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文檔簡介
1、摘要國內(nèi)使用的顎式破碎機(jī)類型很多,復(fù)擺顎式破碎基結(jié)構(gòu)簡單,制造容易、工作可靠、使用維修方便,所以常見的還是傳統(tǒng)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)。本畢業(yè)設(shè)計主要是為滿足生產(chǎn)需求出料口尺寸:2060mm;進(jìn)料塊最大尺寸:210mm;產(chǎn)量:1550噸而研究的。根據(jù)以上要求我設(shè)計了復(fù)擺顎式破碎機(jī)(PEX-2501200)。設(shè)計分析了顎式破碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和研究顎式破碎機(jī)的意義及復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸對破碎性能的影響,計算確定了PEX-2501200的設(shè)計參數(shù)。設(shè)計內(nèi)容主要包括了復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動顎、偏心軸、皮帶輪、地基、動顎齒板、機(jī)架等一些重要部件;另外對顎式破碎機(jī)的工作原理及特點和主要部件作了介紹,包括保險裝置、調(diào)整
2、裝 置、機(jī)架結(jié)構(gòu)、潤滑裝置等;同時對機(jī)器參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等)作了計算以及對偏心軸作了設(shè)計。此外也簡單介紹了破碎的意義、破碎工藝 和破碎比的計算,顎式破碎機(jī)的主要部件的安裝等。關(guān)鍵詞:復(fù)擺顎式破碎機(jī);傳動; 磨損;前 言在基本建設(shè)工程中,需要大量的各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。而一般砂石都需要破碎從而達(dá)到生產(chǎn)要求。自第一臺顎式破碎機(jī)問世以來,至今已有140余年的歷史。在此過程中,其結(jié)構(gòu)得到不斷的完善,而顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單,安全可靠,石料可供破碎機(jī)械來進(jìn)行加工,來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用。而工程上應(yīng)用最廣泛的是復(fù)擺顎式破碎機(jī),國產(chǎn)的顎式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是
3、復(fù)擺顎式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)主要由機(jī)座、偏心軸、顎板、連桿、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與閉鎖彈簧等部分組成。其中最重要的是它的兩塊腭板,而且它的破碎作業(yè)是在兩塊腭板之間進(jìn)行的,其中一塊腭板固定在機(jī)架上稱為定腭板,另一塊裝在運動的動腭體上,稱為動鄂板,其表面一般為齒形。當(dāng)動鄂板周期性的靠近與遠(yuǎn)離定腭板是,完成破碎與排礦作業(yè)。復(fù)擺鄂式破碎機(jī)適合破碎中硬度石料。在工程中,多用他做中、細(xì)碎設(shè)備,起破碎比較大,可達(dá)i=10。隨著機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步,近年來,復(fù)擺鄂式破碎機(jī)正朝著大型化發(fā)展。所以,一個合理的傳動裝置可以使復(fù)擺鄂式破碎機(jī)運行的更加順利,合理有效。動鄂的優(yōu)化可使磨損大大的降低,沖擊、噪聲、振動都相應(yīng)的減少,也減少工作人
4、員的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)的質(zhì)量,降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期。 盡管鄂式破碎機(jī)有以上的那么多優(yōu)點,但是它也存在著一些設(shè)計不合理的地方需要我們的改進(jìn)和更新,下面介紹它的一些缺點:首先就是鄂式破碎機(jī)上面的齒板,通過自己的調(diào)查和查閱資料,在JB /ZQ 1032-87腭板鑄造技術(shù)條件規(guī)定齒板壽命只有60h,按10h工作制,每付齒板只能用6天,不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來很大的不便,而且增加了破碎物料的成本,所以說它的齒板更新周期的過快導(dǎo)致了花費再上面的費用的過高。最后就是顎式破碎機(jī)的機(jī)身重量過大,給破碎機(jī)的移動和工作帶來了很多的不便之處,因此對其機(jī)架的設(shè)計也是一個比較重要的問題。機(jī)架式整個
5、破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷,它的重量占整機(jī)重量的很大比例,且其剛度和強(qiáng)度對整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響,因此既要重量輕又要承受一定的沖擊載荷且制造要簡單,這對機(jī)架的設(shè)計也是一個嚴(yán)峻的考驗。1 顎式破碎機(jī)簡介1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與意義概述. 顎式破碎機(jī)于1958年由美國人埃里布雷克(ElBlake)取得專利。19世紀(jì)40年代,北美的采金熱潮對顎式破碎機(jī)發(fā)展有很大的 促進(jìn)作用。19世紀(jì)中葉,多種類型的顎式破碎機(jī)研制出來并獲得了廣泛的應(yīng)用。上個世紀(jì)末,全世界已有70多種不同結(jié)構(gòu)的顎式破碎機(jī)取得了專利權(quán)。 80年代以來,我國顎式破碎機(jī)的研制與改進(jìn)取得了一定成果。如我國破
6、碎專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)GXPE系列深腔顎式破碎機(jī),當(dāng)時在國內(nèi)引起一定的轟動。該機(jī)與同種規(guī)格破碎機(jī)相比,在相同工況條件下,處理能力可提高20%25,齒板壽命可提高12倍。該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛,具 有雙曲面腔型。 第二代GXPE250×400負(fù)支撐在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn),增大了破碎比,降低了 產(chǎn)品粒度,最大給料粒度為220mm,小時產(chǎn)量為516t,排料口調(diào)整范圍為1040mm, 給料抗壓強(qiáng)度小于300MPa。 PEY4060液壓保險顎式破碎機(jī),以液缸為過載保護(hù)裝置,正支撐、正懸掛、深破碎腔。該機(jī)最大給料粒度為340mm,排料調(diào)整在301
7、00mm之間,生產(chǎn)能力為1040th。 北京礦冶研究總院林運亮等人與上海多靈沃森機(jī)械設(shè)備有限公司合作開發(fā)了PED低矮可拆式顎式破碎機(jī)。該機(jī)是一種適于井下作業(yè)特殊條件下的新型顎式破碎機(jī)。機(jī)械本身高度低,動顎位置低,固定顎位于動顎和偏心軸之間。 多靈沃森機(jī)械設(shè)備有限公司的戎吉華高級工程師集多年實踐經(jīng)驗, 設(shè)計了目前國內(nèi)最大的1200×1500復(fù)擺顎式破碎機(jī)。眾所周知,礦石業(yè)是我國重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,對我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),具有舉足輕重的作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革和對外開放的深化,突飛猛進(jìn)的經(jīng)濟(jì)促進(jìn)了礦石業(yè)的迅速發(fā)展,尤其是中小型采石業(yè)對礦石的破碎,更以前所未有的速度蓬勃發(fā)展,為交通業(yè)、建筑業(yè)、
8、旅游業(yè)的發(fā) 展,安排農(nóng)村剩余勞動力就業(yè)、促進(jìn)和保持穩(wěn)定做出了巨大的貢獻(xiàn)。1.2顎式破碎機(jī)的分類顎式破碎機(jī)經(jīng)100多年的實踐和不斷改進(jìn),其結(jié)構(gòu)已日臻完善。我國自50年代仿制顎式破碎機(jī)以來,結(jié)構(gòu)近50年的摸索和研究,設(shè)計資料更加完善,設(shè)計方法更加先進(jìn),結(jié)構(gòu)更加合理,產(chǎn)品性內(nèi)更加優(yōu)良。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造容易、維修方便等其他破碎機(jī)無法替代的優(yōu)點,至今仍廣泛應(yīng)用于工業(yè)各部門。顎式破碎機(jī)的破碎工作是在兩塊顎板間進(jìn)行的,其中一塊顎板固定在機(jī)架上稱為定顎板,另一塊裝在運動的動顎體上稱為動顎板,其表面一般為齒形。當(dāng)動顎板周期性地靠近與遠(yuǎn)離動顎板時,完成破碎與排礦專業(yè)作業(yè)。由動顎、定顎以及機(jī)架側(cè)壁
9、的護(hù)板構(gòu)成破碎空間,因此鄂式破碎機(jī)的進(jìn)料口與排料口均為長方形。按時間的規(guī)格用進(jìn)料口的寬度B和長度L表示。例如進(jìn)料口寬度為900mm,長度為1200mm的破碎機(jī)表示為9001200鄂式破碎機(jī)。我國制定的復(fù)擺動顎式破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)審批稿中,用漢語拼音字頭P(破)、E( 顎)及BL(單位為mm)來表示其規(guī)格,即PE-BL。前蘇聯(lián)國標(biāo)中的B、L單位為dm。如進(jìn)口料900mm1200mm的復(fù)擺顎式破碎機(jī),我國規(guī)格記為PE-9001200。顎式破碎機(jī)按運動形式分為兩種基本類型-簡擺顎式破碎機(jī)和復(fù)擺顎式破碎機(jī)。簡擺顎式破碎機(jī)是動顎繞機(jī)架上的固定支座作簡單的圓弧擺動而得名。復(fù)擺顎式 破碎機(jī)是因為其動顎在其他機(jī)件帶動
10、下作復(fù)雜的一般平面運動而得名,因此動顎上點的軌跡一般為封閉曲線。簡擺大都制成大型和中型的,其破碎比i=36。復(fù)擺一般制成中型和小型的,其破碎比可達(dá)i=410。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和要求,復(fù)擺顎式破碎機(jī)已向大型化發(fā)展,并有逐步代替簡擺顎式破碎機(jī)的趨勢。按規(guī)格大小可把顎式破碎機(jī)分為大型、中型和小型三類。進(jìn)料口寬度大于600mm者稱為大型;進(jìn)料口寬度為300600mm者稱為中型;小于300mm者為小型。 1.3 顎式破碎機(jī)的特點復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)屬于四桿機(jī)構(gòu)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,曲柄為主動件。顎式破碎機(jī)以結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應(yīng)用。在工程上應(yīng)用較為廣泛的是復(fù)擺鄂式破碎機(jī)。國產(chǎn)
11、的鄂式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是復(fù)擺鄂式破碎機(jī)。復(fù)擺鄂式破碎機(jī)主要由機(jī)架、鄂板、側(cè)護(hù)板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)架即機(jī)座,實際上是個上下開口的四方斗,主要用作支承偏心軸和承受破碎物料的反作用力,因此要求具有足夠強(qiáng)度,一般采用鑄鋼整體鑄造,規(guī)格小的可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵代替。大型破碎機(jī)的機(jī)架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起,鑄造工藝較為復(fù)雜。自制的小型鄂式破碎機(jī)可用4050毫米厚的鋼板焊成,但其鋼度不如鑄鋼好。鄂板包括活動鄂板和固定鄂板,各與鄂床組成活動鄂和固定鄂。鄂板用楔形鐵塊和螺栓固定在鄂床表面,保護(hù)鄂床不受磨損。固定鄂的鄂床就是機(jī)架,活動鄂的鄂床懸掛在偏心軸上,由于它直接承受對石料的擠壓作用力,
12、所以必需有足夠的強(qiáng)度和剛度活動鄂床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。鄂板直接和石塊接觸,除承受擠壓和沖擊力外,尚與石塊強(qiáng)烈摩擦,因此要求用高強(qiáng)度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼鄂板,其鑄鋼含錳量為1214%左右。若條件受限制時,可用白口鑄鐵代替,但容易磨損和折斷,使用壽命不長。為了有效地破碎石料,鄂板表面常鑄成波浪形和牙形,其齒峰角度一般為90°110°,齒高和齒距視出料粒度和產(chǎn)量要求而定。齒形高齒距小,則出料粒度小,產(chǎn)量低,動力消耗大。一般齒高和齒距之比為1/21/3之間。由于復(fù)擺式的特點造成鄂板底部比上部磨損快,所以鄂板通常做成上下對稱形狀,以便磨損后能倒置安裝,延長使用壽命。鄂式
13、破碎機(jī)的優(yōu)點是生產(chǎn)率高,結(jié)構(gòu)簡單可靠,破碎比較大(i一般為68),外形尺寸較小,零件檢查和更換較容易,操作維護(hù)簡便,不用較高技術(shù)水平的工人就能夠操作,應(yīng)用范圍廣,與其他類型破碎機(jī)比較,不容易堵塞。因此工程中普遍采用它來破碎各種硬度92500kg/cm2的石料,常作粗碎和中碎設(shè)備。使用鄂式破碎機(jī)時,必須注意由于機(jī)器是在工作條件惡劣情況下運轉(zhuǎn)的,除了必須嚴(yán)守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外,還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被磨損的零部件,這是提高機(jī)器作業(yè)的重要措施。2顎式破碎機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)2.1顎式破碎機(jī)的工作原理帶輪與偏心軸聯(lián)成一整體,它是運動和動力輸入構(gòu)件,即原動件,其余構(gòu)件都是從動件。當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線
14、A轉(zhuǎn)動時,驅(qū)使輸出構(gòu)件動顎3做平面復(fù)雜運動,從而將礦石壓碎。如圖2-1,2-2。 圖2-1 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖2-2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運動簡圖由圖3-2可計算出顎式破碎機(jī)的自由度為: (2-1) 2.2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示為顎式破碎機(jī)。電動機(jī)10通過小帶論及V 帶,將運動給大帶輪14,從而帶動偏心軸13轉(zhuǎn)動。動顎5上部內(nèi)孔兩端的雙列球面滾子軸承支承在偏心軸上。偏心軸外側(cè)軸頸裝有支座主軸承,主軸承外圈與機(jī)架12上的鏜孔配合,并用螺栓固定在機(jī)架上。在偏心軸兩外端部分別裝有大帶輪14與飛輪9,以調(diào)整破碎機(jī)工作時主軸運轉(zhuǎn)速度的波動。動顎的下部由推力板1支撐,推力板(即肘板)的另一端支承
15、在與機(jī)架12的后壁相連的楔鐵調(diào)整機(jī)構(gòu)3上??稍谟蓹C(jī)架1側(cè)壁上兩凸臺機(jī)構(gòu)成的滑道中滑動。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺寸時,只要調(diào)整楔鐵上的螺栓,使楔鐵上下移動,帶動調(diào)整座在滑道中前后移動即可完成。推力板4的兩端頭為同心圓弧的圓柱面,且中部較兩端薄些。其兩端頭圓弧與動顎5和調(diào)整座3上的“II”型襯墊接觸,在破碎機(jī)工作時,兩者間為純滾動,以提高機(jī)械運轉(zhuǎn)的機(jī)械效率并延長零件的使用壽命。由于推力板與肘板襯墊間為非幾何鎖合,而是靠動顎的重量實現(xiàn)重力鎖合,因此在機(jī)器運轉(zhuǎn)時,由于動顎產(chǎn)生的慣性載荷,會使推力板與其襯墊周期分離而產(chǎn)生沖擊響聲,嚴(yán)重時甚至?xí)雇屏Π鍙钠鋬啥艘r墊中脫落。因此在動顎下端有一跟拉桿通過機(jī)架上的彈簧
16、拉桿2拉住動顎,使推力板與襯墊始終保持貼合狀態(tài)。a)主視圖b)左視圖圖2-3 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1-楔塊 2-彈簧拉桿 3-調(diào)整座 4-推力座 5-動顎 6-動顎板 7-固定顎板 8-護(hù)板 9-飛輪 10-小帶輪 11-機(jī)架 12-電動機(jī) 13-大帶輪 14-偏心軸 3 主要零部件的結(jié)構(gòu)分析3.1 動顎3.1.1 動顎的結(jié)構(gòu)動顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件,要求有足夠的強(qiáng)度和剛度,其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動顎的重量,國外也有采用焊接結(jié)構(gòu),由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此對焊接工藝的要求較高。國內(nèi)尚未見使用焊接結(jié)構(gòu)的動顎。按結(jié)構(gòu)特點,可把動顎分成箱型結(jié)構(gòu)與非箱型加筋結(jié)構(gòu),本
17、設(shè)計采用后者。安裝齒板的動顎前部為平板結(jié)構(gòu),其后部有若干條加肋板以增強(qiáng)動顎的強(qiáng)度與剛度,其橫截面呈E型,故稱E型結(jié)構(gòu)。3.1.2 動顎工作過程分析復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。由圖3-1可知,本機(jī)是以平面四桿機(jī)構(gòu)為工作機(jī)構(gòu),而以連桿為運動工作件的機(jī)械。圖3-2是動顎板上各點的運動軌跡(連桿曲線)。由圖2-2可知, A點作圓周運動, B點受推動板的約束為繞O點擺動的圓弧線,其余各點的軌跡為扁圓形,從上到下的扁圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為下部的115倍,垂直位移稍小于下部,就整個顎板而言,垂直位移量約為水平位移量的23倍,工作時,曲柄處于區(qū)是完全工作行程;處于區(qū),上部靠前下部靠后,在
18、區(qū)是空回行程;在區(qū)是上部靠后下部靠前。圖 3-1動顎板上各點的運動軌跡 動顎具有的這些運動特性決定了它的性能:(1)動顎的平面復(fù)雜運動,時而靠近固定的定顎板,時而離開,形成一個空間變化的破碎室,料塊主要受到壓碎,伴隨著研磨、折斷作用。(2)這種運動使料塊受到向下推動的力,圖3-2是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎,破碎后的料塊由排料口排出。圖 3-2 物料在顎板之間的受力分析3.2 齒板齒板(也叫襯板),是破碎機(jī)中直接與礦石接觸的零件,結(jié)構(gòu)雖然簡單,但它對破碎機(jī)的生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響,特別對后三項影響比較明顯。齒板承受很大的沖擊擠壓力,因此磨損得
19、非常厲害。為了延長它的使用壽命,可以從兩方面研究:一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料:二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和集合尺寸?,F(xiàn)有的顎式破碎機(jī)上使用的齒板,一般是采用ZGMn13。其特點是:在沖擊負(fù)荷作用下,具有表面硬化性,形成又硬又耐磨的表面,同時仍能保持其內(nèi)層金屬原由的韌性,故它是破碎機(jī)上用得最普遍的一種耐磨材料。齒板橫斷面結(jié)構(gòu)形狀有平滑表面和齒形表面兩種,后者又分三角形和梯形表面。本設(shè)計采用梯形。如圖3-3所示。 圖 3-3 肘板齒形a)三角形 b)梯形3.3 肘板(推力板)破碎機(jī)的肘板是結(jié)構(gòu)最簡單的零件,但其作用卻非常的重要。通常有三個作用;一是傳遞動力,其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大;二
20、是起保險件作用,當(dāng)破碎腔落入非破碎物料時,肘板先行斷裂破壞,從而保護(hù)機(jī)器其它零件不發(fā)生破壞;三是調(diào)整排料口大小。在機(jī)器工作時,肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑,加上粉塵落入,所以肋板與其襯墊之間實際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣,對肋板的高負(fù)荷壓力,導(dǎo)致肋板與肋板墊很快磨損,使用壽命很低。因此肋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮該機(jī)件的重要作用也要考慮其工作環(huán)境。按肘頭與肘墊的連接型式,可分為滾動型與滑動型兩種,如圖3-5所示。肘板與襯墊之間傳遞很大的擠壓力,并受周期性沖擊載荷。在反復(fù)沖擊擠壓作用下磨損較快,特別是圖3-4b所示的滑動型更為嚴(yán)重。為提高傳動效率,減少磨損,延長其使用壽命,可采用圖3-5
21、a所示的滾動型結(jié)構(gòu)。肘板頭為圓柱面,襯墊為平面。 由于肘板的兩端肘頭表面為同一圓柱表面,所以當(dāng)肘板兩端的襯墊表面相互平行時,肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑、并與襯墊表面的垂直方向傳遞。在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中,動顎的擺動角很小,使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小,所以在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中,肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。本設(shè)計采用滾動型,如圖3-4所示。 (a) 滾動型 (b) 滑動型圖3-4 肘頭與肘墊形式3.4 調(diào)整裝置調(diào)整裝置提供調(diào)整破碎機(jī)排料口大小作用。隨著襯板的不斷磨損,排料口尺寸也不斷地變大,產(chǎn)品的粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品的粒度要求,必須利用調(diào)整裝置,定期地調(diào)整排料裂口的尺寸。此外,當(dāng)
22、要求得到不同的產(chǎn)品粒度時,也需要調(diào)整排料口的大小。現(xiàn)有顎式破碎機(jī)的調(diào)整裝置有多種多樣,歸納起來有墊片調(diào)整裝置、楔鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設(shè)計采用楔鐵調(diào)整裝置。如圖3-5所示。 1肘板 2調(diào)座 3調(diào)整楔鐵 4機(jī)架圖3-5 立式楔鐵調(diào)整裝置3.5 保險裝置當(dāng)破碎機(jī)落入非破碎物時,為防止機(jī)器的重要的零部件發(fā)生破壞,通常裝有過載保護(hù)裝置。保險裝置有三種:液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。本設(shè)計采用肘板。肘板是機(jī)器中最簡單、最便宜的零件,所以得到廣乏應(yīng)用且經(jīng)濟(jì)有效,但當(dāng)肘板斷裂后,機(jī)器將停車,應(yīng)重新更換新肘板后方可工作。肘板保險件的另一個缺點是由于設(shè)計不當(dāng),常常在超載時它不破壞,或者沒有超
23、載它卻破壞了,以至影響生產(chǎn)。因此設(shè)計時除應(yīng)正確確定由破碎力引起的肘板壓力,以便設(shè)計出超載破壞的肘板面積外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖3-6所示的三種結(jié)構(gòu):中部較薄的變截面結(jié)構(gòu);弧形結(jié)構(gòu);S型結(jié)構(gòu)。其中圖a結(jié)構(gòu)在保證肘板的剛度和穩(wěn)定性的同時,提高其超載破壞敏感度。圖b、圖c兩種結(jié)構(gòu)是利用灰鑄鐵肘板抗彎性能這一特性,選擇合適的結(jié)構(gòu)尺寸是肘板呈拉伸破壞,顯然提高了肘板破壞的敏感度。盡管如此,肘板是否斷裂主要取決與計算載荷的確定和截面尺寸計算是否正確。因此從加工制造方便性出發(fā),圖a所示應(yīng)用最多,本設(shè)計也采用a中肘板。圖3-6 肘板結(jié)構(gòu)3.6 傳動件偏心軸是顎式破碎機(jī)的主
24、軸,受有巨大的彎曲力,采用45鋼。偏心軸一端裝帶輪,一端裝飛輪,如圖3-7所示。圖3-7 偏心軸結(jié)構(gòu)圖1皮帶輪 2偏心軸 3錐套 4軸承 5密封套6飛輪 7軸端壓蓋 8軸端螺栓3.7 飛輪 飛輪用以存儲動顎空形程時的能量,再用與工作行程,使機(jī)械的工作負(fù)荷趨于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。3.8 機(jī)架破碎機(jī)機(jī)架式整個破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷,它的質(zhì)量占整機(jī)很大比重,而且加工制造工作量也較大。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度對整機(jī)性能和主要部件壽命有很大影響。因此,機(jī)架的設(shè)計很重要。圖3-8 機(jī)架受力分析對于中小型破碎機(jī)度采用整體式機(jī)架。其結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵循下列原則:首先根據(jù)機(jī)架受力情況,
25、滿足機(jī)架強(qiáng)度和剛度要求;其次是考慮制造工藝性要求;最好考慮外觀要求。破碎機(jī)機(jī)架是有前壁,側(cè)壁和后壁以及軸承座組成的一個空間框架結(jié)構(gòu)(如圖3-9所示)。圖3-9 破碎機(jī)機(jī)架其平面圖如圖3-8所示,其機(jī)構(gòu)設(shè)計與其受力密切相關(guān)。根據(jù)受力分析可知,機(jī)架承受三個力:無料給定顎的壓力;偏心軸給機(jī)架的壓力;肘板給后壁肘座的壓力。3.8.1 機(jī)架前壁結(jié)構(gòu)設(shè)計由圖3-8可知,機(jī)架前壁主要是承受最大破碎力的作用。前壁是有一塊縱向壁板與幾塊橫向外側(cè)筋板組成。載荷主要是由橫向筋板所承受。因此,一般橫向外側(cè)筋板之間不再增設(shè)與側(cè)壁平行的縱向筋板。對于中小型很寬的破碎機(jī)可以增設(shè)12跟縱向筋板。國產(chǎn)的破碎機(jī)隨意增設(shè)筋板現(xiàn)象常
26、有,增加破碎機(jī)質(zhì)量。國外破碎機(jī)為增加前壁堅固性,制成反“E”形。圖3-10側(cè)壁加強(qiáng)筋3.8.2機(jī)架側(cè)壁結(jié)構(gòu)設(shè)計側(cè)壁加強(qiáng)筋的位置也應(yīng)根據(jù)受力的要求布置,如圖3-10所示,主軸承受有壓力的作用,而且這個力不通過側(cè)壁中心,形成一個懸壁產(chǎn)生側(cè)向傾翻力矩,所以在主軸承下方必須增設(shè)豎筋。實際上反力沿主軸承下半部是不均勻的,沿主軸承垂線中心垂直載荷最大二中心線右側(cè)載荷比左側(cè)大。因此,如老式400×600顎式破碎機(jī)側(cè)壁加強(qiáng)筋布置方式(如圖3-10)。為了安裝襯板座,側(cè)壁后部必須設(shè)置導(dǎo)槽,它有兩種方式:一是按力方向如圖3-8平方向?qū)Р郏欢前捶较蛟O(shè)置。為了消除對導(dǎo)軌的沖擊必須是肘板做與上導(dǎo)軌及與后壁之
27、間沒有間隙。3.8.3機(jī)架后壁結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)架后壁結(jié)構(gòu)與前壁相似,后壁上作用有肘板傳遞的力,該力分解為和。由機(jī)架后壁承受,而經(jīng)過肘板座傳給焊接在機(jī)架壁內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌上。載荷和是一個變化值,有載是很大,而空載時又很小。由于肘座與導(dǎo)軌之間具有間隙;肘座后面的墊片之間存在間隙。因此,破碎機(jī)工作過程中產(chǎn)生附加沖擊載荷,故長將導(dǎo)軌和后壁沖擊。特別是導(dǎo)軌沖裂后,重新補焊時,由于高溫使側(cè)壁變形造成滾動軸承“別勁”而損壞。因此,近些年來,破碎機(jī)增設(shè)了將肘座與導(dǎo)軌接觸面以及墊片之間的壓緊結(jié)構(gòu),從而消除了間隙也就杜絕產(chǎn)生附加沖擊載荷,延長導(dǎo)軌和后壁壽命。4 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)主要參數(shù)的設(shè)計計算4.1 已知條件為了保證顎式破
28、碎機(jī)運動的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,在設(shè)計時必須正確的確定它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù),并以此作為計算零件強(qiáng)度的基礎(chǔ)。表1 顎式破碎機(jī)規(guī)格和性能參數(shù)表:型 號進(jìn)料口尺寸(mm)最大進(jìn)料邊長(mm)處理能力(t/h)電機(jī)功率(kw)外形尺寸(mm)重 量(t)PE250×400400×2502005-20151430×1310×13403PE400×600600×40034015-6030-371700×1732×16537PE500×750500×75042540-11045-552035×1921&
29、#215;200012PE600×900900×60048090-18055-752290×2206×237017PE75×10601060×750630110-32090-1102655×2302×311029PE90×1200900×1200750220-450110-1323800×3166×304552PEX150×250150×2501251-35.5896×745×9351.5PEX150×750150×
30、7501255-1615896×745×9353.8PEX250×750750×25021015-3022-301667×1545×10205PEX250×10001000×25021015-5030-371550×1676×13807PEX250×12001200×25021020-6037-452192×1900×19508.5本次設(shè)計的是PE250×1000型顎式破碎機(jī),根據(jù)上表已知條件如下:進(jìn)料口尺寸:250×1000(mm);
31、出料口尺寸:2060(mm);進(jìn)料塊最大尺寸:210(mm);生產(chǎn)能力:1550t/h。4.2排料口寬度與破碎腔的深度 顎式破碎機(jī)排料口的長度與給料口的長度相同,排料口的最小寬度為: (4-1)- 最大排料粒度,mm;-動顎在排料口的水平行程,mm;本設(shè)計在此為細(xì)破, 。破碎腔的深度與破碎比有關(guān),但是深度太大時,易產(chǎn)生石料過粉碎現(xiàn)象。深度可由下式確定:H=(2.252.5)B,本設(shè)計取H=2.5×250=625(mm)。4.3 鉗角破碎機(jī)的動顎與固定顎之間的夾角稱之為鉗角。當(dāng)物料破碎時,必須使物料塊既不向上滑動,也不會從礦中跳出來。為此,鉗角應(yīng)保證物料塊與顎板工作表間產(chǎn)生足夠的摩擦力
32、以阻止物料被擠出去。圖4-1表示從力學(xué)角度推算鉗角的計算圖式。當(dāng)物料能被夾持在破碎腔內(nèi),不被推出機(jī)外時,這些力應(yīng)相平衡,即在x,y方向的分力之和應(yīng)該等于零。即: x方向 (4-2) y方向 (4-3)圖4-1 物料塊受力分析聯(lián)合以上兩式可得: (4-4)由 故式中: 鉗角 物料與顎板間的摩擦角物料與顎板間摩擦系數(shù)為了保證破碎機(jī)工作是物料塊不致被推出機(jī)外,必須令。一般情況下,=18°22°,不宜超過23°。正確的選擇鉗角對于提高破碎機(jī)的破碎效率具有很大的意義。減小鉗角可使破碎機(jī)的生產(chǎn)能力增加,但會引起破碎比的減小。增大鉗角,雖可增大破碎比,但同時又減少生產(chǎn)能力。因此
33、,在選擇鉗角時應(yīng)當(dāng)全面考慮, 在此初取=20°。4.4 傳動角從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看,傳動角是指四桿機(jī)構(gòu)中,連桿軸線與肘板軸線間所夾的銳角,且傳動角愈接近90°,傳動性能愈好。對于破碎機(jī)而言,傳動角的選取除考慮傳力性能外,還必須考慮加大傳動角,不但增大垂直行程,而且使水平行程降低。因此,傳動角一般不宜過大,建議取 45°55°,所以在此取 50°。4.5 動顎水平行程和偏心軸的偏心距動顎擺動行程s是破碎機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在理論上,動顎擺動行程應(yīng)按物料達(dá)到破壞時所需之壓縮量來確定。然而,由于破碎板的變形,及其與機(jī)架間存在的間隙等因素的影響,實際選取的
34、動顎擺動行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。目前,常用下端水平行程的計算公式有: (4-5) 下端點許用水平行程: (4-6)式中:最小排料口尺寸(mm)進(jìn)料口尺寸(mm) 實際上,動顎行程是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的,通常對于大型顎式破碎機(jī),S=2545mm;中小型顎式破碎機(jī),S=1215mm。在此,參照顎式破碎機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計經(jīng)驗,初取 =15mm < 則合理。不論動顎齒面軌跡性能值分配是否合理,在機(jī)構(gòu)其他尺寸參數(shù)不變的情況下,增大曲柄半徑,會使顎板齒面上各點的行程值增大,一方面可以提高生產(chǎn)力,另一方面也增大了機(jī)器的功耗。由于曲柄半徑的改變并不能有效地調(diào)整齒板軌跡性能值的分配,因此,只有在調(diào)整其他參數(shù)
35、仍得不到要求的行程值時,方以曲柄半徑作為設(shè)計變量。從這個意義上講,曲柄可作為設(shè)計變量,也可以按現(xiàn)有的設(shè)計經(jīng)驗確定。通常,對于復(fù)擺式顎式破碎機(jī),(22.2) (4-7)由于初定值 =15mm,則=6.827.5mm,取=12mm。5 主要構(gòu)件尺寸的確定5.1懸掛高度 懸掛高度是指曲柄支承中心到定顎板上端水平面間的垂直距離。按照結(jié)構(gòu)特點,可把復(fù)擺顎式分為三種類型,即正懸掛(>0),零懸掛(=0)和負(fù)懸掛(<0)三種結(jié)構(gòu)。懸掛高度實際上決定了動顎上端點在連桿上的相對位置。動顎上端點相對于動顎軸承中心點愈高,其水平行程值愈大且特征值愈小。因此,較小的懸掛高度不但可以增大上端點水平行程值,減
36、小特性值,而且可以降低機(jī)器高度尺寸,減輕機(jī)重。在此,采用零懸掛型設(shè)計,即=0 。5.2 破碎腔高度在鉗角一定的情況下,破碎腔高度有所要求的破碎比而定,通常,破碎腔高度 (2.252.5) ,其中為給礦口寬度(mm)通常,破碎腔的有效高度為實際腔高的0.85倍。 取 5.3 動顎長度的確定在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,當(dāng)曲柄作等速回轉(zhuǎn)時,搖桿來回擺動的速度 不同,具有急回運動的特征。連桿愈短,即=rl值愈大,則這種現(xiàn)象就愈顯著。曲柄(偏心軸)的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時間而定。因此,連桿 的長度不宜過短。通常,對于大型顎式破碎機(jī):。對于中、小型顎式破碎機(jī):。為動顎長度。經(jīng)計算取。5.4 推力板(肘
37、板)長度 當(dāng)動顎的擺動行程s和偏心距r確定后,在選取推力板長度時,對于簡擺式顎式破碎機(jī),當(dāng)曲柄偏心位置為最高時,兩個推力板的內(nèi)端點略低于兩個外端點的連線。即使角(推力板與連桿之間的夾角)近于90°,后推力板總在角度為 5°13°之間運動。推力板長度與偏心距的關(guān)系為: (5-1) 取。式中: 推力板長度的最小、最大值,mm偏心距,mm兩個推力板長度應(yīng)根據(jù)機(jī)械運動的要求來確定,二者必須一致。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的推力板長度也可參考公式(5-1)所列關(guān)系選取,通常。5.5機(jī)構(gòu)各桿長度確定圖5-1 機(jī)構(gòu)各桿長度的確定破碎腔高度 H=600mm 鉗角 =20o 偏心距 r=傳動角
38、 根據(jù)幾何關(guān)系,可估算出連桿的長度。 (5-2) 取,則支座O,C 間的垂直水平距離為: (5-3) (5-4) 機(jī)架位置參數(shù): (5-5) (5-6)在此四桿機(jī)構(gòu)中,曲柄轉(zhuǎn)動,且為最短桿,為最長桿: 則滿足周轉(zhuǎn)副條件。5.6 破碎腔的形狀破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率,動力消耗和襯板磨損等破碎機(jī)性能的重要因素。破碎腔的形狀有直線型和曲線形兩種。若兩種破碎腔的給礦口寬度,派黃口寬度,動顎的擺動行程和擺動次數(shù)均相同,礦石在破碎腔內(nèi)的流動狀態(tài)如圖5-2所示。圖中實線表示顎板閉合時的位置,虛線表示顎板后退最遠(yuǎn)時的位置。圖5-2中的許多水平線,表示礦石在陸續(xù)向下運動時所占的區(qū)域。處于水平面1上的礦石,當(dāng)動顎
39、擺到需線位置時,便下落到水平面2上。兩水平面之間的垂直距離就式破碎機(jī)在空轉(zhuǎn)行程時礦塊落下的距離。在顎板下一次的工作行程中,水平面2處的礦塊則被破碎,到空轉(zhuǎn)行程時,礦快便落到水平面3上。依此類推,礦快逐漸被破碎而粒度逐漸減小,最后通過排礦口排出去。由圖5-2a可以看到,在直線型破碎腔中,各連續(xù)水平面間形成的梯形斷面的體積向下依次遞減,況時間的空隙也逐漸減小,而棟鄂的擺動行程和牙髓里卻逐漸增大。礦石到排礦口附近的排礦速度就減慢。于是,在排礦口附近,就易發(fā)生堵塞現(xiàn)象,這是造成極其過載合襯板下段磨損嚴(yán)重的主要原因。a直線型破碎腔 b曲線型破碎腔圖52 破碎腔的形狀圖5-2b表示曲線形破碎腔,它是將固定
40、顎襯板改成曲線形,曲線是按破碎腔的嚙角從上向下逐漸減小的原則而設(shè)計的。在曲線形破碎腔中,各連續(xù)的水平面間形成的梯形斷面的體積從破碎腔的中部往下是逐漸增加的,因而況時間的空隙增大,有利于排礦。由于堵塞點上移故在排礦口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。實踐證明,當(dāng)動顎擺動行程和擺動次數(shù)相同時,曲線形破碎腔有以下優(yōu)點:1.生產(chǎn)率高,2.破碎比大,產(chǎn)品粒度均勻,過粉碎少3.破碎腔下端襯板的磨損小,延長了襯板的使用壽命4.破碎每噸產(chǎn)品的動力消耗少。綜上,本設(shè)計采用曲線破碎腔。5.7 設(shè)計參數(shù)5.7.1主軸轉(zhuǎn)速 圖5-3如圖5-3所示,b為公稱排料口,sL為動顎下端點水平行程,aL為排料層的平均嚙角。ABB1A1為腔
41、內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體,ABB2A2為排料棱柱體。破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速是根據(jù)在一個運動循環(huán)的排料時間內(nèi),壓縮破碎棱柱體的上層面(AA1)按自由落體下落至破碎腔外的高度h計算確定的。而該排料層高度與下端點水平行程SL及排料層嚙角aL關(guān)。即排料層上層面(AA1)降至下層面(BB1),正好把排料層的物料全部排出所需的時間來計算主軸的轉(zhuǎn)速。對于排料時間有不同的意見:一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)考慮破碎機(jī)構(gòu)的急回特性,即排料時間與機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點未注意到動顎下端點排料起始點與終止點并不一定與機(jī)構(gòu)的兩極限位置相對應(yīng)。另一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)按t=15/n時間對應(yīng)于主軸的四分之一轉(zhuǎn),這種假定與實際情況相差
42、甚大。根據(jù)筆者對破碎過程的實測分析,得到排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于180的結(jié)論,認(rèn)為排料時間按主軸半轉(zhuǎn)計算比較符合實際情況。由經(jīng)驗公式: r/min (5-7)式中 -給礦口寬度 m則 由理論公式: (5-8)式中 -鉗角 ( °) -動顎下端點水平行程 (cm)則 根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計經(jīng)驗,取再由理論公式 倒推出鉗角 (5-9) >>,則合理。本次設(shè)計取整為。5.7.2 生產(chǎn)能力破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指機(jī)器每小時所處理的物料的立方米數(shù)。由于生產(chǎn)能力不但與排料口尺寸有關(guān),而且與待破物料的強(qiáng)度、韌性、物料性能以及進(jìn)料口的幾何尺寸和塊度分布有關(guān),因此為同意衡量機(jī)器生產(chǎn)能力的高低,標(biāo)準(zhǔn)中
43、的生產(chǎn)能力,是指機(jī)器在開邊公稱排料口下,每小時所處理的抗壓強(qiáng)度為250MPa、堆密度為1.6 t/m的花崗巖物料立方米樹,稱為公稱生產(chǎn)能力(m/t)。參照圖4-1,在公稱排料口b時,每一運動循環(huán)的排料行程下排出的物料棱柱體AA1B1B的體積與每小時轉(zhuǎn)速60n的乘積,即可得到公稱生產(chǎn)能力Q的計算公式為: (5-10)式中 -破碎機(jī)生產(chǎn)率 t/h -主軸轉(zhuǎn)速 r/min -動顎下部的水平行程 m -破碎產(chǎn)品的平均粒徑 m,根據(jù)經(jīng)驗此處取為0.1m -排礦口寬度 m -破碎產(chǎn)品的松散系數(shù),一般0.250.70 破碎硬礦石,可取小值;破碎不太硬礦石,則取大值。 -礦石的堆積密度 一般假定 -鉗角 (
44、°) 一般取 則 復(fù)擺式顎顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率要再增加25%,則實際生產(chǎn)能力 (5-11)5.7.3 最大破碎力 破碎力在腔內(nèi)的分布情況及其合力作用點位置、大小,是機(jī)構(gòu)設(shè)計和零部件強(qiáng)度設(shè)計的重要依據(jù)。由于破碎力分布以及合力大小、作用點位置具有隨機(jī)性,用理論分析的方法將會產(chǎn)生較大的誤差,通過大量實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,再經(jīng)過理論推導(dǎo),建立實驗分析計算式是一種較好的方法,能夠近似反映出破碎力的變化規(guī)律并有較大的計算準(zhǔn)確度。 滿載破碎時破碎力的最大峰值稱為最大破碎力: (5-12)式中 -最大破碎力 N -抗壓強(qiáng)度 -有效破碎系數(shù),對中小型 =0.340.48-公稱排料口尺寸 的單位是cm. 取
45、,則 當(dāng)計算破碎力零件強(qiáng)度時,考慮沖擊載荷的影響,應(yīng)將增大50%,故破碎機(jī)的計算破碎力為: (5-13)5.7.4 功率在破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)優(yōu)化設(shè)計中,功率是一個重要的約束條件,因此必須建立破碎機(jī)功率的計算公式,下式是根據(jù)是根據(jù)最大破碎力的計算公式及實測的功率值為依據(jù),公式如下: (5-14) 式中 -計算功率 KW-最大破碎力 KN -動顎褚點水平行程平均值 mm -主軸轉(zhuǎn)速 r/min -鉗角 ( °) -機(jī)器總效率,可取 0.810.85 -等效破碎系數(shù),對中小型 =0.270.37; 根據(jù)經(jīng)驗取 , , 則 6 各個部件的受力分析計算顎式破碎機(jī)的各個零件以前,必須先求得作用
46、在各個部件上的外力。計算破碎力是確定這些外力的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)力作用分析法或圖解法即可求得各個部件上的計算載荷。圖6-1 是復(fù)擺顎式破碎機(jī)各個部分計算載荷的圖解法圖6-1復(fù)擺顎式破碎機(jī)各部件受力圖解 (6-1) (6-2) (6-3)式中: -作用在動顎軸承上的外力-作用在推力板上的外力-作用在連桿上的外力-動顎懸掛軸到破碎力作用點的距離-動顎懸掛點到推力板支撐點間的距離-當(dāng)兩顎板出與壓緊礦石狀態(tài)時,推力板 與連桿間 的夾角,取=50°顎式破碎機(jī)在工作過程中,破碎機(jī)的工作規(guī)律是比較復(fù)雜的。但一般是動顎零件開始向下逐漸增大,到動顎懸掛中心以下占動顎全長的3/4處(簡擺)、2/3(復(fù)擺)為
47、最大,再向下又逐漸減到末端為零。所以 (6-4)而,取為中間值??傻茫?(6-5) (6-6) (6-7)7主要零件的設(shè)計和校核7.1 驅(qū)動裝置選擇7.1.1 電動機(jī)的選擇電動機(jī)是系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,其中三相異步電動機(jī)應(yīng)用最廣泛。Y系列電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動機(jī),適用于不易燃、不易暴、無腐蝕和無特殊要求的機(jī)械設(shè)備尚。Y系列電動機(jī)效率高,耗電少,性能好,噪聲低,振動小,體積小,重量輕,運行可靠,維修方便。為B級絕緣,結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式,能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部。由上面計算得p=42.6kw,在選取電動機(jī)時,應(yīng)使電動機(jī)功率有一定的富裕,故選取功率為45KW的電
48、動機(jī).通常V帶傳動的傳動比i=24。所以,電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù):(24) =(24)× (7-1)查機(jī)械零件設(shè)計手冊選擇Y系列封閉式三相異步電動機(jī).同步轉(zhuǎn)速在6401280r/min之間的轉(zhuǎn)速有740r/min和960r/min.在設(shè)計中優(yōu)先選取同步轉(zhuǎn)速為740r/min的電動機(jī)。由實用機(jī)械設(shè)計手冊查得電動機(jī)的型號Y-250M-8,其主要參數(shù)如下:表2 電機(jī)主要參數(shù)額定功率滿載轉(zhuǎn)速 效率功率因數(shù)45KW740rmin 900.87.1.2 v帶的傳動設(shè)計(1)確定計算功率 查表(機(jī)械設(shè)計表87)得工作情況系數(shù),故 (7-2)(2)確定V帶的帶型根據(jù)、由圖(機(jī)械設(shè)計圖811)選用D型。(3)確
49、定帶輪的基準(zhǔn)直徑,并驗證帶速v 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表(機(jī)械設(shè)計表86和表88)得,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=355。 驗算帶速v。 (7-3) 因為,故帶速合適。 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 (7-4) 根據(jù)表(機(jī)械設(shè)計表8-8),圓整為(4) 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度根據(jù)式,計算后初定中心距。 計算帶所需的基準(zhǔn)長度 (7-5) 由表(機(jī)械設(shè)計表82)選帶的基準(zhǔn)長度。 計算實際中心距根據(jù)公式: (7-6)(5) 驗算小帶輪包角 (7-7)(6) 確定V帶根數(shù)z 計算單根V帶的額定功率由和,查表(機(jī)械設(shè)計表84a)得基本額定功率。根據(jù),和D型帶,查表(機(jī)械設(shè)計表84b)得額定功率增量。查表(機(jī)械設(shè)
50、計表85)得包角修正系數(shù),長度系數(shù),于是 (7-8) 計算V帶的根數(shù)z (7-9)根據(jù)經(jīng)驗取為4根。(7) 計算單根V帶的初拉力的最小值由表(機(jī)械設(shè)計表83)得D型帶的單位長度質(zhì)量,所以 (7-10) 應(yīng)使帶的實際初拉力。(8)計算壓軸力壓軸力的最小值為 (7-11)V帶傳動的主要參數(shù)歸納于下表(9) 大帶輪設(shè)計 表3 大帶輪基本參數(shù)名稱結(jié)果名稱結(jié)果名稱結(jié)果帶型C傳動比根數(shù)4小帶輪基準(zhǔn)徑基準(zhǔn)長度預(yù)緊力根據(jù)機(jī)械設(shè)計V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。因為此處,所以大帶輪采用輪輻式(如圖7-1)。圖7-1輪輻式帶輪如上圖,其各個尺寸為:(由偏心軸設(shè)計而定);,此處取為160mm; 式中:-電動機(jī)額定功
51、率 -電動機(jī)轉(zhuǎn)速-皮帶輪帶數(shù)。;(取,取值見表4);(由后面可知,而當(dāng)時,);表4 V型帶基本參數(shù)7.2 飛輪的設(shè)計顎式破碎機(jī)是間斷工作的機(jī)器,因而必然會引起阻力的變化,使其電動機(jī)的負(fù)荷不均,形成機(jī)械速率的波動。為了降低電動機(jī)的額定功率,且使機(jī)械的速率不致波動太大,故在偏心軸上裝上飛輪。飛輪在空行程時儲存能量,在工作行程時則釋放能量,這樣就可以使電動機(jī)的負(fù)荷均勻。飛輪重量G的計算公式: (7-12) 式中:-電動機(jī)額定功率; -飛輪的直徑,m; -考慮損失的機(jī)械效率,。 -主軸轉(zhuǎn)速; -速度不均勻系數(shù),對于小型的顎式破碎機(jī)可取。代入數(shù)值得: 飛輪的實際質(zhì)量約為理論質(zhì)量的倍。所以。 本設(shè)計飛輪與
52、帶輪設(shè)計成一個整體,即帶輪也起飛輪的作用。7.3 偏心軸的設(shè)計7.3.1 偏心軸主要尺寸的確定 (1)偏心軸的材料選擇和最小直徑估算根據(jù)工作條件,初選軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算,即: (7-13) 式中 : -電動機(jī)功率; -主軸轉(zhuǎn)速;初算軸徑時,若最小直徑軸段開有鍵槽,還要考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時,d增大,兩個鍵槽時,d增大。值由機(jī)械設(shè)計表15-3確定,取。因最小直徑處安裝大帶輪,設(shè)有一個鍵槽,則:根據(jù)經(jīng)驗取為整數(shù)。因破碎機(jī)工作時沖擊載荷比較大,又有強(qiáng)烈的震動,應(yīng)適當(dāng)增大偏心軸的直徑,故取。(2)偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 各軸段直徑的確定 :最小直徑,安裝大帶輪的外伸軸段,。 :密封處軸段,根據(jù)大帶輪的定位要求,以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(擬采用氈圈密封),。 :滾動軸承處軸段,錐套處軸段,因為工作時強(qiáng)烈震動,選擇調(diào)心軸承153624(機(jī)械設(shè)計師手冊)。 :滾動軸承處軸段,。因為工作時震動強(qiáng)烈,將引起偏心,所以設(shè)計時選擇調(diào)心滾子軸承53628,其尺寸為。:有軸承的裝配尺寸, 各軸段長度的確定 : 由大帶輪輪
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