-反击式破碎机结构设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II引言 11破碎机发展概述 41.1破碎机发展简介 41.2反击式破碎机的概念 51.3反击式破碎机的种类与特点 51.4反击式破碎机的优缺点 62反击式破碎机工作原理和破碎实质 82.1反击式破碎机的工作原理 82.2反击式破碎机结构和布置方式 112.2.1反击式破碎机的结构 112.2.2反击式破碎机的布置方式 113反击式破碎机总体方案的设计计算 133.1反击式破碎机总体方案要求 133.2转子转速计算 143.3生产率的计算 143.4电动机的计算选择及传动比的分配 153.4.1电动机的计算选择 153.4.2传动比的分配 163.5主轴的设计计算 163.5.1主轴的设计 163.5.2主轴的校核 173.6V带与带轮的设计计算 183.6.1传动部的选择 183.6.2V带与带轮的设计计算 193.7后反击部的设计 233.8滚动轴承的校核及寿命计算 244反击式破碎机破碎腔设计 264.1破碎腔结构参数 264.2反击板设计 294.3反击板悬挂装置 305其他零件选择 335.1电机的选择 335.2键的选择 335.3密封与防尘设计 335.4机架设计 335.5润滑 336部分零部件上的公差和配合 346.1配合的选择 346.2一般公差的选取 346.3形位公差 34结论 36参考文献 37致谢 39本科论文摘要在一个现代化的经济国家建设中,水泥等原材料和基础型水泥原材料在其基础产业中一直占据着至关重要的作用和位置。当前,由于我国经济正迈入经济繁荣发展的新时代,新型基建类设施的建设仍是国内经济各类投资份额中最主要的投资方式之一。因此,每年都生产出大量的基建原材料和需要回收利用的工业废料，例如水泥，花岗岩等，需要进行工业粉碎和处理。因此需要按照其需求进行选择合适的破碎材料和设备,破碎机的种类主要将破碎机分为七种:圆锥式破碎机,冲击式破碎机,锤式破碎机,颚式破碎机,反击式破碎机,复合式破碎机,回式水泥破碎机等,综合了分析与设计的考量,选用了反击式水泥破碎机作为本次破碎机设计的目标,其特点是可对于不同破碎粒度的各种基础性水泥原材料方便地进行破碎。本次的设计基于如何节省所用材料,功能性好,机身整洁,外观简约等几大设计重点方面。在本次设计的过程中,通过最高限度要求转子给料粒度的方法来设计该转子的径长以及其长度,进而将破碎机的转子轴进行设计,并通过其转子的工作旋转速度大小和其给料直径长度等弯扭强度参数进行校验。其次我们初步进行了反击式破碎腔的设计,主要是设计一、二级的反击板。本次设计实验优先考虑了反击式破碎机各个反击板截面尽量达到接近其转子的外圆渐开线的方程,同时考虑是否符合破碎机反击板的设计和制造工艺要求。然后在设计好破碎机反击板的位置后,进而初步确定反击式破碎腔里其它机械机械零件的弯扭强度参数和其尺寸。再通过反击式破碎腔的整体结构和根据转子旋转速度的要求来计算如何减轻反击式破碎机的重量提高生产利用效率并合理地选择,最终设计完成新型反击式破碎机的内部整体结构设计。关键词：新型反击式破碎机；转子；反击式破碎腔；反击板

AbstractTherefore,alargenumberofinfrastructurerawmaterialsandindustrialwastesthatneedtoberecycledareproducedeveryyear,suchascementandgranite,whichneedtobeindustrialcrushedandtreated.Therefore,itisnecessarytoselectappropriatecrushingmaterialsandequipmentaccordingtotheirneeds.Thecrushersaremainlydividedintoseventypes:conecrusher,impactcrusher,hammercrusher,jawcrusher,impactcrusher,compositecrusher,returncementcrusher,etc.theanalysisanddesignconsiderationsareintegrated,Theimpactcrusherisselectedasthetargetofthiscrusherdesign,whichischaracterizedbytheconvenienceofcrushingvariousbasiccementrawmaterialswithdifferentcrushinggranularity.Thisdesignisbasedonhowtosavematerials,goodfunctionality,cleanbody,simpleappearanceandotherkeyaspectsofdesign.Intheprocessofthisdesign,thediameterlengthanditslengthoftherotoraredesignedbythemethodofrequiringthefeedparticlesizeoftherotortothemaximumextent,andthentherotorshaftofthecrusherisdesigned,andthebendingandtorsionalstrengthparameterssuchastheworkingrotationspeedoftherotorandthefeeddiameterlengthareverified.Secondly,wepreliminarilydesignedtheimpactchamber,mainlydesignedthefirstandsecondlevelimpactplates.Inthisdesignexperiment,theequationthatthecrosssectionofeachimpactplateoftheimpactcrusherisclosetotheinvoluteoftheoutercircleoftherotorasfaraspossibleisgivenpriority,andwhetheritmeetstherequirementsofthedesignandmanufacturingprocessoftheimpactplateofthecrusherisconsideredatthesametime.Then,afterdesigningthepositionoftheimpactplateofthecrusher,thebendingandtorsionalstrengthparametersanddimensionsofothermechanicalpartsintheimpactcrusherchamberarepreliminarilydetermined.Thenthroughtheoverallstructureoftheimpactcrusherchamberandaccordingtotherequirementsoftherotorrotationspeed,howtoreducetheweightoftheimpactcrushertoimprovetheproductionefficiencyandreasonableselection,thefinaldesigncompletedtheinternaloverallstructuredesignofthenewimpactcrusher.Keywords:newtypeimpactcrusher;rotor;impactcrushingchamberchamber;counterattackboard引言机械工程的主要专业服务领域范围就是涉及应用领域广阔而多个方面,凡是从事工业生产中所使用的各种机械、工具,以至专门从事利用能源和其他金属材料相关技术研发生产的大型企业和政府部门,都可以为那些需要专门从事工业机械工程的从业人员免费提供相关服务。概括地简单说来,现代的通用机械工程技术有五大主要技术服务的应用领域:主要包括专门研制和销售提供用以专门进行机械能量功率转换的工程机械、研制和销售提供用以专门研制和销售生产各种通用机械工程产品的通用自动化工程机械、研制和销售提供用以专门从事各种工程机械产品生产技术服务的通用自动化领域部分、研发和生产智能化以及现代化生活中应用的机械、研制和提供各种先进武器。不论是服务于哪一个行业和领域,机械工程的发展趋势和研发要求趋于一致,他们共通点是:设计，研发和生产现代化机械先进技术和材料力学的基础和功能的工程机械力学元件的实际工作过程及其原理、结构、设计和计算的工程机械力学原理和制造机械零件的工程力学;建立和研究各类金属和其他非金属的机械成形和切削以及加工的原理和非金属工艺热力学和其他非金属工艺学等等。研究、设计和应用研究技术发展各种新的通用工程机械工业技术和设备产品,不断改进和更新完善各种现有的通用机械工程产品和设备开发技术生产各种新一代的通用机械工程技术和设备产品,以更好地设计适应当前和将来的机械市场发展需要。机械制造业产品的设计和生产[1],包括:对生产经营基础设施的总体规划和其实现;对生产销售规划和对工作人员的安排;工艺规程制定和实施等的科学研究也多是肇始于对机械工业机械和产品的设计和应用。研究机械产品制造的过程中,按其工作的原理和种类可以细分为机械及热力学、工程流体动力学、仿生物制造等。除此之外，机械科技在其理论、构思、研发、制造、生产等各个过程中都要经过几个起步和性质不同的分支技术阶段。这些按不同的方面和功能与按船舶工作系统的原理和功能分的机械热力学、工程核动力学、透平理论、往复核动力理论、工程汽动理论、汽车发动机工程等都有同样复杂的关系。现代舰船所用的蒸汽轮机则为船舶动力机械,也是船舶热力机械，可能也有人说它属于船用动力装置等等。本世纪初,随着全球化发展，各国基础学科水平的不断提升和其知识总量的进一步增长,传统机械学科开始发生分解,很多现代新兴专业如雨后春笋一般出现，在第二次世界大战结束后以及战后婴儿潮时期达到了历史峰值。由于目前机械工程的专业知识种类和总量已经逐步扩大到远非任何一个人所能全部的理解和掌握。因此传统机械领域的技术专家们往往所掌握的机械工程知识过狭,考虑问题不够变通。因此自本世纪中、后期起,各个专业逐渐发展为综合化，逐渐以增加生产和现代化生产率、提高现代生产效率和经济性为主要发展目标,在未来的时代,新机械产品的开发和研制将以极大地降低自然资源的消耗,发展洁净的空气和可再生能源,环境保护和研发愈加精巧复杂的传动装置和其他机械装置,使过去的许多美好的构想都成为了现实。人类智慧的提高和增长并没有单纯的将双手所解放,相反更多地却是在促使人们把手作为一种更技术、更精巧、更复杂的工作,从而更大程度地促进了双手的作用和功能,人工智能将有机会从根本上消除了这个新的限制。通过计算机与科学的前进,使得传统机械在更高的技术层次上开始新篇章。在已经成熟的传统机械理论中同样可能存在着具有一种多层次的多种综合和多个专业的矛盾问题。在这些涵盖属于人类的全部层次工程技术专业理论中,包括社会学、自然理论和机械电子工程中的成果,也同样包含有许多处于人类更高一层、更宏观的多学科层次工程综合与相关专业的知识问题。通过精准专业的分化,在综合的过程数次拆分和循环,是工程专业知识发展的合理的和必经的过程。不同学科专业的工程技术专家们各自既必须具有精湛的工程相关专业知识,又必须拥有足够的机械各领域综合知识以及对发展的正确认识、充分了解相关伙伴学科领域的知识以及发展水平,才能最终形成相互协同的先进学术集体。破碎机的快速发展与现代人类社会发展的进步和国家现代化的水平提高密不可分。随着破碎机研发与技术的不断发展,各学科间逐渐和而一同,各领域和行业间技术交流愈加充实,各行业前端在研究产品新结构、新材料、新生产工艺上不断产生新成果。从未来趋势看，反击式破碎机正朝着大型、高效、可靠、节能、降耗和破碎设备完全自动化的发展方向不断笃行。1破碎机发展概述1.1破碎机发展简介破碎机的历史最早可以追溯到20世纪50年代,当世界上第一台颚式破碎机于诞生于美国后,随着当时全球经济和生产力的不断提高和发展,人们逐渐发现采用颚式的破碎机已经不能很好地满足破碎材料技术要求的实际需要,于是,人们在颚式破碎机的基础上重新研制开发出了反击式的破碎机。我国对硬度较高要求的反击式的破碎机制造发展的研究起步较晚,于上世纪五十年代我国才在世界上拥有了第一台高硬度反击式的破碎机,但仅限于破碎和处理了诸如煤和石灰石之类的各种硬质破碎材料。但是直至上世纪八十年代我国在世界上引进了第一台khd型高硬度反击式破碎机填补了国内对于khd型[2]高硬度反击式破碎机制造方面的技术空白。到本世纪,破碎机已经发展了很长的一段时间,我国的破碎机也日益成熟。很多的破碎机设备制造厂家不断的崛起,为中国机械的发展做着巨大的贡献。与目前传统的反击式破碎机相比,新型反击式硬质破碎机在行业中可以使用的范围广泛,设备性能强,因此销售规模十分庞大。总体而言,反击式破碎机在全球的未来发展的战略方向重点体现在以下几个主要方面。（1）技术需要对于现有的新型反击式矿石破碎机的结构和设计进行了改进,对反击架(矿石的破碎腔形)的设计和结构进行优化,提高中硬矿石的一次破碎率和对能量的综合利用率。（2）通过科学研究技术创新，提高产品的生产率。（3）为了在国际市场占据更大份额和我国广大客户的实际生产使用性能需要,反击式液压破碎研磨机正向着全系列化和高规格化,大型化生产方向快速发展。（4）继续坚持注重技术创新,逐渐地摆脱对先进产品的单一技术引进和模仿。如今是中国发展经济的转型期，也是国内机械业的起飞点，国家会加大对机械行业的支持，中国机械业的前景也会愈加美好。1.2反击式破碎机的概念反击式三腔破碎机是一种新型的有利于很高生产效率的新型破碎机生产设备的主要特点是：能耗少、体积小、产品粒度均匀、破碎比大、生产能力大、结构简单，并起到有利于矿工自主选择碎矿的石料等作用,是很新型的有利于发展应用前途的破碎机设备;但板锤和反冲锤容易磨损。随着迭代耐磨材料技术效率的提高，在一些大型金属选矿厂得到了广泛的应用。冲击式破碎机得到了很大的发展，可广泛应用于水电设施、公路等行业的生产线物料破碎工作。在硬石破碎生产区，转子本体采用键控或无键锥套连接设计，提高了板锤的工作效率，使其更耐磨。简化了安装形式。倾斜轴承座、齿形衬板的更换、机架内多向开关的自动化、丝杠或液压的自动开启等装置自动更换。这样维修就更为方便。1.3反击式破碎机的种类与特点目前，破碎机械行业广泛使用的破碎机械种类广泛，使用的分类和方法也多种多样。破碎机械设备种类可按其工作的原理和其结构特征进行划分主要为:颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲式破碎机和磨碎机等[3]。（1）颚式破碎机的工作原理是用连续的、周期性的力压碎固定颚板，用活动颚板压碎夹在两颚板之间的碎料。它仍然被认为是压碎坚硬材料的最有效的机械设备。（2）圆锥方向旋转小型破碎机的其工作结构原理是圆锥方向旋转小型破碎机的其工作方式主要是由于破碎颗粒物料产品借助于旋转摇摆方向运动的两个固定圆锥体表面,周期性性均匀地分别靠近固定的两个圆锥体表面,使得被夹于两个固定的圆锥面上的破碎物料产品的颗粒物料由于受到较大的外力挤压和弯曲而容易发生螺旋破碎。它一般认为可以将这种破碎机形式分为两种主要用于粗碎的不沿圆锥方向旋回旋转破碎机和一种主要用于在颗粒物料中细碎的不沿圆锥方向旋转旋回破碎机。（3）常用的辊式破碎机的用于工作的主要部件一般是两个三角形辊子对向展开。辊子的各个表面都安装成两个齿,这种破碎机被称为齿辊式破碎机。（4）冲击式破碎机在各种工业场合广泛使用，其中锤击式破碎机和冲击式破碎机是冲击式破碎机的两大类。这种冲击式破碎机具有明显的特点,有一个破碎机转子其旋转速度很高,每个破碎机转子有一个冲击锤,当物料通过很高速度进入冲击式破碎机后,被每个破碎机锤子通过高速旋转击碎以及获得一定能量通过转子的高速度,破碎物料在高速度情况下沿着设定的破碎机壁以及沿着设定的机硬板而被锤子破碎掉。（5）空心筒式磨碎机的市场份额也不断提高，这是一种采用每个筒体的两端带有狭长的三角形空心圆柱空管的磨碎机,物料沿着空心圆筒快速进入,从圆筒另一边生产出产物。筒内装有硬质介质用于磨碎，筒体转动时将磨碎的各种物料传送一定的高度而迅速下降,它可以冲击和研磨坚硬的材料，使其破碎。1.4反击式破碎机的优缺点反击式破碎机的优点：（1）测量产品整体构造简单、尺寸紧凑、能量综合利用充分,简化了产品生产流程,单位测量产品的机械重量和使用功率电能消耗小、生产能力大。（2）破碎生产率高，破碎率高（单转子破碎产品物料破碎率尽可能高）:i=10-15,可以更有选择性的的进行破碎。（3）在相同的破碎喂料粒度和生产能力的不同工作环境条件下,其破碎喂料量和质量值的变化系数远比其它的小型破碎喂料机大。（4）每个转子的转动速度灵敏度会影响我们的电子产品粒度。（5）结构制造简单维修方便,工作室内部结构无显著不平衡性的震动,无需笨重的工作基座。反击式破碎机的缺点：（1）不能预设下列工蓖条的使用反击式塑料破碎机不能有效率地控制少量破碎大块产品粒度。（2）作粗级破碎时，需要控制最大进料粒度程度。（3）板锤的摩擦防堵反击性能相对来说较差,不非常符合适宜于长期破碎硬质板锤和反冲击板锤在长期用于破碎硬塑和金属硬粘材料时，对大型塑料和其他硬金属粘性材料破碎部分的摩擦磨损较大,运转时的振动噪音较大,产生的碎屑粉尘大。2反击式破碎机总体设计和破碎实质2.1反击式破碎机的工作原理反击式板锤破碎机通常工作的原理是通过以较高速度旋转的板锤和内置的反击式板锤[4],对快速进入破碎机破碎腔内的硬质物料通过快速产生较大冲击使硬质物料破碎,同时可以将已经被冲击破碎的硬质物料沿切线的方向依靠较高速度通过板锤破碎腔侧端的后反击部,进行二次破碎,进而又从后反击部上滑行到转子上的板锤,继续破碎并沿着该步骤重复。物料在行进过程时,常会发生相互撞击的情况。由于硬质材料受到板锤直接撞击破坏，与后部冲击件和破碎材料之间的冲击，材料继续产生裂纹、松脱和破碎。当物料粒径小于后冲击部与板锤之间一定程度时，由破碎体排出。详见下图(2.1)为反击式板锤破碎机正常工作的原理及流程图。图2.1A反击式破碎机工作原理图冲击式板锤破碎机粉碎各种物料时，物料在空腔中受到板锤的冲击。如果被粉碎的材料是小颗粒，冲击力将沿着板锤通过小颗粒的重心，颗粒将沿切线方向均匀地抛出。如果破碎物料颗粒较大,强大的冲击力使大颗粒在被甩出时会产生某种程度的旋转,甩出时冲击力方向交与各个板锤通过切线的方向某种角度,为了让破碎料块的作用圈深入板锤的作用圈之内更有效,适量降低作用圈旋转程度,对料滑板的下部进行一定弯曲。物料通常的冲碎的过程一般都是在内部转子的上半部分进行的。物料在上半部分受到第一次的冲击后,在腔内进行来回冲击和不断抛甩过程。此时,物料已经因为部分的冲击而被破碎和断裂,已不按原有的轨迹进行设定的反复转动,而是在与转子上半部分其他区域反复进行来回破碎,而后物料重新进入下半部分,进一步的冲击和破碎。由于反击腔腔体面及与转子间构成的空隙具体程度对于产品粒度的组成和生产影响其部分功能。由于破碎室数量的增加，可以有效减小大颗粒的粒径,但破碎腔的能源耗费能随之剧增,因此，生产能力下降。一般采用冲击式破碎机作为粗碎物料方式时，破碎室为1-3个；一般采用冲击式破碎机进行细碎方式时，破碎室为3个或3个以上。单转子反击式的破碎机主要有下列三种：（1）无均匀筛板的小型冲击破碎机,如图(2.1b)中(a)、(b)、(c)。（2）具有均匀筛板的冲击式破碎机，如图（2.1b）中（d）和（e）所示。由于破碎机能有效地控制较大的产品粒径，较大的颗粒较少，产品粒径分布范围窄，产品粒径更均匀。这是因为均匀筛板在分类和控制破碎的超大颗粒方面起着重要作用。图2.1B单转子反击式破碎机示意图双转子反击式破碎机分类：可逆式反击单转子破碎机和可逆反击式分子破碎机[5],如本框图(2.1c)。图2.1C双转子反击式破碎机示意图转子旋转支持正向以及反向旋转，机体的上方处可以设置一个进料口，在破碎腔内合理安装两套后反击部，双转子反击式破碎机有以下三种：（1）两台半转子同向反击旋转的双向半转子同向反击式的电子破碎机,见上图(a)、(c)。破碎机一般相当于两台半转子式或反击式的小型破碎机,它们都可以直接串联在一起配合使用,破碎比大,粒度均匀,生产能力大,但是工作电耗较高。（2）两台双型单转子反向反击旋转双型单或多转子使它可以同时并联进行配合工作,作为工业用大型粗、中碎大块物料用的破碎机可以配合生产使用。（3）两个双翼单转子飞机抛出破碎物料采用相向平行旋转的双翼单转子飞机抛出破碎物料采用反击式的物料破碎机[6],见结构图上的框图(d)。主要原因是由于利用两个双旋旋转子相对相反方向旋转抛出粉碎物料时的自相应力撞击破碎能力大来进行粉碎,所以反向抛出粉碎物料时的破碎比大,金属块的磨损量也较少。2.2反击式破碎机结构和布置方式2.2.1反击式破碎机的结构如图（2.2）所示，反击式破碎机主要由转子，板锤子，机体部分，主传动装置，反击部等部分组成。2.2.2反击式破碎机的布置方式反击式破碎机的原理是用三相异步电动机通过破碎室用电驱动转子高速旋转，由于板锤冲击前冲击部分、后冲击部分和断料间隙的影响，材料不断产生裂纹，这些裂纹是疏松的，容易被压碎。当材料的粒径小于后冲击部分与破碎板锤之间一定间隙时，将被破碎材料卸下。具体平面布置如图所示：图2.2反击式破碎机示意图3反击式破碎机总体方案的设计计算3.1反击式破碎机总体方案要求本次研究项目主要研究新的设计破碎发动机项目是一台双转子、两级自动反击式的新型破碎机。由发动机壳、转子、反击板、锤子接头、衬板等六个部分共同组成。（1）机壳由上机体、后上盖、左侧壁和右侧壁组成,各部分均采用螺栓连结成一体,上部衬板开有一个进料口,内部衬板上镶有一层高锰钢衬板,磨损后的锤头可以进行更换,后部衬板开有一个进风口,下部衬板开有一个出风口,机壳和下部的轴之间锤头漏灰的现象十分严重[7],为了有效防止轴之间漏灰,设有轴封。。（2）转子由主轴、盘、销轴等组成，盘上有四个均匀分布的孔，用三个螺栓锤头悬挂。（3）转子主轴机就是主机指一种用来直接支承转子的主要具有机械支承力的零件,通常两个主轴的连接断面一般为长形或椭圆形,且两个主轴之间通常有一个小的水平连接键和其他的连接零件互相进行连接。（4）打击板驱动调整的一个最可靠的工作位置就是使用打击板驱动安装在整个驱动箱体上的一根螺杆和一个驱动器的装置。（5）金属破碎机械的锤子接头：它是主要的塑料破碎机械工作中的机械组成部件。除此之外,根据不同的电子锤头最大进料量的尺寸和锤头硬度在未来需要选择适当的锤头破碎机保证锤子钻头的最大进料量和质量。锤头所使用的一般是高锰低碳钢机来铸造或者用高锰铁矿来锻造。为了最大不同程度上的提高其本身耐磨性,有的大型锤子内头锤子外壳及其表面内部可以直接涂上一层硬质高铬合金,有的大型锤子外头则内部采用了一层高铬合金铸。给定的原始数据是：（1）破碎能力为每小时0.3吨。（2）破碎机出料粒度15-30mm（3）破碎机的破碎程度为：粗中、中细（4）破碎机的允许各种湿度的破碎。（5）破碎机的破碎对象是：煤矸石（6）破碎机的应用场所是：专用煤矸石破碎机（7）进料尺寸有≤100mm3.2转子转速计算转子转速n（r/min）可按下式计算:n=60v/πD(3-1)式中D-转子直径，m；v-转子线速度，m/s。转子的冲击转速根据破碎机板锤所冲击物料需要的转子线冲击速度大小来进行决定[8]。板锤转子粗碎时的线冲击速度一般为15-35m/s，细碎时的线冲击速度一般为40-65m/s。由于粗碎过程中物料能耗的增加和板锤转子磨损的加速，对破碎机的设计制造工艺和精度要求也很高，因此对转子冲击速度的要求不宜过高。冲击式破碎机板锤转子的冲击材料与冲击式破碎机不同。只有锤头的质量和转子冲击速度产生的动能，才能通过转子的冲击板锤来冲击细料。根据目前的经验，破碎煤时板锤线速度一般为v=45-65m/s，破碎石灰石时板锤线速度一般为v=25-35m/s。如果使用双转子破碎机或反击式板锤线破碎机，第一级转子的板锤线速度一般低于第二级转子的板锤线速度V2，一般V1=15-45m/s，V2=35-40m/s。本次设计一级粗碎速度选择15m/s，二级细碎选择35m/s。表3.1一二级破碎表n/r(min)v/(m/s)一级破碎38015二级破碎1710353.3生产率的计算反击板式锤式破碎机的生产率也可以根据破碎机转子每转排出的破碎物料的最大体积粒径来计算。假设板锤转子的长度为l，板锤与冲击板之间的最小间隙为e，板锤转子的最大间隙为D，板锤的数量为Z，则可以得到每转一次破碎机转子排出物料的最大体积颗粒v(m³)为：V=L（h+e）dZ（3-2）式中,长度的单位为m。式中若求得转子转速为n(r/min)则可以求得转子生产率Q(m³/h)为：Q=60nL(h+e)dZK（3-3）式(3.3)由于物料本身松散，流量不均匀，不考虑物料中可能含有其他小于物料直径D的产品，需严谨考虑这些产品的其他因素的影响，所以乘以密度系数K，根据现有数据，该系数为0，k=0.1煤矸石堆积的密度大约为1200.0kg/m³。生产能力为每小时30t。单位时间排出体积。3.4电动机的计算选择及传动比的分配3.4.1电动机的计算选择破碎机所需的功率与破碎物料的性质、破碎物料的重量比、破碎物料的生产率和转子线圈的速度有关。由于对物料的破碎处理过程设计情况复杂,目前关于反击式破碎机的电机功率计算尚无一个完整准确的电机理论功率计算公式,通常计算方法是由专家利用多年经验积累的公式或根据破碎电机实测的单位电耗功率来准确计算破碎电机的功率[9]。反击式破碎机可按经验公式计算功率P（kW）为：P=0.102Q/g(3-4)式中Q—破碎机的生产率，t/h；V—转子圆周速度，m/s；g—重力加速度，m/s。根据单位电耗计算反击式破碎机的功率P(kW)为；P=K1Q(3-5)式中Q—破碎机生产率，t/h；K1：质量破碎机的电动机每一破碎单位的物料质量就是破碎机中物料所应必需的动力电耗,,视质量破碎机中物料的机械性质和质量破碎后的物料电耗之比而不确定[10]。粗碎时每个单位量的质量约为k=0.5-1.2kw•h/t;细碎时k1=1.2-2.0kw•h/t,根据实际操作工况应用需要还可选（Ip44）YR型作为同步高速电动机,额定功率约为,同步高速电动机额定转速约为。3.4.2传动比的分配根据型反击式破碎机的实际工作的主轴转数,得：3.5主轴的设计计算3.5.1主轴的设计轴类零件是所有精密机械中最重要的零件之一。作为旋转运动的重要组成部分，所有精密机械都必须在轴上旋转，同时传递所需的运动和旋转力。本工程所用精密轴承受机械负荷大、尺寸大、制造精度高,要求精密材料必须具有一个足够高的精密机械运动强度和良好的机械加工的性能。因此,选用材料,热处理为对精密轴上的材料进行调质处理。由于主电机输出轴径为110mm，根据大带轮的计算以及宽度的选择，连接的联轴器与主轴连接的轴径为130mm，传动的带轮中间孔即为130mm，中间端轴径为170mm，有牙轴端外牙M140。此输入轴大致图形如下：图3.5主轴的结构3.5.2主轴的校核一般来说，轴的机械强度能否满足要求，只需检查确定危险截面的机械强度，而轴的危险截面大多发生在与轴的最大等效发电机弯矩或较大等效发电机的连接处弯矩和与轴的较小连接直径。因此，通过对轴的结构尺寸和轴的等效弯矩图的分析，可以看出该截面和等效发电机连接处的弯矩最大,且危险截面的尺寸也非最大,属于危险截面;校核公式[6](3-6)圆角处的有效应力集中系数,(3-7)(3-8)(3-9)(3-10)上式中，Z和Zp—轴在截面的抗弯和抗截面模数;M、T—轴在计算截面上的抗弯和抗扭截面系数Kσ、Kτ—有效应力集中系数σ-1—疲劳极限β—表面状态系数KR—表面粗糙度系数[s]—许用安全系数εσ、ετ—绝对尺寸影响系数D—轴径；b—键的宽度。查机械设计手册得：[s]=2.2；σ-1为275N/mm2；T为7.84N/m；Kσ=2.45；RK=1；σε=0.91；Kτ=1.7；ετ=0.89；t=1.8mm；β=2.5，，’,M=0.418N/m机床允许的最大扭矩[6]，S≥[S]符合安全系数；3.6V带与带轮的设计计算3.6.1传动部的选择反击式破碎机的结构和传动方式一般采用带齿轮传动,因为反击式v带采用齿轮传动具有机械结构简单、传动平稳、价格低廉和采用缓冲结构设计等诸多优点,另外,v带齿轮传动时所允许的齿轮传动比大,结构紧凑,大多数的v带已经达到了标准化[5][11]因此,本机的设计主要采用了v带传动。3.6.2V带与带轮的设计计算（1）设计功率PdPd=KA×P=13.75×4=55kw表3.6.1工况系数KAKA每天工作小时数空、轻载启动重载启动＜101.11.310-161.21.5＞161.31.7KA－工况质量系数，查表取KA＝1.2P－传递的功率（2）选定带型n1－小带轮转速，为1440r/min根据Pd=55kw和n1=1440r/min，选取普通的V带为E型。（3）传动比i0=1.66，；小带轮基准直径dd1（mm）表3.6.2小带轮基准直径dd1ddmin槽型mmY20Z50A75B125C200D355E300由上图表选定：dd1=300mm>ddmin＝300mm（5）大带轮基准直径dd2（mm）（6）带速验算又∵5m/s＜v＜30m/s，∴合适。（7）确定中心距a0（mm）根据，所以，推出a0在558.6mm和1596mm之间。所以我取了a0=1500mm。（8）计算带的基准长度：然后查表选取Ld=6300mm。（9）实际轴间距a考虑到安装、更换V带，以及一些制造误差，带长误差，传动通常设计成中心距可调。中心距的变化范围为：，amin=1457.77mm，amax=1741.27mm。（10）小带轮包角∂1为了提高带传动的工作能力，应使：，特殊情况允许∂190°表3.6.3包角修正系数Ka包角修正系数小带轮包角aoKa1801.001750.991700.981650.961600.951550.931500.921450.911400.891350.881300.861250.841200.82表3.6.4带修正长度系数KL带修正长度系数基准带KLA1.19B1.13C1.02D0.91E0.87Ka－小带轮包角修正系数,查表取0.96KL－带长修正系数，取0.87（11）单根V带的基本额定功率P1根据带型号、dd1与n1可查得P1=55kw（12）i≠1时单根V带的标准额定功率增量为ΔP1根据带型号、n1和i查表，取65kw（13）带的根数z（14）单根V带预紧力F0m－V带每米长的质（kg/m），取0.1k/gm。（15）作用在轴上的力F∂－考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍（16）带轮的结构和尺寸带轮在加工铸造时处理应光滑既有利于保持带轮足够的外部机械应力强度,又同时它还应具有保证其能使其具有机械性的结构好和工艺性好,质量和机械应力强度分布均匀,重量轻,并有效避免由于带轮铸造而使得的带轮运动产生过大的外部机械力和应力br<br>轮槽轮在工作时的轮槽表面处理应光滑(轮槽表面的光滑粗糙度为bra=3.2（μm)以有效地起到减轻传动带的机械磨损。带轮的主要材料形式为：HT200。具体的带轮结构图显示如下：图3.6带轮结构图3.7后反击部的设计后冲撞反击锤头部的主要破碎作用之一是那就是使它能够同时承受被冲击破碎板锤所轰击出的冲撞破碎区和物料在其上相应的冲击破碎区和物料掉落区,再次重新进行对后冲击部的破碎。后破碎反击锤内部的各种整体结构形状和其内部结构对破碎反击效果的好坏影响很大。鉴于这种特殊实际情况,先从物料破碎效果说起。根据板锤理论力学碰撞的原理[12],物料以正旋转碰撞(有时称为垂直旋转碰撞)的效果最佳。下图所示根据后反击部实际破碎物料磨损的情况分析可知,从a点板锤转过约25°,再进行提取,第二级可直接通过考虑第一级后碰撞部件最小排放口的尺寸和来确定后最小反击部的位置。第二级后反击部排料口位置的考虑以及确定设计方法通常是:通过第一级后，根据第二级后碰撞部最小泄放口的尺寸，使其垂直于第二级后碰撞部泄放口的表面。然后可以确定第二级后碰撞部件的位置。如图所示：图3.7后反击部示意图3.8滚动轴承的校核及寿命计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为双列反击式滚子轴承350324B，可得Cr=862KN，Cor=1490KN，e=0.83，Y1=0.8。（2）寿命验算轴承所受支反力合力：对于双列轴承和反击式的滚子轴承,派生的轴向摩擦力互相抵消。由表得:,,按轴承B的受力大小验算:,。∴合格。4反击式破碎机破碎腔设计反击式压力破碎机的压力破碎材料腔体对于产品生产率,能耗,产品粒度和粒形以及颚式破碎机的材料衬板的耐磨损都会具有很大的直接影响[13]。因此,设计最佳的破碎腔体也是我们判断如何才能保证我国反击式重型破碎机生产质量和优良破碎性能的一个决定性因素。4.1破碎腔结构参数反击和冲击式进料破碎机破碎室基本由两级进料反击口和一个导板、两级进料反击口导板和一个进料反击口组成连接到一级导板直接卸载进料点的一级进口出料反击口导板到第二级的进料反击式导板都可以是从两个排料口的一个弧形圆弧所有的连接起来构成的空间组成的。它所用的需要软件包括的系统结构和功能参数如图所示。图4.1破碎腔结构现以两个破碎腔类型转子的两个直径周围中心为圆的d和两个破碎圆圆腔转子的的直径周围中心中点为c的基准参数来进行分析它是选择两种不同破碎腔类型转子整体结构的主要参数。根据给定转子的最大直径和转子长度及以下几个关键计量要素可以进行质量决定[14]。给、排料口及料导板倾角β给定整体排料口的直径宽度为B≈0.7D；给定排料进出口的直径尺：e1min≈0.1D；e2min≈0.01D。为了正确选择一种反击式重型破碎腔合理的专用结构材料类型和统计参数,将4个结构类型相同两种规格的破碎材料组合作为一种反击式重型破碎机专用破碎腔的材料结构合理类型和统计参数的材料统计测量结果显示如下表4.1破碎腔结构参数机型结构参数PF-1010PF-1007PF-1210PF-1315β/（°）47605554α/(°)44305030δ/(°)>22>22γ/(°)68607073θ1/(°)17151519θ2/(°)70606977i0.16D0.18D0.20D0.20DyD/0.7500D/0.6292D/0.8937D/0.8250xD/3.2608D/5.0203D/3.8648D/6.100y0D/1.0714D/1.2552D/1.1259D/1.3197表4.2角度βBe1mine2min45°532767.6（2）将引导板、冲击板悬挂卸载点及位置从上表的数据分析可以看出，导板上卸料点的高度α=30°-50°，一般α的角度较小，破碎机的高度相对较低，可以有效降低机器高度，同时减轻机器重量。移动式破碎机降低高度是非常有益的。因此，在其他条件下，当高度允许时，α取30°最为合适。另外，小角度可以直接增加导板的长度和破碎室的弧度。冲击板的悬置点由图中X、Y导板上的Y与进料口尺寸的关系决定，而Y与Y0和进料口尺寸的关系决定，最后直接由导板α和卸载点β的尺寸决定破碎腔其他部分参数δ角正切是锤头外圆的正切，即垂直冲击冲击板的破碎料运动方向与冲击板垂直线运动方向的夹角，一般δ=2°。其观点完全基于以下观点和理论，即被压碎的材料与垂直冲击板之间的曲线在其表面上应该更像是垂直冲击，所以压碎效果更好，衬板的磨损更小。当温度δ为0°时，材料与冲击板之间形成垂直冲击，材料冲击板的曲线应更像衬板的渐开线，但渐开线很难加工制造。因此，材料冲击板可分为两种形式：电弧和电弧。第一级两种反击板的位置和排料口处一段第二级反击板的排料口和位置主要是由规格θ1和e1min以及e1mil等要素的关系来综合确定。从规格表数据分析可知,θ1=15°,其余的两种反击板规格均为θ1≥15°。这主要是因为第二级两种反击板的排料口都是偏向于转子水平的中心线,故规格θ1=15°-19°,e1min=0.1d,图(4.1)所示第一段为弧形反作用板。如果是第二段有弧的反作用板，则第三段1的值也不同。这主要是由于反应板本身的最高点和反应板本身第一段的结构。二级下冲击卸料板应尽可能靠后布置2个，下水平卸料口的水平角必须大于靠近上冲击板的水平角，一个转子上端也是水平排料角度的一个中心线,就是说一般下端反击板的角度θ2=60°-70°,尽量在下端排料中尽量选择一个对于θ2较大的角度值,这样才有机会能够起到有效提高细碎出料效果。一级双层第三段与二级双层第二段之间攻击位置的相对角度分别是由一级反击板的α和γ角度来确定,γ=60°-73°。当确定θ1和θ2的最小值时，可通过γ角确定二级冲击板第二段的具体方位，并确定二级冲击板的方位，从而完成冲击破碎机破碎室的总体设计。从表中我们几乎可以清楚地看到，不同破碎规格的四爪破碎机的运动长度不同，破碎室及其对应的置于圆弧上的破碎转子也不同，即置于圆弧上的每个破碎转子的旋转运动角是θ=θ2+（90°-α）不同的，其中θ2越大，对应的弧长越长越好。下表总结了破碎室的主要结构参数：表4.3角度大小β/（°）α/(°)δ/(°)γ/(°)θ1/(°)θ2/(°)le1mine2min47-60301-260-7315-20＞60≤900.16D-0.20D0.01D0.1D453026015607.6764.2反击板设计反击板的主要破碎作用之一也就是使它能够同时承受被振动板锤所冲击出的大量破碎破裂物料在其上的二次冲击破碎,将留在冲击板上破碎后的破裂物料重新进行弹回输送到整个冲击破碎的重点地区,再次反复进行整个冲击板的破碎。反击板的各种整体材料形状和结构反击板的整体结构对破碎物的速度和冲击效果的好坏备受影响。根据破碎碰撞理论和流体动力学破碎碰撞的原理[15],物料以正方向碰撞(旋转或垂直方向碰撞)的效果最佳。然而，锤子通常朝着旋转的方向移动。如果能保证渐开线破碎室中的材料沿旋转方向喷射到圆弧冲击板上，则为正方向碰撞（垂直碰撞），则必须将渐开线冲击板的曲线视为渐开线。因为渐开线的一个主要特点是圆弧冲击板上每个点上的材料必须受到垂直方向的冲击，即材料进入空腔的反射角δ为0，这样才能获得最佳的材料破碎和碰撞效果。但由于渐开线圆弧冲击板制作困难，材料在空腔中的干涉，材料运行轨迹不规则，以及材料块形状等因素的影响，实际上并不能保证材料的正向碰撞，因此，经常选用接近渐开线的材料制作弧形冲击板。筒仓破碎一般这种情况下需要使用进给反击式的筒仓,但无论如何也很有可能我们无法很好地准确实现按渐进离开线方式制作的第二段圆弧反击板,但从中我们仍然可以很好地准确找出其基本特点。以一段物料能够卸载的起点轴向a的旋转角度为物料计算量的基准,从轴向a一段物料可以卸载的起点方向抛射物料出去的第二段流体物料,基本上与第一段的流体反击塑料板形成圆弧方向呈一个垂直的旋转方向,即物料旋转时的角度δ≈1°-2°。因此当一段大型反击板大约在高速旋转过25°左右被撞时抛出的剩余物料与第二段的大型反击式底板形成圆弧就会呈正反向碰撞的运动状态。第二级二层反击板最小最大出口排料位置的直接尺寸确定操作方法主要原理是:在第一级第二级隔板的最小和最大流量出口处，与第二级隔板的最小出口表面的交点垂直画一条水平直线，根据二级直线确定二级隔板的最小和最大泄放尺寸。e2min=0.01d便用者可直接迅速确认出二级榴弹反击板的位置。4.3反击板悬挂装置破碎机的反击板式和悬挂式式控制制动装置也是一种排料口自动进行调整的控制装置,同时又是具有一种功能性地使它起到了排料保险的保护作用。这种装置有目前有三种形式：（1）反击板拉杆自重式。当冲击板在破碎机正常运行时，冲击板通过自身重量保持其正常位置。冲击板的间隙大小和宽度可通过破碎机吊杆上的螺栓调整。（2）采用拉杆反击板弹簧式。拉杆平衡板的位置和间隙由弹簧通过破碎室的预压力保持。非弹性破碎料的预压力进入对板破碎室时，克服弹簧对板的预压力后，即可从对板破碎室排出。这种弹簧台板采用传统的螺旋式，即组合式可直接使用。后者主要是利用较小的间隙通过压缩变形尽可能地通过未破碎的物体获得较大的间隙。（3）采用液压式。它不仅是可以利用整个外壳上的油压反击启动关闭控制装置自动的来调节整个外壳油压反击板的移动位置,同时也是个可以用来作为外壳破碎机的自动保险装置。一般只适用于大型油缸外壳带有反击式的石油破碎机,与大型液压油缸启闭式的机壳带有反击板的两个油缸共同工作使用一个大型油压传动装置作为控制传动系统[16]。此处选用拉杆自重式：动量定理规定，硬质物料块撞击反击板所产生的冲击力Fc（N）通过下式计算：(4-1)式中m--撞击反击板上的硬质物料质量，单位kg；v--圆周速度系数是一个转子的方向圆周旋转速度,即板锤在两端点的一个线性方向圆周旋转速度,m/s；K2--恢复系数,0<k2<1;若直接考虑固体物料块与板锤之间碰撞产生的高度倾斜方向碰撞,可取：K2=0.2-0.3t—冲击时间，s(4-2)R—矿块半径；表4.3一级破碎二级破碎m8.58.5v1535t0.0580.011R0.3500.150K20.30.2FC2857.7532454最大料块冲击最大冲击板的质量可根据以下假设确定；假设第一块接触反击板的最大物料快质量是最大给料块质量的一半,即第二块为m1=m/2,第二块的质量为第一块1/4,即第三块为m2=m1/4,以此类推。为了计算方便,取其平均值。(4-3)式中n—沿反击板高度方向上的物料块数整块物体反击板上可以承受的物体冲击力及其强度系数可按下式所示进行精确计算：(4-4)式中k和k2-1是给料料块粒子的质量密度不均匀性和在材料块粒子破碎后不规则的颗粒形状与均匀性因此假设颗粒材料块形状呈一个球形间的差异的修正系数，其值为0.5-0.7；μ：不均匀系数，μ：0.1-0.25j—是撞击在反击板程度和方向上的质量为mc的撞击材料块数其他符号同上根据反击装置平衡条件，求处所需反击板的自身重量W（N）为：(4-5)式中其中l—是在反击板上的悬挂点从轴心端点到其下一个固定端点的平均移动距离,m。e—是在反击板上所悬挂的重力轴心垂直到其它的重力运动作用中心线的平均距离,m。5其它零件选择5.1电机的选择YR系列(Ip44)YR系列绕线式双转子三相异步破碎电动机[17],电动机本身具有良好的机械密封性,广泛用于粉尘多,环境较恶劣的破碎机场所,考虑到适合破碎机正常工作的条件和环境,故被广泛选用。YR系列电动机的冷却方式为自扇冷却方式,Ic0141,B级绝缘。工作条件：（1）定子绕组△联接，转子绕组Y联接（2）海拔不超过1000m（3）额定输出电压工作频率为380v,额定工作频率范围为59hz（4）环境温度不超过40℃（5）工作制为持续工作制（S1）表6.1电机型号一级破碎Y280S-4二级破碎Y200L2-45.2键的选择由于工作环境是一个变负荷、变冲击的高速场所，用于转子与轴的连接，所以采用平键A形键，公差带h14。表6.2一级破碎轴键28×500键B20×140二级破碎轴键25×250键B14×1405.3密封与防尘设计采用油封，适用于低压润滑系统旋转密封的橡胶唇形密封，金属骨架螺旋弹簧双唇形密封。5.4机架设计箱体式机架，采用较高焊接工艺。5.5润滑采用石墨钙基润滑脂SH/T0369-1992滴点80℃，水分2%[18]。6部分零部件上的公差和配合6.1配合的选择（1）配合的类别的选择在该机器中,主要采用过渡间隙配合。另外还有一种配合情况,若两个零件之间的外圈无相对运动,但有间隙与按键等紧固件进行连接时,采用过渡间隙与主轴的配合,这样的配合情况,在该机器中就比较多了。（2）配合的种类的选择在我们确定了每一种配合的基本功能类别之后,就意味着需要进一步的了解和确定这类零件的配合中应该采用哪一种具体的零件进行配合,这往往可以说是比较困难的一件事情。为此,需要进一步的了解和考虑到各种零件配合的基本功能特点。我们常常可以清楚看到在我们选用国际标准企业手册书的过程里其中的一些人员优先和谐的配合。而且现在标准使用手册中对于它的选用也已经开始有了比较具体的内容介绍和详细说明。6.2一般公差的选取国标中有规定,采用一般公差的机床线性公差尺寸不单独注明超出机床精度极限的线性偏差,而在机床的图样上、技术说明文件上做总的一般公差说明[19]。6.3形位公差（1）形位公差项目的选择：几何公差试验项目的选择应根据材料元素的几何和物理特性、结构特点以及材料和零件的实际使用功能，尽可能充分考虑试验的方便性及其经济效益。在标注几何公差的众多指标和项目中，有综合单项控制和综合多项控制两种形式。标注形位的公差控制还有一个基本原则,就是:我们应该更好的充分发挥一个综合单项控制的形位公差指标和项目的管理职能。同时要分别规定支承各向公差，这也是为了保证检测方便。同理,端面对支承轴线的径向垂直度跳动公差要求可以用支承肩的端面全径向圆跳动的公差要求来代替。（2）公差原则的选择在实际生产设计中,为了能够充分保证重要单个零件的配合大小和质量配合尺度设计基本性质,即为了充分保证重要零件最大配合的最小质量极限最大间隙和最小最大极限间隙过盈量满足重要零件尺寸配合比例尺设计的基本要求，重要单个零件的配合通常是可能需要对其他零件配合采用一定的尺度包容设计要求。这些间隙配合方式例如滚动轴承内的气孔与滚动轴的轴承极限运动间隙间的配合等,都实际上也就是为了能够充分保证最小的轴承极限运动间隙。对于仅仅是需要为了保证零件的质量和可装配性,而为了同时便于对零件的安装和加工制造时,可以考虑采用最大限度满足实体的要求[20]。例如轴承端盖上孔的位置和长度公差。

结论本次我主要是设计了这个新型的破碎机模型，它的电机YXYZR280m-10型作为同步高速电动机，额定功率约为，电机的轴的长度是130毫米，带型选的是V带E型带，根据带的计算应力的分析以及物料的进度，设备的使用时长可以算得设备的使用寿命为5年，每天工作8小时，一年300天左右，带长为750毫米，中心距为900毫米，带轮的包角为172度。轴的设计主要是精密轴，承受的机械负荷比较大,尺寸也比较大，制造的精度高。主要的破碎腔体根据生产率，能耗来制造，轴的总长度为926毫米，联结轴承的地方直径为120毫米，轴的扭矩为7.84牛每平方米，安全系数为6.2。带轮的设计也是根据电机的功率与主轴的转数来确定的，基准宽度为19毫米，带轮的基准直径为200毫米，表面粗糙度为3.2μ毫米。

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论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰