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錘式破碎機畢業(yè)設計.zip

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目錄

摘要 ………………………………………………………………………………I
Abstract ………………………………………………………………………II
第1章緒論 …………………………………………………………………1
1.1 錘式破碎機和破碎機的分類…………………………………………1
1.1.1 錘式破碎機的分類……………………………………………1
1.1.2 破碎機的分類…………………………………………………1
1.2 錘式破碎機的優(yōu)缺點…………………………………………………1
1.2.1 錘式破碎機的優(yōu)點……………………………………………1
1.2.1 錘式破碎機的缺點 …………………………………………1
1.3 錘式破碎機的規(guī)格和型號 …………………………………………2
第2章錘式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì) ………………………………3
2.1 錘式破碎機的工作原理 ……………………………………………3
2.2 錘式破碎機的破碎實質(zhì) ……………………………………………3
2.2.1 破碎的目的和意義 .…………………………………………3
2.2.2 礦石的力學性能與錘式破碎機的選擇 .……………………3
2.2.3 破碎過程的實質(zhì) .……………………………………………4
第3章錘式破碎機的總體及主要參數(shù)設計 ……………………………6
3.1 型號為錘式破碎機的總體方案設計 ……………6
3.2 該型號破碎機的工作參數(shù)設計計算 .………………………………7
3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算 ……………………………………………7
3.2.2 生產(chǎn)率的計算 ………………………………………………8
3.2.3 電機功率的計算 ……………………………………………8
3.3 該種破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設計計算 ……………………………8
3.3.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度 …………………………………………8
3.3.2 給料口的寬度和長度 ………………………………………8
3.3.3 排料口的尺寸 ………………………………………………9
3.3.4 錘頭質(zhì)量的計算 ……………………………………………9
第4章錘式破碎機的主要結(jié)構(gòu)設計 …………………11
4.1 錘頭設計與計算 …………………………………………………11
4.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設計與計算 …………………………………………11
4.3 主軸的設計及強度計算 …………………………………………12
4.3.1 軸的材料的選擇 …………………………………………13
4.3.2 軸的最小直徑和長度的估算 ……………………………13
4.3.3 結(jié)構(gòu)設計的合理性檢驗 …………………………………13
4.3.4 軸的彎扭合成強度計算 …………………………………15
4.3.5 軸的疲勞強度條件的校核計算 …………………………20
4.4 軸承的選擇 ………………………………………………………22
4.4.1 材料的選擇 ………………………………………………22
4.4.2軸承類型的選擇 ……………………………………………22
4.4.3 軸承的游動和軸向位移 ……………………………………23
4.4.4 軸承的安裝和拆卸 …………………………………………23
4.5 傳動方式的選擇與計算（V帶傳動計算） ………………………24
4.6 飛輪的設計與計算 ………………………………………………26
4.7 棘輪的選擇 ………………………………………………………26
4.8 蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇 ………………………………………27
4.9 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關設計 ………………………………………28
4.9.1鑄造方法 ……………………………………………………28
4.9.2截面形狀的選擇 ……………………………………………28
4.9.3 肋板的布置 ……………………………………………29
第5章專題部分 …………………………………………………………30
5.1 錘頭結(jié)構(gòu)的改進問題 ………………………………………31
5.1.1改進的介紹 ……………………………………………31
5.1.2 改進的效果 …………………………………………31
5.2 延長錘頭使用壽命的研究 ………………………………… 31
5.2.1 錘式破碎機中單顆粒物料的最大破碎力研究 …… 32
5.2.2錘頭合理調(diào)配的研究與應用 …………………………34
5.2.3 錘頭材質(zhì)的選擇及改性 …………………………… 41
第6章部分零部件上的公差和配合 …………………………………… 45
6.1 配合的選擇 ……………………………………………………45
6.1.1 配合的類別的選擇 ……………………………………45
6.1.2配合的種類的選擇 ………………………………………45
6.2 一般公差的選取 …………………………………………………45
6.3 形位公差 …………………………………………………………46
6.3.1形位公差項目的選擇 ……………………………………46
6.3.2公差原則的選擇 ……………………………………………46
6.3.3形位公差值的選擇或確定 …………………………………47
結(jié)論 ……………………………………………………………………………49
參考文獻 ………………………………………………………………………51
摘要

錘式破碎機大量應用于水泥廠、電廠等各個部門，所以，它的設計有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗。其設計的實質(zhì)是，在完成總體的設計方案以后，就指各個主要零部件的設計、安裝、定位等問題，并對個別零件進行強度校核和試驗。并在相關專題中，對錘頭的壽命延長進行比較詳細的分析。在各個零部件的設計中，要包括材料的選擇、尺寸的確定、加工的要求，結(jié)構(gòu)工藝性的滿足，以及與其他零件的配合的要求等。在強度的校核是，要運用的相關公式，進行危險部位的分析、查表、作圖和計算等。并隨后對整體進行安裝、工作過程以及工作后的各方面的檢查，同時兼顧到維修、保險裝置等方面的問題，最后對兩個主要工作零件的加工精度、公差選擇進行分析，以保證破碎機最終設計的經(jīng)濟性和可靠性。

關鍵詞錘式破碎機錘頭強度公差
Abstract
Hammer type breakers are applied to such each department as the cement plant , power plant ,etc. in a large amount, so its design has an extensive prospect and experience that can be used for reference. Its design essence is, formerly after total conceptual design, a design which points each main spare part , question of installing and making a reservation etc., and carry on the intensity to check and test to the specific part, and in relevant thematic parts, analysis of comparing question that the life-span of very beginning of the hammer lengthens in detail . In the design of each spare part , should include the choice , sureness , demand processed , structure craft satisfication of the size of the material , and the demand for cooperating with other parts, etc.. When the intensity is checked , should use relevant formulae , carry on the analysis of the dangerous position, need to check form , mapping , calculation ,etc.. Then to to install , work course , work situation after predict that carries on more overall inspection whole, give consideration to the question in such respects as maintaining and safety ,etc. at the same time . Finally , choose to analyse in machining accuracy , public errand to two groundwork parts, economy and dependability that the breaker soed as to ensure is designed finally.

Key Words Hammer type breakers hammer intensity tolerance
第1章緒論
1.1錘式破碎機和破碎機的分類：
1.1.1錘式破碎機的分類：
⑴、按回轉(zhuǎn)軸數(shù)分為：單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子。
⑵、按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向分：不可逆式和可逆式。
⑶、按錘頭的排列方式分：單排式和多排式。
⑷、按錘頭在轉(zhuǎn)子上的連接方式：固定錘式和活動錘式。
1.1.2破碎機的分類：
⑴、按破碎作業(yè)的粒度要求分為：粗碎破碎機、中碎破碎機、細碎破碎機。
⑵、按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、錕式破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機。
1.2錘式破碎機的優(yōu)缺點
1.2.1錘式破碎機的優(yōu)點：
⑴、構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。
⑵、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的破碎比可達i=10～15）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過度破碎現(xiàn)象少。
⑶、工作連續(xù)可靠，維護修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。
1.2.2錘式破碎機的缺點：
⑴、主要工作部件，如：錘頭、蓖條、襯板、轉(zhuǎn)子、圓盤等磨損較快，尤其工作對象十分堅硬時，磨損更快。
⑵、破碎腔中落入不易破碎的金屬塊時，易發(fā)生事故。
⑶、含水量﹥12%的物料，或較多的粘土，出料篦條易堵塞使生產(chǎn)率下降，并增大能量損耗，以至加快了易損零部件的磨損。
1.3錘式破碎機的規(guī)格和型號
錘式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，如ф1000mm×1200mm的錘式破碎機，表示轉(zhuǎn)子的直徑D=1000mm，轉(zhuǎn)子的長度L=1200mm。常見的型號有：
不可逆式的：ф800mm×600mm，ф1000mm×800mm，ф1300mm×1600mm，ф1600mm×1600mm，ф2000mm×1200mm。
可逆式的：ф1430mm×1000mm，ф1000mm×1000mm。

第2章錘式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì)
2.1錘式破碎機的工作原理
物料進入破碎機中，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊而粉碎。破碎了的物料，從錘頭處獲得動能，以高速向機殼內(nèi)壁的襯板和篦條上沖擊而第二次破碎。此后，小于篦條縫隙的物料，便從縫隙中排出，而粒度較大的物料，就彈回到襯板和篦條上的粒狀物料，還將受到錘頭的附加沖擊破碎，在物料
破碎的整個過程中，物料之間也相互沖擊粉碎。
2.2錘式破碎機的破碎實質(zhì)
2.2.1破碎的目的和意義
⑴、目的：在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和再利用的廢料都需要用破碎機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達到單體分離，就需要用破碎機將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。磨機再將破碎機提供的原料磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠，須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在將熟料用磨機磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。
⑵、意義：在化工、電力部門，破碎粉磨機械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表面積，為縮短物料的化學反應的時間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理需用破碎機械進行破碎。因此，破碎機械在許多部門起著重要作用。
2.2.2礦石的力學性能與錘式破碎機的選擇
礦石都由許多礦物組成，各礦物的物理機械性能相差很大，故當破碎機的施力方式與礦石性質(zhì)相適應時，才會有好的破碎效果。對硬礦石，采用折斷配合沖擊來破碎比較合適，若用研磨粉碎，機件將遭受嚴重磨損。對于脆性礦石，采用劈裂和彎折破碎較有利，若用研磨粉碎，則產(chǎn)品中細粉會增多。對于韌性及粘性很大的礦石。采用磨碎較好。
常見的軟礦石有：煤、方鉛礦、無煙煤等，它的抗壓強度是2～4Mpa,最大也不超過40Mpa。普式硬度系數(shù)一般為2～4，再如一些中硬礦石：花崗巖、純褐鐵礦、大理石等，抗壓強度是120～150Mpa，普式硬度系數(shù)一般為12～15，還有硬礦石、極硬礦石，普式硬度系數(shù)一般為15～20。
可根據(jù)礦物的物理機械性能、礦塊的形狀和所要求的產(chǎn)品粒度來選擇破碎施力方式，以及與該破碎施力方式相應的破碎機械。
2.2.3破碎過程的實質(zhì)
破碎過程，必須是外力對被破碎物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生破碎。當外力對其做功，使它破碎時，物料的潛能也因功的轉(zhuǎn)化而增加。因此，功率消耗理論實質(zhì)上就是闡明破碎過程的輸入功與破碎前后物料的潛能變化之間的關系。為了尋找這種能耗規(guī)律和減小能耗的途徑。許多學者從不同的角度提供了若干個不同形式的破碎功耗學說。目前公認的有：面積學說，體積學說，裂縫學說。我們只做簡單的介紹：
1．面積學說：
1867年，Rittinger提出的，破碎消耗的有用功與新生成的物料的表面積成正比。
2．體積學說：
1874年，俄國基爾皮切夫與18885年的基克先后獨立提出，外力作用于物體發(fā)生變形，外力所做的功儲存在物體內(nèi)，成為物體的變形能。但一些脆性物料，在彈性范圍內(nèi)，它的應力與應變并不嚴格遵從虎克定律。變形能儲至極限就會破裂。可以這樣敘述：幾何形狀相似的同種物料，破碎成同樣形狀的產(chǎn)物，所需的功與她們的體積或質(zhì)量成正比。
3．裂縫學說：
1952年，Bond和中國留美學者王仁東提出的。外力使礦塊發(fā)生變形，并貯存了部分變形能，一旦局部變形超過了臨界點，則產(chǎn)生垂直與表面的斷裂口。斷裂口形成后貯存在料塊的內(nèi)部的變形能就釋放，裂口擴展成新的表面。輸入功一部分轉(zhuǎn)化為新的生成面的表面能，另一部分因分子摩擦轉(zhuǎn)化為熱能釋放。所以，破碎功包括變形能和表面能。變形能和體積成正比，表面能和面積成正比。
三個學說各有一定的適用范圍，Hukki實驗研究表明：粗碎時，體積學說比較準確，裂縫學說與實際相差很大。細碎時，面積學說比較準確，裂縫學說計算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細碎之間的較寬的范圍，裂縫學說較符合實際。只要正確的運用它們，就可以為分析研究破碎過程提供理論根據(jù)和方法。
第3章錘式破碎機的總體及主要參數(shù)設計
3.1型號為錘式破碎機的總體方案設計
本次設計的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破碎機，型號為pc- 800 00。由機殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。
1.機殼由上機體、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連結(jié)成一體，上部開有進料口,內(nèi)部鑲有高錳鋼襯板，磨損后可以更換，機殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴重，為了防止漏灰，設有軸封。機殼下部直接安放在混凝土基礎上，并用地腳螺栓固定。為了便于檢修、調(diào)整和更換蓖條，下機體的前后兩面都開有一個檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對稱的開有檢修孔。
2.轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸等組成，圓盤上開有6個均勻分布的銷孔，通過銷軸將6 8個錘頭懸掛起來。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個滾動軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運動中儲存一定的動能，避免破碎大塊物料時，錘頭的速度損失不致過大和減小電動機的尖峰負荷，在主軸的一端還裝有一個飛輪。
3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強度。通常斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。
4.打擊板有兩塊，折線型。一個可以調(diào)整，一個是固定的。調(diào)整的一個靠的是安裝在箱體上的螺桿裝置。
5.錘頭是主要的工作部件。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對破碎機的生產(chǎn)能力有很大的影響。因此，根據(jù)不同的進料尺寸來選擇適當?shù)腻N頭質(zhì)量。要破碎中等硬度的物料，可以采用如圖3-1所示的形狀。
錘頭用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高耐磨性，有的錘頭表面涂上一層硬質(zhì)合金，有的采用高鉻鑄鐵。
6.蓖條的排列形式是與錘頭的運動方向垂直的。與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀，合格的產(chǎn)品通過蓖縫排出。其斷面形狀為梯形，常用錳鋼鑄成。蓖條多為一組尺寸相等的鋼條。安裝時，插入蓖條架上的凹槽，兩蓖條之間用墊片隔開。截面形狀用梯形。
7.蓖條和錘頭間隙用凸輪裝置調(diào)整（通過棘輪帶動凸輪）。
8.給定的原始數(shù)據(jù)是：
（1）破碎能力為20到30噸。
（2）破碎機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900和1100 之間
（3）破碎機的最大物料給料粒度為：小于150
（4）破碎機的最大排料粒度不能超過：10
（5）破碎機的物料容許濕度小于9%。
（6）破碎機的破碎程度為：中、細。
（7）破碎機的應用場所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。
（8）破碎機的破碎對象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料
3.2 該型號破碎機的工作參數(shù)設計計算
3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算
錘式破碎機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計算，錘頭的圓周速度根據(jù)被破碎物料的性質(zhì)、破碎產(chǎn)品的粒度、錘頭的磨損等因素來確定。
按公式
來計算。
式中 ── 錘頭的圓周速度（m/s）
── 轉(zhuǎn)子的直徑（m）
一般中小型破碎機轉(zhuǎn)速為750到1500 ，圓周速度為25到70 ，速度越高，產(chǎn)品的粒度越小。錘頭及襯板、蓖條的磨損越大。功耗增加。對機器零部件的加工、安裝精度要求隨之提高。在滿足其粒度要求的情況下，圓周速度應偏低選取。
3.2.2 生產(chǎn)率的計算
生產(chǎn)率與錘式破碎機的規(guī)格、轉(zhuǎn)速、排料蓖條間隙的寬度、給料粒度、給料狀況以及物料性質(zhì)等因素有關。一般采用經(jīng)驗公式：

式中 Q── 生產(chǎn)率( )
── 物料的密度( )
── 經(jīng)驗系數(shù)
因為該型號的破碎機破碎的是中、硬物料。取值在30到45之間。
3.2.3 電機功率的計算
電機功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破碎比和生產(chǎn)率。目前，尚無一個完整的計算公式，一般根據(jù)實踐經(jīng)驗和實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗公式進行計算：

系數(shù) 取值在0.1到0.15之間。
3.3 該種破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設計計算
3.3.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度：
錘式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，所以轉(zhuǎn)子的直徑D=800mm，轉(zhuǎn)子的長度L=800mm 。
3.3.2給料口的寬度和長度：
錘式破碎機的給料口的長度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度B 2 。
3.3.3排料口的尺寸
該尺寸由蓖條間隙來控制，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來決定。對該破碎機來說，產(chǎn)品的平均粒度為間隙的1/5到1/3。
3.3.4錘頭質(zhì)量的計算：
因為鉸接在轉(zhuǎn)子上，所以正確選擇錘頭質(zhì)量對破碎效率和能耗都有很大影響，如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若選得過大，無用功耗過大，離心力也大，對其他零件會有影響并易損壞。
根據(jù)動量定理計算錘頭質(zhì)量時，考慮到錘頭打擊物料后，必然會產(chǎn)生速度損失，若損失過大，就會使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒。降低生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后出現(xiàn)偏倒，能夠通過離心力作用而在下一次破碎時物料很快恢復到正確工作位置。所以，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。一般允許速度損失40%到60%（根據(jù)實踐經(jīng)驗）即：

式中 ── 錘頭打擊物料后的圓周線速度(m/s)
── 錘頭打擊物料前的圓周線速度(m/s)
若錘頭與物料為了彈性碰撞。且設物料碰撞之前的運動速度為0，根據(jù)動量定理，可得：
(3-1)
由上式可知，
式中 ── 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量(kg)
── 最大物料塊的質(zhì)量(kg)
綜上所述，
但是，只是錘頭的打擊質(zhì)量。實際質(zhì)量應根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動順序和錘頭的轉(zhuǎn)動慣量求得，

式中 ── 錘頭打擊中心到懸掛點的距離(m)
── 錘頭質(zhì)心到懸掛點的距離 (m)
錘式破碎機畢業(yè)設計 ...

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