立轴冲击破碎机毕业设计说明书.pdf

word 文档 可自由复制编辑 本科毕业设计说明书 题 目：立轴冲击破碎机动力箱 及落料腔的结构设计 院（部）：机电学院 专 业：机械工程及自动化 班 级：机械 091 姓 名：学 号：指导教师：完成日期：word 文档 可自由复制编辑 目 录 摘要.III ABSTRACT.IV 第一章 绪论.1 1.1国民内外破碎设备的研究状况及发展趋势.1 1.1.1 破碎机的分类.2 1.1.2 破碎机的发展趋势.4 1.2立轴冲击破碎机概况.5 1.2.1 立轴冲击破碎机的国内外现状.5 1.2.2 立轴冲击破碎机的特点.6 1.2.3 立轴冲击破碎机的发展趋势.6 1.3本课题的研究内容和意义.7 1.4设计要求.8 1.5本次设计的重点、难点.9 第二章 立轴冲击破碎机的方案设计.10 2.1立轴冲击破碎机的总体方案设计.10 2.1.1 立轴冲击破碎机的总体方案设计.10 2.1.2 工作原理.10 2.1.3 设计特点.11 2.2传动方案的设计及方案论证.11 2.3组成构件的设计.12 第三章 立轴冲击破碎机动力参数的计算.13 3.1立轴冲击破碎机功率计算.13 3.1.1 工作载荷的确定.13 3.1.2 电机功率的确定.14 3.2电动机的选择14 第四章 立轴冲击破碎机主轴参数计算.16 第五章 带传动的设计计算.17 第六章 立轴冲击破碎机动力箱及破碎腔的机构设计.19 6.1主轴的结构设计.19 word 文档 可自由复制编辑 6.1.1 概述.19 6.1.2 主轴的结构方案拟定.19 6.1.3 轴上零件的装配方案.19 6.1.4 主轴上零件的定位方式.20 6.2轴承的确定.21 6.2.1 概述.21 6.2.2 立轴冲击破碎机主轴的轴承选择.21 6.2.3 立轴冲击破碎机主轴轴承的润滑和密封.22 6.3主轴与转子及主轴 V 带轮的连接.22 6.4落料腔的结构设计.22 第七章 立轴冲击破碎机参数的校核.24 7.1立轴冲击破碎机主轴的校核.24 7.2立轴冲击破碎机螺栓的校核.25 7.3立轴冲击破碎机轴承寿命的校核.26 7.3.1 推力轴承的寿命计算.26 7.3.2 滚动轴承的寿命计算.27 第八章 安装与试车.28 8.1安装.28 8.1.1 机架的安装.28 8.1.2 主轴的安装.28 8.1.3 转子和上筒体的安装.29 8.1.4 机盖的安装.29 8.1.5 电动机的安装.29 8.2 试车.30 8.2.1 空裁试车.30 8.2.2 有载试车.30 结论.31 谢 辞.32 参考文献.33 word 文档 可自由复制编辑 摘 要 针对目前建筑工业中建筑砂的需求，为了改善对玄武岩粉碎的制砂设备，结合实际情况提出并设计了一种出料粒度小于 5mm的立轴冲击式破碎机的动力箱和出料腔。以简洁的方式实现制砂工艺，在节约能耗的基础上提高物料粉碎的水平。本课题设计的立轴冲击破碎机应用物料与衬板冲击原理，可实现玄武岩的制砂粉碎。主要由底座、电机、动力传递部分、动力箱、落料腔、受料仓等零部件组成。本文首先对立轴冲击破碎机的总体结构进行设计，并选择了合理的总体方案，部分组件、驱动和传动方案。其次，对机械系统进行了成本核算；对主轴箱结构、安装方式进行了设计，并进行了校核；选择了合适电动机及驱动器；选择了合适的轴承等。最后，对立轴冲击破碎机的破碎原理进行了叙述。关键词：玄武岩；立轴冲击式破碎机；动力箱；落料腔；制砂 word 文档 可自由复制编辑 ABSTRACT word 文档 可自由复制编辑 第一章 绪 论 1.1 国民内外破碎设备的研究状况及发展趋势 第一代的破碎机械是在蒸汽机和电动机等动力机械逐渐完善和推广之后相 继创造出来的。1806年出现了用蒸汽机驱动的辊式破碎机，1858年美国的布 莱克发明了破碎岩石的颚式破碎机。1878 年美国发展了具有连续破碎动作的旋 回破碎机其生产效率高于作间歇破碎动作的颚式破碎机，1895 年美国的威廉发明能耗较低的冲击式破碎机。美国人 E.W.布莱克设计制造的世界上第一台颚式破碎机。其结构 形式为双肘板式简单摆动式颚式破碎机。由于颚式破碎机具有结构简单、制 造容易、工作可靠、维护方便体积和高度较小等优点。至今仍然被广泛应用于破碎坚硬、中硬、软质矿石和各种物料如各种矿石、溶剂、炉渣、建筑石料、大理石等。通常使用的颚式破碎机的破碎机 46mm，而小型颚式破碎机有时可达到 10mm。大、中型破碎机的给料力度可达 10002000mm 其产品粒度可达 20250mm 小型破碎机和新型细碎用颚式破碎机所得产品可以更细一些。颚式破碎机即可用于粗碎作业也可用于中、细作业。特别是被用于井下破碎作业和中、小型移动式破碎装置。锤式破碎机的设计简单、工作可靠和能破碎坚硬物料等优点而被广泛应用于选矿、建筑材料、硅酸 盐和陶瓷等工业部门。到二十世纪八十年代每小时破碎八百吨物料的大型颚式破碎机的给料粒度已达 1800 毫米左右。我国破碎机械制造业总体规模已进入国际生产大国行列但总体竞争和发展后劲仍无法与发达国家相抗衡目前国内高端用户和出口产品配套的基础零部件主要依靠进口随着出口贸易磨擦的加大势必要受到国外竞争对手和供应商的制约。因此破碎机械今后振兴发展的重心应放到基础技术和基础部件上来提高主自开发水平。大型机械设备其中锤式破碎机、破石机、颚式破碎机、大型磨粉机等设备已经远销哥伦比亚、美国、沙特等地区取得了客户的好评特别是制砂机碎石机设备得到了外商的大力赞赏。目前我国破碎制造行业市场非常广泛包括化工、矿山、建筑、水利、冶金、煤矿、玻璃等各个行业。在中国最重要的应用领域是水泥行业、铺路和矿山应用在这两个行业的破碎机各约占整个行业的 30%word 文档 可自由复制编辑 左右。目前国际上各国对破碎机的发展抱有较大期望同时也取得了一定的成效。尤其是美国、日本、德国在破碎机的研究开发与利用已经达到了一个较高的水平。破碎机广泛应用于资源开采、工程机械、城市建设、材料分解等多项领域涉及包括化工、矿山、建筑、水利、冶金、煤矿、玻璃等各个行业。国内近几年由于经济的稳定快速发展、以及西部大开发的深入进行对破碎机的需求大量增加。另一方面，随着国家继续扩大内需基础设施建设步伐的加大这就带动了破碎机的的蓬勃发展。但是一定程度上我们对破碎机的研究开发与利用还远没有达到预期的效果破碎技术的水平相对有限。为了进一步提高破碎水平生产出就有高质量和高技术含量的破碎机尽快缩小与国外先进水平的差距我们不得不对破碎机进行更加深入的研究。1.1.1 破碎机的分类 破碎机是指排料中粒度大于三毫米的含量占总排料量 50以上的粉碎机械。破碎作业常按给料和排料粒度的大小分为粗碎、中碎和细碎1。根据破碎机的原理不同，常见的破碎机有颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、复合式破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机及立轴冲击式破碎机。颚式破碎机介绍：颚式破碎机广泛应用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门，破碎抗压强度不超过 320 兆帕的各种物料。反击式破碎机介绍：反击式破碎机(反击破)能处理粒度不大于 120-500 毫米、抗压强度不超过 320兆帕的各种粗、中、细物料矿石、岩石（花岗岩、石灰石、混凝土等），广泛用于水电、高速公路、人工砂石料、破碎等行业。该系列反击式破碎结构独特、配备高铬板锤、独特的反击衬板；适合硬岩破碎、高效节能；，排料粒度大小可调，能简化破碎流程，而且具有破碎比大、破碎效率高、产品形状呈立方体、可选择 性破碎等优点。锤式破碎机介绍：锤式破碎机系列产品适用于破碎各种中等硬度和脆性物料，如石灰石、煤、盐、白亚、石膏、明矾、砖、瓦、煤矸石等。被破碎物料的抗压强度不超过 150 word 文档 可自由复制编辑 兆帕。该机主要用于水泥、选煤、发电、建材及复合肥等行业，它可以把大小不同的原料破碎成均匀颗粒，以利于下道工序加工，机械结构可靠，生产效率高，适用性好。复合式破碎机：广泛应用于各种矿石、水泥、耐火材料、铝矾土熟料、金刚砂、玻璃原料等高硬、特硬物料的中、细碎领域。在机制建筑砂、石料以及各种冶金矿渣的破碎中更是得到普遍使用，与其它类型的破碎机相比产量功效高。旋回式破碎机：旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动，对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用，粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械。装有破碎锥的主轴的上端支承在横粱中部的衬套内，其下端则置于轴套的偏心孔中。轴套转动时，破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动它的破碎动作是连续进行的，故工作效率高于颚式破碎机。到 70 年代初期，大型旋回破碎机每小时已能处理物料 5000 吨，最大给料直径可达 2000 毫米。圆锥破碎机介绍：圆锥破碎机广泛用于矿山行业、冶金行业、建筑行业、筑路行业、化学行业及硅酸盐行业，适用于破碎坚硬与中硬矿石及岩石，如铁矿石、石灰石、铜矿石、石英、花岗岩、砂岩等。双辊式破碎机介绍：出料粒度的调节：两辊轮之间装有楔形或垫片调节装置，楔形装置的顶端装有调整螺栓，当调整螺栓将楔块向上拉起时，楔块将活动辊轮顶离固定轮，即两辊轮间隙变大，出料粒度变大，当楔块向下时，活动辊轮在压紧弹簧的作用下两轮间隙变小，出料粒度变小。垫片装置是通过增减垫片的数量或厚薄来调节出料粒度大小的，当增加垫片时两辊轮间隙变大，当减少垫片时两辊轮间隙变小，出料粒度变小。齿辊式破碎机介绍：齿辊式破碎机是参照美国岗拉克破碎机的结构原理自行设计研制的新产品。本机具有体积小，破碎比大（5-8），噪声低，结构简单，维修方便的优点,生产率高（比我国现在 2PGC 齿辊式破碎机生产率高 1-2 倍），被破碎物料粒度均匀，word 文档 可自由复制编辑 过粉碎率低，维修方便，过载保护灵敏，安全可靠等特点。立轴式冲击破碎机介绍：立轴式破碎机是利用高速运动的物料相互自行破碎及物料之间摩擦而粉碎，适宜于特硬、中硬及磨蚀性物料的粗碎与细碎作业。立轴破碎机工作时，矿石经给料斗进入冲击破碎机内，分别通过分料器中心入料管进入叶轮，当物料进入高速旋转的叶轮后，在叶轮内被迅速加速，其加速度可达数倍以至数百倍的重力加速度，然后以每 70100m/s 的速度从叶轮流道抛射出去，首先与自由落体进入涡动破碎腔内叶轮外侧的物料冲击而破碎，并一起冲击到涡动破碎腔内物料床层上，被物料床层反弹斜向上冲刺到涡动破碎腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕，这样，一块物料在涡轮破碎腔内受到两次以至多次的冲击破碎作用。在整个破碎过程中，物料是相互自行冲击而破碎，不与金属元件直接接触。由于从叶轮流道发射出去的物料斜向圆周冲击，形成物料在涡动破碎腔内物料床层上的旋转运动，产生物料之间的涡动磨碎作用，物料之间由于冲击摩擦而粉碎，被破碎的物料由排料口排出。破碎类型：破碎分为粗碎、中碎、细碎和微碎（如表 1.1 所示）。表 1.1 评定各种石质破碎材料的范围表 破碎范围 原始材料/破碎产品/粗碎 10001200 100300 中碎 100300 3070 细碎 3050 1030 微碎 110 0.1 1.1.2 破碎机的发展趋势 矿山破碎机械装备是矿石破碎生产的重要工具，是提高劳动生产率、降低破碎成本、减轻劳动强度的重要手段。综观目前国内外物料破碎行业发展状况可知，矿山破碎机械装备的发展趋势大致可分为三个方面：a.向大型化方向发展 近年来，世界矿石破碎工业发展的动向之一是大型化。各国都在致力于开发大型化的设备及其应用技术，因为大型破碎厂能降低生产成本，减少能耗，提高 word 文档 可自由复制编辑 劳动生产率，特别是日产 5000t 熟料的水泥厂经济效益特别显著。b.向自动化方向发展 破碎厂的自动化程度是衡量破碎工业现代化的标志之一，自动化技术的应用利用提高主机产量和设备运转率，降低热耗，提高劳动生产率。c.向节能化方向发展 从生产工艺上看，这种能源消耗可分为两部分：一部分是消耗燃料多的熟料烧成系统；一部分是消耗电能多的原料和熟料的粉磨系统。因此，各国都在积极开发节能降耗的破碎成套设备。磨前破碎正是向节能方向发展的一个重要路口，也正是破碎设备发展的必经之路。1.2 立轴冲击破碎机概况 立式破碎机是世纪八十年代推出后即成为以破代磨的热销破碎机产品，作为细碎破碎机，平均出料粒度34mm，90%为细粉状，使球磨机的入料粒度降低，产量提高了 20%30%。经过二十多年的发展和演变，立式破碎机从第一代到第五代，由单一的打击破碎演变成冲击反击破碎，锤头的使用寿命比老式破碎机提高了四倍以上。立式破碎机的代表产品立轴冲击式破碎机，被广泛应用在铁矿、金矿、水泥、玻璃、陶瓷、电力、钢铁行业的物料细碎工程，用在破碎的第三个环节，可破碎的粒度5mm。立轴冲击破碎机工作时，物料由受料仓进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的转子中，在转子内被迅速加速到较大速度后从转子三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周落下的一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到破碎腔内物料衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到破碎腔的顶部，改变运动方向，偏转向下运动，从转子流道发射出来的物料形成连续的物料幕。这样一块物料在破碎腔内经过多次破碎作用，被破碎的物料由下部落料腔排出。在整下破碎过程中，物料相互自行冲击破碎，不与金属元件直接接触，而是与物料衬层发生冲击、磨擦而粉碎，这样就延长了机械使用寿命，提高了破碎效率。1.2.1 立轴冲击破碎机的国内外现状 根据国家重点支持能源、交通和原材料等基础工业发展的产业政策，矿山机 word 文档 可自由复制编辑 械作为这些基础工业的支柱应优先得到国家的重点支持，以得到进一步发展和提高，为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更多的具有国际先进水平的优质、高效破碎机、磨粉机、制砂机设备，满足国民经济发展对能源和原材料的需要。矿山机械主要包括破碎机、制砂机和磨粉机，破碎机是整个矿石破碎工艺中最主要的环节，也是衡量矿山机械制造业实力的重要标志。矿山机械是技术含量和集成化很高的装备，新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来，随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步，每一轮产品都有新的技术注入，零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快，尤其是大型矿山机械的开发，无成熟的经验可借鉴，而又不允许设计中出现任何失误，因此必须借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力。矿山机械和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。1.2.2 立轴冲击破碎机的特点 目前，立轴冲击式破碎机是在世界上被广泛应用于替代锥碎机、对辊机、球磨机的机型，得到用户的青睐。这与它具备的特点不可分的：1结构简单、新颖、独特，运转平稳；2能量消耗小、产量高、破碎比大、破碎效率高；3具有细碎、粗磨、整形功能，产品呈立方状，堆积密度大；4生产过程中，石料能形成保护层，机身无磨损，经久耐用；5破碎腔内的物料自衬和落料腔内的衬板结构，大幅度减少磨损件费用和维修工作量，它们体积小、重量轻、便于更换配件；6通过非破碎物料能力强，受物料水份影响小，含水量可达8%；7可破碎中硬、特硬物料（如刚玉、烧结铝钒土等）；1.2.3 立轴冲击破碎机的发展趋势 伴随着沙石产品渐渐成为建设工程中的重要材料，建筑用砂的需求推动了制砂设备的发展，沙石从以前大粒度到现在的多粒度，不同的破碎机起着不同的作用。其中立轴冲击破碎机所具备灵活的机械性能，好的耐磨材料和零件设计，以及更有效的粉尘控制系统等，正推动破碎机第四级前进的步伐。但是设备的缺点是给料粒度受到限制，因此不能被用于初破，通常用于二次破碎。矿石矿石破 word 文档 可自由复制编辑 碎机在设计上 其破碎率要比矿石金属破碎机低，在采矿中其主要被用于料石的碎阶段，立轴冲击破碎机是采石场中对石料进行破碎及整形的一种设备。但是，近 20 年立轴式冲击破碎机的生产厂家有了很大的发展。通过不断的更新换代现在的立轴冲击破碎机的主要优势慢慢的体现出来主要表现在：（一）立轴冲击破碎机底部驱动，重量较轻，结构紧凑，非常便于在现有的或新的工作流程中进行安装。（二）能生产出成形好各种粒度的高质量产品而且生产效率高，已广泛应用于采矿和水泥等工业部门。型的立轴式冲击破碎机，具有灵活的机械性能，好的耐磨材料和零件设计，以及更有效的粉尘控制系统等。（三）落料仓壁材料，有特殊材料制成，耐磨性好。（四）本机把原料分成两股，以减少物料的堆积，以低能耗获得高的生产能力。（五）合理的板锤结构，具有装卸快、自行调节进料的多少。多换位等优点，可大缩短换板锤的时间。（六）以新的制造技术，研制成功一种高耐磨性、高韧性的铬、钼、钒合金材质，解决了硬物料的破碎性难题。大大提高了板锤的使用寿命。纵观现实社会的发展，机械设备的发展正朝着大型机械化方向发展。机械自动化发展的程度是衡量一个公司现在化水平的标志之一，应用自动化可以减少不必要的人力浪费，保证产品的质量，提高产品产量降低能源的消耗，说以机械设备正朝着自动化方向发展。现在各国都在积极的开发低能耗水泥生产设备。1.3 本课题的研究内容和意义 经济的不断发展，社会的不断进步，自然砂却日益减少。现在越来越多的人们要求在满足国民经济发展的同时，也要向着绿色环保之路发展。从而使得破碎机的用途和使用范围越来越广，特别是立轴冲击式破碎机在工业和建筑上的应用，也更加的明显和不可缺少。目前，立轴冲击式破碎机在工程领域，是机制砂、垫层料、沥青混凝土和水泥混凝土骨料的理想生产设备，立轴冲击式破碎机的性质是可以在各种矿石细破设备中起着不可替代的作用，是目前最行之有效、实用可靠的碎石机械；在矿业领域，立轴冲击式破碎机广泛地应用于磨矿前段工艺，它可以产生大量的粉矿，word 文档 可自由复制编辑 减少高成本的磨矿负荷。改革开放 40 年以来，我国立轴冲击式破碎机行业引进、消化并吸收国外先进技术，从产品开发由仿制型向自主创新型转变，经济的运行也由粗放型向效益型转变；我国矿山机械行业在国际矿山工程建设中正在发挥越来越大的作用；在我国基础工业和基础建设大发展的带动下，立轴冲击式破碎机市场需求旺盛，从而促进了整个破碎机行业的技术进步，涌现了一批具有自主知识产权的重大新产品。立轴冲击式破碎机有以下优点，结构简单，造价低廉，运转平稳，高效节能，叶轮及涡动破碎腔内的物料自衬大幅度减少了磨损件费用和维修工作量，有效地解决了玻璃等原料破碎过程中的“铁污染”问题和钢渣破碎过程中的“卡钢”问题，巧妙的内部气流自循环消除了粉尘弥散。社会的进步，对制砂行业也提出了新的要求和期望，所以，冲击式破碎机在以后的发展创新上也要与时俱进。面向国家经济建设重大需求，企业要以科学发展观为指导，实现国民经济可持续发展。本课题主要针对立轴冲击破碎机的动力箱和落料腔进行结构设计计算，主要解决玄武岩的破碎问题，使一定密度的原料在经过破碎腔后获得一定的粒度，通过详细的设计计算完成冲击破碎机在工作效率和使用可靠性上的最优化。希望在自己的求知心和老师的指导使自己掌握破碎机的原理、功能及设计方法、思路。使自己通过系统的完成本次设计的过程中成长更多学到更多。1.4 设计要求 立轴冲击破碎机是采石场中对石料进行破碎及整形的一种设备。要求针对这一形式的破碎机，对它的动力传递部分-主轴箱及落料腔部分进行结构设计。立轴冲击破碎机的生产工况：玄武岩整形，破碎前石料密度：1.8 吨/m3 入料粒度:5cm 入料通过量:380 吨/小时 转子的回转速度：1400r/min-1800r/min 主轴要求:回转精度尽量高些，与转子的配合对中性要好，寿命长。主轴箱周边的腔体能实现顺畅的落料，并具有良好的耐磨性。word 文档 可自由复制编辑 1.5 本次设计的重点、难点 关键问题：1、立轴冲击破碎机的总体结构设计；2、动力传递部分-主轴箱及落料腔部分的结构设计；3、主轴的精度要求设计：回转精度尽量高些，与转子的配合对中性要好，寿命长。4、驱动电机的选择计算，转子回转速度:1400r/min-1800r/min；其中：动力传递部分-主轴箱及落料腔部分的结构设计是本次设计的重点难点。word 文档 可自由复制编辑 第二章 立轴冲击破碎机的方案设计 2.1 立轴冲击破碎机的总体方案设计 2.1.1 立轴冲击破碎机的总体方案设计 765421 1 主轴 2 进料口 3 破碎腔 4 转子 5 传送带 6 电机 7 落料腔 图 2-1 立轴冲击破碎机的结构简图 图 2-1 是立轴冲击破碎机的总体设计结构简图，它的主要组成部分有 1 主轴2 进料口 3 破碎腔 4 转子 5 传送带 6 电机 7 落料腔等，整个机器呈对称分布，设计时务必使结构简单紧凑。2.1.2 工作原理 如上图 2-1所示，电动机 6 通过皮带 5 及皮带轮将动力传递给主轴 1，主轴通过推力滚子轴承和键将动力传递给转子 4，转子开始旋转。物料落入进料斗 2，经环形孔落下，被分料板分成两股料，一股经分料盘进入高速旋转的甩轮，另一股从分料盘四周落下。进入甩轮的物料，在甩轮内被迅速加速，其加速度可达数十倍重力加速度，然后高速从甩轮内射出，首先同由分料器四周自由落体的另一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡流腔内涡流衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡流腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，又与从叶轮流道 word 文档 可自由复制编辑 发射出来的物料撞击形成连续的物料幕。这样，一块物料在涡流破碎腔内收到两次至多次几率撞击、摩擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出，进入落料腔 7。2.1.3 设计特点 为满足破碎机的工作的需要和设计要求，整个设计具备如下的结构和功能特点：立轴冲击破碎机的主轴总成安装在底座上，用以传递电动机经由三角皮带传来的动力及支撑叶轮旋转运动。主轴总成由轴承座、主轴、轴承等组成。传动轴的主轴承选择圆柱孔调心滚子轴承推力调心滚子轴承配置。推力调心滚子轴承可承受轴向重载荷并且适用于相当高的转速，也可以承受径向载荷，以保证传动轴装置可承受设备工作时所产生的冲击和振动，圆柱孔调心滚子轴承具有高承载能力。且轴向可以相对移动!以解决因温度变化而产生的轴向伸缩问题和安装轴承的间隔误差。在动力传递中采用双电机驱动的方式，这样既平衡了主轴的受力情况，延长了主轴及轴承的使用寿命，又能为破碎工作提供充足的动力。在电动机和工作主机的位置布置方面，设计中将电动机的支撑结构与主机隔离开，主机则通过橡胶减振垫安装在支撑结构上，从而大大降低了振动水平，改善了工作状况。轴承套内设置三组不同深度的润滑油管分别为径向轴承和推力轴承提供润滑脂，保证轴承的润滑状况良好，采用迷宫式的密封槽、毡圈、O 形密封圈等密封方式，延长轴承的使用寿命。轴承箱和转子之间的装配采用锥形套座，保证了转子的对中性，减小转子运行中的振动，延长轴承箱的使用寿命。带轮也采用内外锥配合的装配方式，保证带轮具有良好的回转精度。在落料腔的轴承座支承肋板上安装机座衬板，减小下落物料对支承肋板的磨损，在落料腔的内壁上安装防粘低阻力高分子材料衬板，保证物料顺利地排出落料腔，并能起到减少对落料腔内壁磨损的作用，延长使用寿命。2.2 传动方案的设计及方案论证 传动机构是把电机的旋转转化成转子的高速旋转运动，传动方案：word 文档 可自由复制编辑（1）链传动；（2）带传动。传动方案论证：链传动的特点:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力。能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作。和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小。传递效率较高,一般可达 0.950.97。链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象。安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等.。带传动(皮带传动)特点:结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合。传动平稳无噪声,能缓冲、吸振。过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用。不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等。本次设计为矿山破碎机械由于破碎物料的硬度、粒度存在很大差异，传动过程中可能会出现转子的过载卡死现象，损坏传动链，又动力传递不需要精确的传动比，综合考虑选择带传动是合理的。2.3 组成构件的设计 （1）入料仓结构的设计：溢料口的位置在受料斗上应等分分布，保证通过溢料口落下的料到达最好的位置。当物料进入物料仓时，一部分物料从入料口进入破碎腔，另一部分从溢料口进入破碎腔。从入料口进入破碎腔的落入转子中由抛料盘抛出，形成高速运动与从溢料口自由落下的粒子相撞击破碎。（2）皮带的张紧系统的设计：利用马达液压调节装置对皮带的张紧程度进行调节。正确的张紧力是保证皮带长期使用的重要因素。张紧力太小会导致皮带打滑和皮带轮快速磨损，效率低下。张紧力太大会导致皮带、轴承和轴的过度应力。为了确保维护程序无故障和快速运行，破碎机配备了马达液压调节装置。（3）底座的设计：通过强度校核和刚度的对称性对底座进行设计。其中要考虑底座的减震性，防止破碎机的剧烈震动。（4）入料口的设计：液压系统控制入料口的大小，其中液压调节系统是由一个手动液压泵和双向控制阀组成。增大入料口的大小，增加转子的进料量；减小入料口的大小则减少转子的进料量。word 文档 可自由复制编辑 第三章 立轴冲击破碎机动力参数的计算 动力参数的计算包括电动机的选定和带传动的设计计算。在选择和计算过程中，电动机要根据电源（交流或直流）、工作条件（温度、环境、空间尺寸等）、载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择；设计传动时，应检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系，例如小带轮外圆半径是否大于电动机中心高，大带轮外圆半径是否过大造成带轮与机器底座相干涉等。3.1 立轴冲击破碎机功率计算 3.1.1 工作载荷的确定（1）已知条件：主轴的转速 n1=1400r/min 1800r/min，入料通过量是380t/h。（2）估算量：转子总重量 m1kg280,主轴总重量 m2330,其它总重量m3500；转子直径mmd10001（取 r1=500mm）。(3）立式冲击破碎机转子对物料的冲击力 F1 rvkmF48.2/)1(21 m-喂料块的平均质量，kg v-转子外侧圆周速度，m/s k2-物料弹性恢复系数 r-喂料块的外径，m(玄武岩：破碎前石料密度=1.8 吨/m3,粒度 0.04m，转子回转速度1400r/min)石料的体积 3533103.302.014.33/43/4mrV 石料质量 kggvm59.0103.38.9108.153 平均质量=0.3kg 转子外侧圆周速度smrnv/3.7360/2 又取 k2=0.7,r=0.02mm 所以，冲击力 F1：word 文档 可自由复制编辑 NrkmF7.59302.048.2/3.737.013.048.2/121(4)物料对转子的作用力矩M 01308.1)2.11(5.1dFkdFMf (4.2)(其中 k3-载荷系数 取 k3=1.5 d0-物料对打击板作用力分布中心所在的直径，计算时近似取打击板中心所在的直径，取d0=1m)因为有摩擦力的影响，所以用摩擦影响系数kf1.3 来修正上式 NFdkkMf20837.5933.15.18.18.1103 3.1.2 电机功率的确定(1)立轴冲击破碎机的计算功率 )9550/(MnN kw n-转子转速，r/min=传动系统效率，21 1-三角带传动效率，1为 0.94-0.97，取为1=0.95 2-支撑轴承工作效率，2=0.97）9215.097.095.021 kwMnN3319215.09550/20831400)9550/(2)由于实际情况与推导公式有差异，用系数1.1kd进行修正，则电机的负载功率 Ns 为：kwNkNdS3643311.1 3.2 电动机的选择 电动机类型的选择：根据工厂用电一般为 380V 三相交流电的条件下，采用三相异步交流电动机。Y 系列异步电动机是按照国际电工委员会（IES）标准设计的，具有国际互换性的特点。其中 Y 系列（IP44）电动机为一般用途全封闭子 word 文档 可自由复制编辑 扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑其它杂物侵入电机内部之特点，B 级绝缘，工作环境不超过+40，相对湿度不超过 95%，海拔高度不超过 1000m，额定电压为 380V，频率为 50HZ。另外还具有外形小、重量轻、效率高、温升低、使用方便、运行可靠易于检修等优点。根据工作机所需的功率及各传动零件的传动效率，计算出所需的输入功率，合理选择电机的型号：电机型号：Y315L-4 额定功率：pd=160KW 满载转速：nm=1490r/min 堵转转据：1.8 最大转矩：2.2 电 流：289A 功率因数:0.89 堵转电流：6.8A 外形尺寸：1 340 899 865 word 文档 可自由复制编辑 第四章 立轴冲击破碎机主轴参数计算 1确定轴上的功率 P1、转速 n1和转矩 T1 传动系统效率=0.9215 则 mmNnPTrnnkwPP.20004061500/14.39550000/9550000min/14002.3149215.037033113221 2确定轴的最小直径 选取周材料为 Q235 钢，调质处理，取 A0=149 mmnpAd911400/2.314149/3333min0 根据实际情况，取轴的最小直径略大于计算直径，所以取轴的最小直径为110mm。word 文档 可自由复制编辑 第五章 带传动的设计计算 带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点。同时，破碎机的工作环境比较差，粉尘污染严重，工作中振动和噪声比较大，载荷变化较大，因此在本设计中电动机和主轴之间的传动方式采用 V 带传动。另外需要说明的是在进行带传动的设计时用单台电动机的传动来计算，最后将两者组合起来。1确定计算功率 计算功率是根据传递的功率 Pca 的工作条件确定的 Pca=KAP 式中：Pca-计算功率，kw KA-工作情况系数，查表得，KA=1.3 P-所需传递的额定功率，如电动机的额定功率或名义的负载功率，kw.额根据立轴冲击破碎机的实际工作情况，电机功率为140w kwPKPAca1821403.1 2选择 V 带带型（小带轮的转速=1400r/min）根据上面所计算的数据，查找图表得，选取 D 型带。3确定带轮的基准直径dd1 根据 V 带的带型，参考表8-6和表 8-8确定小带轮的基准直径dd1=355mm 4计算大带轮的基准直径，传动比i=1:1.由 dd2=i dd1=355mm 5确定中心距a0,并选择V 带的基准长度Ld0 初定中心距 a0 1420497)355355(21)355355(7,0)(2)(7.00021021aaddadddddd 故取 a0=700mm 计算基准长度Ld0 word 文档 可自由复制编辑 mm5.323123553552/4.1370024/2/202122100）（addddaLddddd 查表8-2得基准长度为Ld=2800mm,长度系数KL=0.83.计算中心距a 传动的实际中心距近似为 mmLLaadd9442/)35.23122800(7002/)(00 6确定带的根数z LoArcaKKPPPKPPz)/(/0 查表 8-4a 得，83.0,92.0,00.0,63.1500LKKPP 所以,带的根数z 1283.092.04965.15/182z 因此，每个电机带动六根 V 型带。word 文档 可自由复制编辑 第六章 立轴冲击破碎机动力箱及破碎腔的机构设计 对于机械产品来说，零件等各部分的设计是整个设计的核心内容。下面主要介绍主轴、轴承箱及落料腔的结构设计。6.1 主轴的结构设计 6.1.1 概述 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。决定轴结构的主要因素：1.轴上零件的类型、配置情况、尺寸以及和轴联接的方法；2.轴上载荷的大小、性质、方向及分布情况；3.轴上零件的固定方式；4.轴的加工工艺，轴上零件的装拆等。6.1.2 主轴的结构方案拟定 零件在轴上的定位和装拆方案确定后，轴的形状便大体确定，同时在 3.3中已按照轴所受的扭矩初步估算轴所需的直径。根据上面的分析计算将轴的具体外形尺寸确定如下：图 6-1 主轴的外形尺寸图 6.1.3 轴上零件的装配方案 拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用。word 文档 可自由复制编辑 图 6-2 主轴上零件的装配方案 图 6-2 中的装配方案是：挡油环、一对圆柱滚子轴承、套筒、端盖、密封盘依次从轴的上端向下安装。轴的下端是一对圆柱滚子轴承、套筒、推力轴承、套筒、端盖、密封盘依次安装，然后由圆螺母轴向定位。6.1.4 主轴上零件的定位方式 1）主轴上零件的轴向定位 word 文档 可自由复制编辑 立轴冲击破碎机的主轴采用轴承端盖、套筒轴肩、圆螺母、圆锥面固定，下面介绍下定位的优点：套筒轴肩定位：如图 6-2 所示，轴向定位采用适当高度的轴肩和套筒。轴上相邻零件的定位，结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力，轴上不需要采用螺纹，也不影响轴的疲劳强度，较常使用。圆螺母定位：如图 6-2 所示，主轴的最下端采用圆螺母定位，开槽，钻孔。圆螺母拆装方便，传动力大，固定可靠，能够承受较大的轴向力。轴承端盖：对轴上的轴承外圈轴向定位，从而使得轴有确定的轴向工作位置。圆锥面定位：适于轴端零件定位，也可作为周向定位。2）轴上零件的周向定位 参看装配图可知，在轴的上下两段需要装内锥套和带轮内锥，两个内锥的周向定位都采用了键连接的形式。另外对密封盘的周向定位采用了紧定螺钉。6.2 轴承的确定 6.2.1 概述 轴承所要求的条件、性能也日趋多样化。为了能从为数众多的结构、尺寸中，选择最适合的轴承，需要从各种角度研究。在选择轴承时，一般，考虑作为轴系的轴承排列、安装、拆卸之难易度、轴承所允许的空间、尺寸及轴承的市场性等，大致决定轴承结构。其次，一边比较研究使用轴承的各种机械的设计寿命和轴承的各种不同的耐久限度，一边决定轴承尺寸。在选择轴承时，往往偏于只考虑轴承的疲劳寿命，有关由润滑脂老化而发生的润滑脂寿命、磨损、噪音等也需要充分研究。再者，根据不同的用途，有必要选择对精度、游隙、保持架结构、润滑脂等等要求，作特别设计的轴承。但是，选择轴承并没有一定的顺序、规则，优先应考虑的是对轴承所要求的条件、性能、最有关连的事项，尤为实际。6.2.2 立轴冲击破碎机主轴的轴承选择 根据主轴的受力情况，采用两个径向轴承圆柱滚子轴承 NF217，40230130BDd。同 时 采 用 一 个 双 向 推 力 球 轴 承，规 格 为：15414025013011dTDd采用这两种轴承组合起来一起承受径向载荷和轴向载荷。word 文档 可自由复制编辑 6.2.3 立轴冲击破碎机主轴轴承的润滑和密封 a轴承的润滑 润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。在本设计中主轴竖直放置，且轴承（特别是推力轴承）承受的载荷较大，因此轴承的润滑方式采用脂润滑，脂润滑形成的润滑膜强度高，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维护相当长的一段时间。注意破碎机轴承箱的轴承有十分独特的运作条件，因此，不允许轻易交换使用不同类型的润滑油脂。必须充分考虑使用新的润滑油脂与加注在轴承箱的润滑油脂混合的性能。混合使用润滑油脂（特别是不同粘度指标的润滑油脂）会引起恶劣的润滑状况，并有可能造成轴承的过早损坏。b轴承的密封 轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气、和其他杂物进入轴承，并防止润滑剂流失而设置的。因为破碎机的工作环境粉尘污染比较严重，对主轴及轴承的回转精度要求较高，本设计采用了接触式密封装置（毡圈、O 形密封圈）和非接触式密封装置（迷宫式密封槽）结合作用的密封方式。在上下密封盘内设置槽用来放置 O 形密封圈；在上下端盖设置梯形槽放置毡圈；上下端盖处采用迷宫式的密封槽，这种非接触式的密封装置避免了前两者的滑动摩擦磨