5.534 106kgf mm8）板料不打滑的条件Mn1 MtMn4:MMn1 Mn4 Mt =8.972 105 9.88 103 1.727 102.634 106kgf mmM p = 5.534 106 kgf mm因为Mn1 * Mn4 * Mt : Mp，所以满足。9) 驱动功率Mn = Mn1 Mn2 M n3 M n4二(8.972 27.25 8.529 0.098

27、8) 105 二 4.485 106 kgf mmNqW ( f送唔= 4.485 106 4.253 10(0.8 0.06 75)-? 017.019 kw3-1240x0.8综合上述的计算结果总汇与表表3-1计算结果总汇成形量计算结果40%100%简体直径(mm)1266.518506.607简体曲率半径R (mm)639.259259.304初始变形弯矩71.692 X 10M1 (kgf mm)村料受到的最大变形弯矩 M(kgf mm)1.815X 101.995 X 10上辊受力Pa(kgf)2.325 X 1052.972 X 10下辊受力Pc(kgf)51.197X 101.2

28、81 X 10村料变形弯矩63.292 X 108.972 X 10Mn1(kgf mm)摩擦阻力扭矩Mn262.321 X 102.725 X 10材料送进时摩擦阻力1.381 X 101.727 X 10扭矩Mt3)空载力矩M n49.88 X 1C拉力引起摩擦扭矩51.519X 108.529 X 10M n3M n1 + M T+ M n44.682 X 1062.634 X 10总力矩Mp65.171 X 105.534 X 10驱动力矩Mn5.769 X 1064.485 X 1075556646665.主电机的选择：由表4.1可知，成形量为40%时所需的驱动功率最大，考虑工作机的

29、安全系 数，电动机的功率选11kw。因YZ系列电机具有较大的过载能力和较高的机械强度，特别适用于短时或断续周期运行、频繁起动和制动、正反转且转速不高、有时过负荷及有显著的 振动与冲出的设备。其工作特性明显优于丫系列电机，故选YZ160L 6型电机, 其参数如下：N =11kw ；r =953r/min ；Fa=40% ； G=160kw。升降电动机选择YD系列变极多速三相异步电动机，能够简化变速系统和节 能。故选择YD90S6/4,其参数如下：N=0.65kw;r=1000r/min ； G=15kg。3.4上辊的设计计算校核3.4.1上辊结构设计及受力图由上部分计算可知辊筒在成形100%时受

30、力最大：FC =2.972 105 kgf巳=1.281 105 kgf故按Famax计算，其受力图3-5：图3-5辊筒受力图3.4.2刚度校核挠度：FL3f =8-/bti384EI_ Il 丿 5确定公式各参数:4 I=jix300V = 3.976“08mm4 (la为轴截面的惯性矩) 6464巳=2.972 105 kgfE =2.06 106 kgf/m2000 mmfa= Pl384 EI8临唯J2.972 咒105咒24703= 6 8 8384 汉 2.06 汇 10 汇 3.976 汇 10_ 4 X (2000)2 + (2000 )3 = 0.081 24702470L

31、二 2470 mm刁曰得：fJ=3因为fa f，所以上辊刚度满足要求。3.4.3上辊强度校核危险截面为I、U、m,因I、m相同，且Mi >M m ,所以只需校核I、50223II处:-maxW为抗弯截面系数。I：二 maxPa2MI二 D3W -32235 = 3.492 107 kgf mm3492 10、13.172kgf/mm2JI3二 300322；0 = 49 kgf/mmm“L丄112 2 2L(22= 0.414 kgf/mm-2.651 106mm3ni's =3.721二 max235=1.078 106kgf mmmax490.414= 118.3571故安全

32、，强度合乎条件3.4.4疲劳强度安全强度校核50Cr :-b2 2=1080 Mpa=108kgf/mm 匚 $ =93kgf/mm2= 0.2（；a 6）100 = 50.2 kgf/mm在截面I、II处MI <M n所以只需校核I、川处:I处：r=0300d 300 -SQIS1因上辊转矩T=0,故： 应力集中系数K .：；-1.66 S丄1 . 2 1 .表面质量系数2 -1.8尺寸影响系数；=0.60 弯曲平均应力二m=06M max 5.542 106 =20.905 MPa2.651 105021.66 20.950 =15.591.8 0.60二 0.6丄 235 =3.0

33、94 107kgf mmM max3.492 1072.651 106= 131.72 MPaSc 二1.66 131.72= 2.479Si1.8 0.60故：疲劳强度满足条件。3.4.5上辊在卸料时的校核根据上辊的受力情况，只需考虑弯曲强度即可，卸料时其受力如下图4.2:图4.2上辊卸料受力图板重： fDS'2fDS'2lG = |兀Dn + S 兀Dn Sxbx7.8x 10=588.106 kgL I22丿I22丿上辊重：9300 2G2 = P v =7.8X10 汉兀 X()2x2040 =1124.53 kg2总重：G +G2 = 1712.636kgl 丨 I

34、I T J I I I I i由受力图4.2可知:Cmax5M max _ 4.027 10 W 一 二1803 /32=0.703 MPan-max曲 25.6。4故：卸料时弯曲强度满足3.5本章小结由于锤片粉碎机不是一次成型的，而且每次成型所需的功率都不一样，所 以我把它分为四次成型，结果 40%时所需功率最大，最后确定电动机的功率为 11kw。对锤片粉碎机选择的参数进行校核，结果上下辊的强度都合格。第四章零件的设计4.1切刀的设计一、切刀材料一般采用经过热处理的T9碳素工具钢或锰钢。在此选 T9工具钢二、对切刀的要求良好的切刀（或称切碎器）应满足下列要求：切割质量高，耗用动力小，结构紧凑

35、，工作平稳，安全可靠，便于刃磨，使 用维修方便。三、选用或设计刀片时应满足的要求刀片在设计和选用时应满足下列三个方面的要求，即 钳住物料，保证切割； 切割功率要小； 切割阻力矩均匀。四、刀片刃口几何形状及常用刀片形状切刀的刀刃有直线型与曲线型几何形状，如图 4-1所示。图4-1各几何形状刀刃在本次设计中选用（c）外曲线刃口刀 进行滑切。五、刀的滑切与正切分析切割机械工作时，功耗的大小与切刀的工作方式以及刀片的特性参数有关, 切刀的工作方式有滑切与正切之分。当按滑切工作时，切割阻力小，容易切割, 切割时省力，功率消耗也小。当切刀按正切方式工作时，切割阻力大，切割困 难，功率消耗也大。下面仅讨论本

36、刀具用到的滑切原理。图4-2为切刀滑切示意图图4-2切刀滑切示意图图中BC为回转曲线刃口刀的刀刃，0为刃口曲线的圆心，A点为切割工作 点，切刀的回转半径为r。当切刀在传动系统作用下绕刀轴中心 P以一定角速度 做定轴回转切割运动时，刀刃上工作点 A的切割速度为V，显然，V_OA，将 V分解为过点A切线和法线方向的两个分速度Vz，则Vh称为滑切速度，Vz称为 正切（砍切）速度。Vz与V之间的夹角及为滑切角。当滑切速度不为零时的切割及称为有滑切的切割，简称滑切；当滑切速度为零的切割称为正切或砍切。Vh和Vz和的关系为VH /Vz =tan :由图4-2分析可知，滑切角显然不为零，最大为66°

37、;，能实现滑切下面用一直刃切刀来进一步阐述滑切省力原理，如图4-3所示。图4-3滑切省力原理图若切刀的楔角为，则正切时，切割速度V就在A点的法线方向，即V垂 直于刀刃，切刀正好是以 角的楔子楔入物料。滑切时，因切割速度 V偏离了 刀刃的法线方向，与法线方向产生了一个滑切角:，这时切刀的楔入角度由减 小到。从上图的几何关系可知tan =BC/ABFtan = tan cos：即滑切角：越大时，刀刃切入物料的实际楔入角就越小（即实际切割时只是刀刃口在切割），这是Vh大Vz小，切刀受到的法向阻力越小，易于切入， 切割省力。因此，要使切割省力，除保证刃口锋利以降低刃口比压（比压为刃 口单位面积的压力，

38、与刀刃锋利程度有关）外，还须使切割为滑切，这正是利 用了滑切省力的原理。此外，刀刃口的表面即使看起来光滑，但由于刀片在加工时的精度问题， 在显微镜下观察，刃口也呈现锯齿状的“微观齿”。滑切时，这些尖锐的“微观 齿”就像锯子一样将物料纤维切断，这是滑切较正切省力的另一原因。六、钳住物料的条件分析滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两种。切割时当动刀片与静 刀片之间的夹角达一定值时，物料就会产生沿刃口向外推移的现象，这叫有滑 移的滑切。出现这种情况对稳定切割是不利的，所以应当尽可能的避免此种情况的出现下面以两种不同钳住角.切割物料的受力情况来分析钳住物料，保证稳定 的切割条件。下图4-4表示了

39、不同钳住角.切割物料时物料的受力情况。图4-4不同钳住角.的物料受力分析图图4-4中AB为动刀片刃口，CD为定刀片刃口，夹角.为动、定刀片对物 料的钳住角，也称推挤角。假定以两种钳住角切割时的摩擦角均为1和门2。AB为动刀片刃口； CD为定刀片刃口； 为动、定刀片对物料的钳住角， 又称推挤角；Ni为动刀片对物料产生的正压力；N2为定刀片(或支撑面)对物 料产生的正压力；Ti、T2为动、静刀片与物料在切割点处的摩擦力；门1和门2为两种钳住角.切割时物料与动、静刀片间的摩擦角。由图4-4(a )知，由于此时."J亠处2,两个支撑反力的合力 斤与F2的合力F 将把被切物料沿刃口向外推出，即

40、在切割时产生滑移，不能保证稳定切割。由图4-4(b )知，由于此时.v" ,2。F2的合力F指向刃口里面，即切 割时合力F将把被切物料沿刃口向里面推，切割时不会产生滑移，能保证稳定 切割，提高效率。由此可知，保证钳住物料稳定切割的条件是：钳住角须小于物料与定刀片 之间摩擦角之和， vi门2在本设计中刀与料的相对位置图如图 4-5所示，进行钳住物料条件的分析切刀申心轴图4-5刀与料的相对位置图由图4-5可知，切刀在旋转过程中，.的最大值为38，同时由经验可知，通常GG 0住1 = 32，2 = 18，所以只要小于50就可以了。七、刀的安装曲线动刀片A、B通过螺栓1、2、3、4安装在刀盘

41、P上，通过调节螺栓1、2、3、4来调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图4-6所示。B1、4六角螺栓2、3。沉头螺栓4.2 进给机构的设计本设计中采用辊压轮对藤蔓类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为40 ,转速由前面的总体设计计算可知n3=61.24r/mi nV = 128.2mm/s在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由3mm厚的钢板焊成，在槽的两侧用厚钢板加厚，然后镗孔，轴穿过孔而被支撑，轴与辊压轮用平 键连接。在钢槽内再插一个薄壁进料槽，槽的底面与水平面成10°倾斜。便于送料。详细见图4-7。1 外钢槽2.辊压轮3.薄壁插槽4.定刀片4.3机架的设计在机架设计中，主体采用40X

42、40X 3的等边对角钢，均通过用手工电弧焊 将其连接。在机架上表面放置一块 10mmi厚的铁板以便固定各零件，在机架的 4 个角上各加焊一块40X 40X 10的厚铁板，以便获得足够的强度来安装运动轮。根据各零件的设计尺寸，总观全局对机架进行设计，最后机架整体尺寸为628X 540X 437，（详细请见A0机架图纸）。4.4注油管对滑动轴承采用油润滑，须用到注油管。注油管可用两端有螺纹的钢管。 一端固定在机盖上，一端用螺母固定在机座上。4.5密封装置的选择本设计中的密封方式选用毡圈式密封，利用矩形截面的毛毡圈嵌入梯形 槽中所产生的对轴的压紧作用、获得防止润滑油漏出和外界杂质、灰尘等侵 入轴承室

43、的密封效果。33第五章结论本次设计总体来说较为成功。在分析目前市场上的各类型的破碎机的结构 特点、技术特点以及使用情况后，我们确定了设计一种新型的破碎机的课题， 就是将锤式破碎机和反击式破碎机的优点结合起来。在这个指导思想下，设计 过程中，我们特别注意吸收各种新的技术，新的设计方法，并将之尽量融入到 我们的设计中，使这种新型破碎机的各项性能都能够达到一个较高的水平。同 时我们自始至终贯彻机器设计的经济性要求，尽量降低破碎机的生产成本和维 护费用等，因此，本设计具有很大的实用性。本设计的主要特点有：a 反击式破碎的板锤和转子是刚性联结的，利用整个转子的惯性对物料进 行冲击，使其不仅破碎而且可以获得较大的速度和动能。b 破