1、摘要国内使用的颚式破碎机类型很多, 复摆颚式破碎基结构简单,制造容易、工作可靠、使用维修方便,所以常见的还是传统的复摆颚式破碎机。本课程设计主要是为满足生产需求出料口尺 寸:2060mm;进料块最大尺寸:210mm;产量:520 m3/H 而研究的。根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机(PE250X400)。设计分析了 颚式破碎机的发展现状和研究颚式破碎机的意义及复摆颚式破碎机机构尺寸对破碎性能的影响,计算确定了PE250X400的设计参数。设计内容主要包括了复 摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带轮、飞轮、推力板、机架等一些重要部件;另外对颚式破碎机的工作原理及特点和主要部件作了介绍,包括装调整装
2、置、机架结构等;同时对机器参数(偏心轴转速、生产能力、破碎功率等)作了计算以及对偏心轴作了设计。此外也简单介绍了破碎的意义和破碎比的计算。关键词:复摆颚式破碎机,转速,PE250*400,偏心轴目录一 概述2二物料破碎及其意义321 物料破碎及其意义32.2 破碎的目的423 破碎物料的性能及破碎比4三.工作原理和构造63.1 工作原理63.2 颚式破碎机的结构6四 主要参数的设定:74.1已知条件74.2结构参数的选择与设计计算8工作参数的选择与设计计算9五,结构设计12动颚板结构设计12偏心轴结构设计12皮带轮及飞轮结构设计15推力板、支承座及调整装置结构设计18机架结构19固定颚板及侧颚
3、板设计20结 论21参考文献:22致谢2323一 概述破碎机械是对固体物料施加机械力,克服物料的内聚力,使之碎裂成小块物料的设备。破碎机械所施加的机械力,可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等,在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料,适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械;对于脆性和塑性的物料,适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械;对于粘性和韧性的物料,适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。在矿山工程和建设上,破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料,使这成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中,固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工,使其粒度达到各道工序所要求的以便进
4、一步加工操作。通常的破碎过程,有粗碎、中碎、细碎三种,其入料粒度和出料粒度,如表1-1所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。 表1-1 物料粗碎、中碎、细碎的划分(mm)类别入料粒度出料粒度粗碎中碎细碎300900 10035050 100100350 20100515制备水泥、石灰石、细碎后的物料,还需进一步粉磨成粉末。按照粉磨程度,可分为粗磨、细磨、超细磨三种。所采用的粉磨机相应地有粗磨机、细磨机、超细磨机三种。在加工过程中,破碎机的效率要比粉磨机高得多,先破碎再粉磨,能显著地提高加工效率,也降低电能消耗。工业上常用物料破碎前的平均粒度 D与破碎后的平均粒度d之比来衡量
5、破碎过程中物料尺寸变化情况,比值i称为破碎比(即平均破碎比)i=D/d为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能,也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比作为破碎比,称为公称破碎比。i=Dmax/dmax在实际破碎加工时,装入破碎机的最大物料尺寸,一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸,所以,平均破碎比只相当于公称破碎比的0.70.9。每各破碎机的破碎比有一定限度,破碎机械的破碎比一般是i=330。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比,则必须采用两台或多台破碎机械串连加工,称为多级破碎。多级破碎时,原料尺寸与最终成品尺寸之比,称总破碎比,如果各级破碎的破碎比各是,. 。则总
6、破碎比是=.由于破碎机构造和作用的不同,实际选用时,还应根据具体情况考虑下列因素;(1)物料的物理性质,如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等;(2)成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力;(3)技术经济指标,做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠,又最大限度节省费用。二物料破碎及其意义21 物料破碎及其意义从矿山开采出来的矿石称为百年原矿。原矿是由矿物与脉石组成的,露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在2001300mm之间,地下矿开采出来的原矿最大粒度一般在200600mm之间,这些原矿不能直接在工业中应用,必须经过破碎和磨矿作业,使其粒度达到规定的要求、破碎
7、是指将块状矿石变成粒度大于15mm产品的作业,小于1mm粒度的产品是通过磨碎作业完成的。2.2 破碎的目的(1)制备工业用碎石大块石料经破碎筛分后,可得到各种不同要求粒度的碎石。这些碎石可制备成混凝土。它们在建筑、水电等行业中广泛应用。铁路路基建造中也需要大量的碎石。(2)使矿石中的有用矿物分离 矿石有单金属和多金属,而且原矿多为品位较低的矿石。将原矿破碎后,可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离,作为选矿的原料,除去杂质而得到高品位的精矿 (3)磨矿提供原料 磨矿工艺所需粒度大于15mm的原料,是由破碎产品提供的。例如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中,都是由破碎工艺提供原
8、料,再通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。23 破碎物料的性能及破碎比23.1 粒度及其表示方法矿块的大小称为粒度,由于矿块形状一般是不规则的,需要用几个尺寸计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。(1)平均直径d矿块的平均直径用单个矿块的长、宽、厚平均值表示。 d= 式中 L-矿块的长度(mm)b-矿块的宽度(mm)h-矿块的厚度(mm)式用长、宽的平均值表示: d= 平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸以确定破碎比。(2)等值直径矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。等值直径是将细料物料颗粒作为球体来计算的。 =1.24 式中 m-矿料质量(kg)-矿物密度kg/V- 矿料的体积()
9、;(3)粒级平均直径d对于由不同粒度混合组成的矿粒群,通过用筛分方法来确定矿粒群的平均直径,例如上层筛孔尺寸为,下层筛孔尺寸为,通过上层而留在下层筛上的物料,其粒度既不能用也不能用表示。当粒级的粒度范围很窄,上下两筛的筛孔尺寸之比不超过=1.414时,可用粒度平均直径表示,即d=(d1+d2)/2否则用表示粒级。2.3.2 矿石的破碎及力学性能机械破碎是用外力加于被破碎的物料上,克服物料分子间的内聚力,使大块物料分裂成若干小块。若矿石是脆性材料,它在很小的变形下就会发生破裂、机械破碎矿石有以下几种方法:(1)压碎 将矿石置于两个破碎表面之间,施加压力后矿石因压力达到其抗压强度限而破碎(图2-1
10、a)。(2)劈裂 用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度限 (图2-1b)。(3)折断 用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石就像受集中载荷的两支点或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度限时矿石被折断 (图2-1c)。 (4)磨碎 矿石与运动的工作表面之间受一定压力和剪切力时,矿石内的剪切力达到其剪切强度时,矿石即被粉碎(图 2-1d)(5)冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎(图2-1d)。由于破碎力是瞬间作用的,所以破碎效率高,破碎比大,能量消耗小,但锤头磨损严重。 (a)压碎 (b)劈裂
11、 (c) 折断 (d) 磨碎 (e) 冲击破碎图 2-1 矿石的破碎和破碎方法实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的,一般都是两种和两种以上的形式联合进行破碎。由于颚式破碎机的破碎工作表面是两块相互交错布置的齿形衬板,因此其破碎作业兼有前四种破碎形式,当破碎机两工作面沿表面方向的相对运动位移加大而加强磨碎作业时,由于磨碎的效率低、能量消耗大、机件磨损严重,将会降低破碎机的破碎效果。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的,矿石分坚硬矿石、中等坚硬矿石和软矿石。也可以分为粘性矿石和脆性矿石。矿石的抗压强度最大,抗弯强度次之、抗拉强度最小。对坚硬矿石采用压
12、碎,劈裂和折断的破碎方法为宜;对粘性矿石采用压碎和磨碎方法为宜;对脆性矿石和软矿石采用劈裂和冲击破碎的方法为宜。三.工作原理和构造3.1 工作原理动颚上端直接悬挂在偏心轴上,作为曲柄连杆机构的连杆,由偏心轴的偏心直接驱动,动颚的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时,动颚上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线(半径等于偏心距),逐渐向下变成椭圆形,越向下部,椭圆形越偏,直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种机械中动颚上各点的运动轨迹比较复杂,故称为复杂摆动式颚式破碎机。 复摆式颚式破碎机与简摆式相比较,其优点是:质量较轻,构件较少,结构更紧凑,破碎腔内充满程度较好,所装物料块受到
13、均匀破碎,加以动颚下端强制性推出成品卸料,故生产率较高,比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出20-30%;物料块在动颚下部有较大的上下翻滚运动,容易呈立方体的形状卸出,减少了像简摆式产品中那样的片状成分,产品质量较好。 3.2 颚式破碎机的结构参考(刘建寿,赵红霞,水泥生产粉碎过程设备,1版,武汉理工大学出版社,2005)图2.2 破碎腔是由固定在机架上的固定破碎板2、动鄂上的活动破碎板4以及机架两侧壁上的两块侧面衬板3为成的上下的巨型截柱体而构成的。被破碎物料喂入破碎腔后,通过动鄂的运动,使破碎腔容积周期改变而完成物料的破碎与排料。 破碎机有电动机驱动,通过带传动带动偏心轴9上的带轮8,再通
14、过曲柄9的转动,使破碎机中的动鄂5相对定鄂板2周期性地靠拢与分开。鄂式破碎机的结构除满足运转、润滑、安装、检修等常规设计准则外,还必须考虑由其具体的运转和结构特点带来的特殊结构要求。由于破碎载荷为周期突加载荷,因此必须考虑运转中的速度波动调节,以使运动平稳并能合理利用原动技能量。在破碎过程中,破碎腔内可能落入非破碎物料,因此必须考虑机器的过载保护。当要求改变产品的粒度中,应考虑料口的调整装置。当肋板与其支撑垫键的锁合装置等。鄂式破碎机的破碎腔是由固定鄂板和可动鄂板5构成。固定和可动鄂都有锰钢制成的破碎板2和4。破碎板用螺栓和槭固定于定鄂和动鄂上。为了提高破碎效果,两破碎板的表面都带有纵向波纹,
15、而且是凸凹相对。这样,对矿石除有压碎作用外,还有弯曲作用。破碎机工作空间的两侧上也有锰钢衬板3。由于破碎板的磨损不是均匀的,特别是靠近派排矿口的下部磨损最大,因此,往往把破碎板制成上下相对的,以便下部磨损后,将其倒置而重复使用。大型破碎机的破碎板是由许多块组合而成,各块都可以相换,这样就可以延长破碎板的使用期限。 为了使破碎板与动鄂和定鄂紧密贴合,其间须衬有由可塑性材料制成的衬垫。衬垫用锌合金或塑性大的铝板制成。因为贴合不紧密,会造成很大的局部过负荷,是破碎板损坏,紧固螺栓拉断,甚至还会造成动鄂的破裂。 动鄂悬挂在心轴6上,心轴则支撑在机架侧壁上的滑动轴承中。动鄂饶心轴对固定鄂板作往返摆动。
16、动鄂的摆动是借曲柄摇杆机构实现的。曲柄双摇杆机构由偏心轴9、连杆7、前推力板15和推力板13组成。偏心轴放在机架侧壁上的主轴承中,连杆则装在偏心轴的偏心部分上,前后推力板的一端支撑在连杆头两侧凹槽中肋板座14上,前推力板的另一端支承在动鄂后壁下端的肋板座上,而后推力板的另一端则支承在机架后壁的锲铁12中的肋板座上。当偏心轮通过V带轮从电动机获得旋转运动后,就使连杆产生上下运动。连杆的上下运动又带动推力板运动。由于推力板不断改变倾斜角度,因而使动鄂饶心轴摆动。连杆向上运动时进行破碎矿石。当连杆位于下部最低位置时,推力板与水平线所成的倾斜角度为10-12 后推力板不仅是传递力的杆件,而且也是破碎机
17、的保险零件。当破碎机落入不能破碎的物体而是机器超过正常负荷时,后推力板立即折断,破碎机就停止工作,从而避免整个机器的损坏。 当连杆向下运动时,为使动鄂、推力板和连杆之间相互保持经常接触,因而采用以两拉杆11和两个弹簧10所组成的拉紧装置。拉杆11铰接于动鄂下端的耳环上,其另一端用弹簧10支撑在机架后壁的下端。当动鄂向前摆动时,拉杆通过弹簧来动鄂平衡和推力板所产生的惯性力。 鄂式破碎机有工作行程和空转行程,所以电动机的负荷极不平衡。为了减少这种负荷的不均衡性,在偏心轴的两端装有飞轮8和带轮。带轮同时也起飞轮作用。在空转行程中,飞轮把能量储存下来,在工作行程中再把能量释放出来。 在机架后壁与锲铁1
18、2之间,放一组具有一定尺寸的垫片。当改变垫片的厚度时,可以调整排矿口的宽度。四 主要参数的设定:4.1已知条件 根据我们设计的要求,已知条件如下:1、破碎原料:石灰石等矿物岩石,抗压强度250Mpa2、最大给矿粒度:Dmax210mm3、排料口调整范围:dmax=20-60mm4、要求处理能力:Q=5-20m3/H4.2结构参数的选择与设计计算4.2.1给矿口与排矿口的尺寸计算我国生产的颚式破碎机,给矿口长度L为宽度B的1.25-1.6倍。在小型破碎机中,为了获得较高的生产率,值可以大一些。给矿口B=(1.1-1.25),=(0.75-0.9)B,是最大给矿粒度,这是由破碎机啮住矿块的条件决定
19、的。有给定条件=210mm,给矿口:宽度B=(1.11.25)=(231262.5)mm 取B=250mm 因为是中、小型破碎机,所以长度L=1.6B=400mm 排矿口:复摆式颚式破碎机排矿口宽度e=(1/51/10)B=(23.152.5 )mm 取e=30mm 4.2.2钳角 钳角大小直接影响生产率和破碎腔高度。钳角小能提高生产率,但在一定的破碎比条件下,又增加了破碎腔高度;钳角大会使破碎腔高度降低,但生产率也下降了。另外,钳角最大也不能超出咬住物料的允许值,故一般钳角取值为:式中: 齿板与物料间的摩擦系数。实际生产中,为安全起见,复摆颚式破碎机的钳角通常取理论计算值的65%,即: 在本
20、设计中我们选择钳角为20。4.2.3动颚摆动行程与偏心轴偏心距计算动颚水平行程对破碎机生产率影响较大,排料口水平行程小会降低生产率;但也不能太大,否则在排料口的物料由于过多而使破碎力急剧增加,致使机件过载损坏。因此,动颚在排料口处的水平行程为:由于是中、小型破碎机:s=1215mm 取:s=12mm偏心距对破碎机生产率和传动功率都有影响。在其它条件相同的情况下,增大偏心距可使动颚行程增加而提高生产率,但也因此增加功率消耗。S=1.33r,破碎腔高度计算破碎腔高度H:在钳角一定的情况下,破碎腔的高度有所要求的破碎比而定,通常,破碎腔的高度H=(2.252.5)B。式中B为给矿口宽度。H=(2.2
21、52.5)B取动颚轴承中心距给矿口平面高度的计算动顎轴承中心距给矿口平面的高度h:为了保证在破碎腔的上部产生足够的破碎力来破碎大块矿石,因而在给矿口处,动顎必须有一定的摆动行程,为此,复摆颚式破碎机的动顎的轴承中心距给矿口平面的高度h0.1L 。式中L为动顎长度。h0.14=mm 取=35mm连杆长度的计算偏心距r对连杆长度l的比值:在曲柄摇杆机构机构中,当曲柄等速回转时,摇杆来回摆动的速度不同,具有机会运动特性。连杆越短,这种不对称现象越显著。曲柄的转速是根据矿石在破碎腔中自由下落的时间而定的,因此连杆的长度不宜过短。对于中小型颚式破碎机=。式中L为动顎长度。取:=, 推力板长度计算当动顎的
22、摆动行程S与偏心距r确定以后,在选取推力板长度时,复摆颚式破碎机的推力板长度与偏心距有下列关系工作参数的选择与设计计算偏心轴转速计算如图4-1所示,b为公称排料口,SL为动鄂下端点水平行程,AL为排料层的平均啮角。ABB1A1为腔内物料的压缩破碎棱柱体,ABB2A2为排料棱柱体。破碎机的主轴转速n是根据在一个运动循环的排料时间内,压缩破碎棱柱体的上层面(AA1)按自由落体下落至破碎腔外的高度h计算确定的。而该排料层高度h与下端点水平行程SL及排料层啮角L有关。即排料层上层面AA1降至下层面并不,正好把排料层的物料全部排出所需的时间来计算主轴的转速。对于排料时间有不同的意见:一种认为排料时间t应
23、考虑破碎机构的急回特性,即排料时间与机构的行程速比系数有关。这一观点未注意到动鄂下端点排料起始点与终止点并不一定与机构的两极限位置相对应。另一种认为排料时间t应按t=15/n计算,即排料时间对应于主轴的四分之一转,这种假定与实际情况相差甚大。根据笔者对破碎过程的实测分析,得到排料过程对应的曲柄转角不小于180的结论,认为排料时间按主轴半转计算比较符合实际情况。排料时间t为: t=30/n (4-1) 排料层完全排出下落的高度h为: h=SL/tan=gt (4-2) 令 g=9800mm/s,=200 得: (4-3)实际上,由于动颚板空转行程初期,物料仍处于压紧状态,不能立即落下,因此,偏心
24、轴转速应比上式算出的值低30%左右,于是: (4-4)式中 n-主轴转速(r/min); SL-动鄂下端点水平行程(mm); -排料层平均啮角(); 图 4-1 排料口处排料示意图 由式(4-4)可见,主轴转速与排料层啮角和动鄂下端点水平行程SL有关。该式是机构设计和机型评价的重要公式之一。代入参数 得 n= 生产能力校核计算复摆式颚式破碎机的生产力Q与所破碎物料的性质(强度、节理、进料粒度等),力学性能与操作情况(供料情况和出料口大小)等因素有关。其经验公式: 式中 -标准条件下的单位出口宽度的生产率,见表4-1; -出料口宽度(mm); -物料易碎性系数,见表5-2; -物料堆积密度修正系
25、数 = -物料堆积密谋取 -进料粒度修正系数,见表5-3.查表得 =0.9 =1.0 =0.4 换算成单位是,符合已知生产能力参数要求表4-1标准条件下的单位出口宽度的生产率破 碎 机 规 格250 400400 600600900900120012001500150021000.40.650.951.01.251.31.92.7表4-2物料易碎性系数矿石强度抗拉强度()普氏硬度系数硬1600-200016200.90.95中硬800-16008161.0软80081.11.2表4-3进料粒度修正系数给矿最大粒/给矿口宽度B0.850.60.41.01.11.2破碎功率计算及电机选择根据经验公
26、式,复摆颚式破碎机的电动机功率 为了保证破碎机的工作可靠,并考虑尖峰负荷,还必须乘以安全系数.故所选电动机功率应大于,所以选功率为15,由机械原理课程设计指导张永安主编、高等教育出版社, 选取电动机Y200L-8型。Y200L-8:额定功率,满载转速,启动转矩,最大转矩五,结构设计动颚板结构设计动鄂是支承齿板且直接参与破碎矿石的部件,要求有足够的强度和刚度,其结构应该坚固耐用,动鄂分箱型和非箱型。动鄂一般采用铸造结构。为了减轻动鄂的重量,本设计采用非箱型。安装齿板的动鄂前部为平板结构,其后部有若干条加肋板以增强动鄂的强度与刚度,其横截面呈E型。偏心轴结构设计()偏心轴的材料选择和最小直径估算根
27、据工作条件,初选轴的材料为45钢,调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算,即:,初算轴径时,若最小直径轴段开有键槽,还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时,增大,两个键槽时,增大。值由所引教材表15-3确定,取。因最小直径处安装大带轮,设有一个键槽,则:,取为整数。因破碎机工作时冲击载荷比较大,又有强烈的震动,应适当增大偏心轴的直径,故取。()偏心轴的结构设计 各轴段直径的确定 :最小直径,安装大带轮的外伸轴段,。 、:密封处轴段,根据大带轮的定位要求,以及密封圈的标准(拟采用毡圈密封),。 :锥套处轴段,根据锥套和轴承的定位要求,。 :滚动轴承处轴段,。选择调心滚子轴承223
28、28C,其尺寸为。 各轴段长度的确定 : 由大带轮轮毂宽度B=180mm确定,。 、:由动颚结构、轴承端盖、装配关系等确定,。()偏心轴细部结构由表(机械设计表1)查得大带轮处键。大带轮轮毂与轴的配合选为;滚动轴承与轴的配合采用过度配合,此轴段的直径公差选为;各轴肩处的过渡圆角半径和各轴段表面粗糙度见图纸。()偏心轴的校核在破碎工作时,破碎力通过动颚轴承传到偏心轴上,由于该破碎力很大,轴上其它零件传递的载荷相对来说就显得微不足道了,所以计算时可把这些载荷忽略不计,而只考虑破碎力的作用,破碎力平均分布在两个动颚轴承上。 图 轴的力学模型及转矩、弯矩图a) 力学模型图 b)弯矩图c)转矩图 d)当
29、量弯矩图轴的力学模型的建立 轴上力的作用点位置和支点跨距的确定轴承对轴的作用点按简化原则则应在轴承宽度的中点,因此可决定偏心轴上动颚两轴承的位置。动颚处安装的22328C轴承,经计算 可得动颚处两轴承之间的距离 ,轴承离支点的距离 。 绘制轴的力学模型根据要求的传动速度方向,绘制的轴力学模型图见图62a 计算轴上的作用力破碎力平均分布在两个动颚轴承上,分别用、来表示;机架轴承要当于两个支座,对偏心轴具有支座反力的作用,分别用,来表示。 绘制转矩、弯矩图 由轴的力学模型图可知偏心轴在水平的方向不受力,故不产生水平面的弯矩,因而偏心轴只产生垂直面上的弯矩,如图62b:C、D处的弯矩相等,即 转矩图
30、,见图62c。 当量弯矩图,参看图62d。因为是单向回转图,所以扭转切应力视为脉动循环变应力,折算系数。校核轴的强度进行校核时,通常只校核偏心轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即动颚轴承处C、D)的强度。根据选定的轴的材料45钢,调质处理,由所引机械设计表15-1查得。因,故强度足够。皮带轮及飞轮结构设计V带的传动设计()由已知条件可知:,转速,从动轴转速,每天的工作时间大概为16h/天()求计算功率查表1得;故(V带的效率)表5-1 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()选取窄V
31、带带型由图8-(机械设计.第七版.濮良贵、纪名刚.主编)根据、确定选用C型。()确定带轮基准直径由表8-6和表8-8取主动轮基准直径 mm 。从动轮基准直径 *(1-0.2)根据表8-8,取按要求验算带的速度3m/S带的速度合适。()确定窄V的基准长度和传动中心矩根据式 ,有() () 初步取 计算所需带的基准长度 = =4049mm由表8-2查得,选带的基准长度。 按式计算实际中心矩a()验算主动轮上的包角可得 主动轮上的包角合适。()计算窄V带的根数z计算单根v带的额定功率 有和 查表8-4a得 根据,=2.8 和c型带,查表8-4b得 查表8-5、8-2得 于是由计算V带的根数Z 于是取
32、Z=4()计算预紧力有: 查表8-3得,故 ()计算作用在轴上的压轴力 ()带轮的结构设计。选用原则见(机械设计.濮良贵、纪名刚.主编)8-4节,材料采用HT200。 所以采用腹板式;,采用轮辐式。飞轮的设计颚式破碎机是间断工作的机器,因而必然会引起阻力的变化,使其电动机的负荷不均,形成机械速率的波动。为了降低电动机的额定功率,且使机械的速率不致波动太大,故在偏心轴上装上飞轮。飞轮在空行程时储存能量,在工作行程时则释放能量,这样就可以使电动机的负荷均匀。飞轮重量G的计算公式: 式中 P-电动机额定功率; D-飞轮的直径,米; -考虑损失的机械效率,。复摆式颚式破碎机可取最高值。 n-主轴转速;
33、 -速度不均匀系数,对于小型的颚式破碎机可取。代入数值得: 飞轮的实际质量约为理论质量的倍。所以推力板、支承座及调整装置结构设计推力板的设计推力板是颚式破碎机中构造最简单、成本最低的零件。在标准结构中,一般都是用它做保险零件,故计算时要降低其安全系数。设计时建议将其许用应力提高。为了削弱推力板的断面,有时沿其宽度方向布有通孔。在计算推力板的强度时,一般是根据动颚宽度来决定推力板的宽度,再由这个宽度来求推力板的厚度。其计算公式如下:式中 -沿推力板中心线方向作用的外力(Kg);b-推力板的宽度(cm);-推力板的厚度(cm);-推力板的计算许用压应力()。对于HT15-32及HT28-48,许用
34、压应力为。其。取,,得 圆整为。推力板的尺寸为长度,厚度,宽度 2调整装置调整装置提供调整破碎机排料口大小作用。随着衬板的不断磨损,排料口尺寸也不断地变大,产品的粒度也随之变粗。为了保证产品的粒度要求,必须利用调整装置,定期地调整排料裂口的尺寸。此外,当要求得到不同的产品粒度时,也需要调整排料口的大小。现有颚式破碎机的调整装置有多种多样,归纳起来有垫片调整装置、楔铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。本设计采用楔铁调整装置。如图3-6所示。 图3-6 立式楔铁调整装置1肘板 2调座 3调整楔铁 4机架机架结构破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击载荷,其重量占整机重量
35、很大比例,而且加工制造的工作量也很大。机架的钢的和墙的,对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响,因此,对破碎机机架的要求是:机构简单易制造,重量轻,且要求有足够的强度和硬度。破碎机机架有整体机架和组合机架,按制造工艺分,有铸造机架和焊接机架。整体机架,由于其制造,安装和运输困难,故不宜用于大型破碎机,而多为中小型破碎机所使用。它比组合机架刚性好,但制造较复杂。从制造工业来看,它分为整体铸造机架和整体焊接机架。前者比后者刚性好,但制造困难,特别是单佳,小批量生产。后者便于加工制造,重量较轻但刚性差。同时要求焊接工艺、焊接质量都比较高,并焊接后要求退火,但是随着焊接技术的发展,国内外颚式破碎机的
36、焊机机架用的越来越多,并且大型破碎机也采用焊接机架。焊接机架用Q235钢板,其厚度一般为25-50mm。整体铸造机架除用铸钢材料外,对小型破碎机破碎硬度较低的物料时,也可用优质铁和球墨铸铁。设计时,在保证正常工作下,应力求减轻重量。制造时要求偏心轴承中心镗孔,与动颚轴轴心轴承的中心孔有一定的平行度。本设计用铸造机架。固定颚板及侧颚板设计颚板颚式破碎机颚板简称颚板,颚板分固定颚板和活动颚板,是颚式破碎机的耐磨部件。在颚式破碎机运行状态,动颚附着活动颚板做复摆式运动,与固定颚板形成一个角度挤压石料。因此,颚板是颚碎机中比较容易损坏的配件(简称:易损件)。 设计在设计时,动鄂和定鄂的破碎板应该齿峰对
37、齿谷。破碎物料时对物料除了有挤压作用外,还有弯曲作用,物料比较容易破碎。为了加强破碎板的使用寿命,中小型破碎机的破碎板设计成上下对称的形状,当下部磨损后可调头使用,破碎板的材料可以选用白口铸铁。白口铸铁硬度较大、耐磨性较好、来源容易、价格便宜;缺点是性脆、容易折断、使用寿命短。为了提高破碎板的使用寿命,材料采用含锰12 %以上的锰钢更好,常用的是ZGMn13。 锰钢的韧性较好,虽然硬度不高(大约为210 HB) ,但是,因为具有冷加工硬化的特点,在压力作用下会不断被强化,故在工作中不断磨损又不断强化,直到磨损至不能使用才报废。锰钢破碎板浇铸后要通过水韧处理,水韧处理的操作大体上与淬火相同,即把
38、铸造出来的锰钢破碎板加热到1 0001 100 后在水中快速冷却。水韧处理后可以得到均匀的金相组织,并使金相组织固定下来,避免了在使用中自然发生相变而使性能变差。锰钢的缺点是价格较贵,但从使用寿命、成本等方面总体考虑,ZGMn13 比白口铸铁使用寿命长、成本低。 所以,设计结果是1、选用锰钢合金,耐磨程度高,使用寿命长。 2、使用冷加工硬化技术,硬度高。 3、水韧处理,避免了在使用中自然发生相变而使性能变差结 论颚式破碎机是比较常用的破碎设备,本设计主要是对PE250400动颚和传动部分进行设计。包括其主要零件的设计,同时介绍了颚式破碎机的安装、使用及修理等。本设计是复摆颚式破碎机,通过设计可
39、以得出复摆颚式破碎机与简摆颚式破碎机的不同之处:(1)由于复摆颚式破碎机将简摆颚式破碎机的连杆与动颚合二为一且只有一个肘板,所以其结构更加简单。具有结构简单、运动可靠、重量轻等优点。(2)复摆颚式破碎机动颚上各点的轨迹分布比较合理,其水平行程沿动颚颚板由上至下逐渐加大,正好满足破碎大块物料需加大压缩量的要求,且排料时动颚下端点向下运动,促进排料以提高生产能力。PE250400复摆颚式破碎机的基本参数如下:给料口尺寸宽度(mm)250长度(mm)400公称排料口宽度与调整范围(mm)2060生产能力()7.1最大入料粒度(mm)210偏心轴转速(r/min)260电 动 机型号Y200L-8功率
40、(kW)15转速(r/min)730动颚处轴承型号22328CV带型号及根数C型4根参考文献:1刘建寿,赵红霞,水泥生产粉碎过程设备,1版,武汉理工大学出版社,20052 廖汉元, 颚式破碎机,北京机械工业出版社,19973机械设计手册编写组. 机械工业出版社,20044濮良贵,纪名刚,机械设计,8版,高等教育出版社,20065孙恒,陈琢磨,葛文杰,机械原理,7版,高等教育出版社,20066张永安,机械原理课程设计指导,1版,高等教育出版社,1995致谢颚式破碎机是一种在矿山工程和建设工程中广泛使用的破碎机构,这是因为其结构简单紧凑、偏心轴传动件受力较小、动颚垂直位移较小、加工时物料较少有过度
41、破碎的现象、动颚颚板的磨损较小,而我的课程设计课题是根据生产能力、进料口尺寸、硬度、堆积密度等设计出合理的机构,因而对我的专业知识的学习与应用都具有重大的意义。在此课程设计期间,我在老师的指导下,翻阅了大量资料,对颚式破碎机有了较系统的认识,最后终于如期完成了课程设计的任务。通过此设计,我重新捡了所学的专业知识,也了解了其基本的运动学知识、动力学相关零件的较核,还有设计机构的经济性、可靠性、合理性、优化设计等知识。这个自主学习的过程,使我收益颇多,积累了我的实际经验,只有理论与实践相结合才是学习的目地,这次课程设计,使我认识到知识的渺小和理论与实践也可能相脱离。也使我能更好地查阅资料,是一次很好的实践练兵,锻炼了我独立分析问题和解