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1、目 錄 1 前言 1 2 SF500/100打散分級(jí)機(jī)的總體設(shè)計(jì) 3 2.1總體方案論證 3 2.2機(jī)體主要尺寸的確定 4 2.3風(fēng)輪電機(jī)的選型 5 2.4 打散電機(jī)的選型 10 3 主梁及機(jī)架的設(shè)計(jì) 12 3.1 主梁的設(shè)計(jì) 12 3.2 機(jī)架的設(shè)計(jì) 14 3.3 機(jī)架一與機(jī)架二連接螺栓的校核 16 4 設(shè)備的安裝 19 4.1 安裝總順序 19 4.2 頂部蓋板及機(jī)架的安裝 19 4.3內(nèi)外筒體的安裝 19 4.4回轉(zhuǎn)部件的安裝 19 4.5傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝 20 4.6潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝 20 4.7風(fēng)扇及檢測(cè)系統(tǒng)的安裝 20 5 設(shè)備的日常維護(hù)

2、 21 6 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致謝 24 1 前言 打散分級(jí)機(jī)是在九十年代初開發(fā)問世的新型料餅打散分選設(shè)備，集料餅打散與顆粒分級(jí)于一體，與輥壓機(jī)配套使用，構(gòu)成獨(dú)立的擠壓打散回路?？梢韵亯簷C(jī)邊緣漏料和開停機(jī)過程中及正常工作時(shí)未被充分?jǐn)D壓的大顆粒物料對(duì)后續(xù)球磨系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。進(jìn)入80年代中期后，輥壓機(jī)因其高效、節(jié)能、低耗等特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。隨著輥壓機(jī)的推廣應(yīng)用，雖然擠壓過的物料中有70%小于2mm顆粒，并且有約占總量25～30%小于0.08mm的成品，但是仍有約占總量1O～15%大于5mm 的大顆粒，并且

3、隨著輥壓機(jī)使用周期的加長(zhǎng)側(cè)面擋板磨損后而未能及時(shí)更換，大顆粒物料的比例將加大。因此，擠壓過物料的顆粒分布很寬，使得后續(xù)球磨機(jī)的配球較難適應(yīng)上述物料，影響系統(tǒng)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。因而水泥生產(chǎn)商迫切需求某中設(shè)備來對(duì)輥壓過的物料進(jìn)行打散分級(jí)處理，將大顆粒物料返回輥壓機(jī)，細(xì)粉進(jìn)入球磨機(jī)。為了進(jìn)一步完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)，使得進(jìn)入后續(xù)粉磨系統(tǒng)的物料顆粒小而均齊，成為各國(guó)擠壓預(yù)粉磨技術(shù)研究的主要內(nèi)容，國(guó)內(nèi)外各大水泥裝備公司相繼開發(fā)出多種設(shè)備和新工藝來達(dá)到上述目的。而打散分級(jí)機(jī)就是在上述背景下誕生的新型料餅打散分選設(shè)備。 本課題來源于江陰水泥廠，由于該廠長(zhǎng)期使用輥壓機(jī)，但一直受到產(chǎn)量不高的影響。因而他們迫切希望

4、能設(shè)計(jì)出一臺(tái)打散分級(jí)設(shè)備與輥壓機(jī)聯(lián)合使用來提高預(yù)粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量。為此，他們特地委托本單位設(shè)計(jì)SF500/100型打散分級(jí)機(jī)。同時(shí)也給出了兩個(gè)基本生產(chǎn)能力參數(shù)： a.臺(tái)時(shí)產(chǎn)量80～110t/h； b.分級(jí)粒徑0.2～2mm,通過調(diào)頻電機(jī)變速實(shí)現(xiàn)。 為此，我們?cè)谙瘫罄蠋煹闹笇?dǎo)下，根據(jù)廠方提出的要求及提供的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行了方案的提出與論證，經(jīng)過研究決定：打散采用離心沖擊粉碎的原理，經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后的物料呈較密實(shí)的餅狀，由對(duì)稱布置的進(jìn)料口連續(xù)均勻地喂入，落在帶有錘形凸棱襯板的打散盤上，主軸帶動(dòng)打散盤高速旋轉(zhuǎn)，使得落在打散盤上的料餅在襯板錘形凸棱部分的導(dǎo)向作用下得以加速并脫離打散盤，料餅沿打散盤切線方

5、向高速甩出后撞擊到反擊襯板上后被粉碎。由于物料的打散過程是連續(xù)的，因而從反擊襯板上反彈回的物料會(huì)受到從打散盤連續(xù)高速飛出物料的再次劇烈沖擊而被更加充分地粉碎。錘形凸棱主要作用是避免物料在打散盤上打滑，使甩出的物料具有較高的初速度，從而獲得較大的動(dòng)能，能夠有力地撞擊沿打散盤周向布置的反擊襯板，用以強(qiáng)化對(duì)料餅的沖擊粉碎效果。 經(jīng)過打散粉碎后的物料在擋料錐的導(dǎo)向作用下通過擋料錐外圍的環(huán)形通道進(jìn)入沿風(fēng)輪周向分布的風(fēng)力分選區(qū)內(nèi)。物料的分級(jí)應(yīng)用的是慣性原理和空氣動(dòng)力學(xué)原理，粗顆粒物料由于其運(yùn)動(dòng)慣性大，在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較小而落入內(nèi)錐筒體內(nèi)被收集，由粗粉卸料口卸出返回，同配料系統(tǒng)的

6、新鮮物料一起進(jìn)入輥壓機(jī)上方的稱重倉(cāng)。細(xì)粉由于其運(yùn)動(dòng)慣性小，在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較大而產(chǎn)生較大的偏移，落入內(nèi)外筒體之間被收集，由細(xì)粉卸料口卸出送入球磨機(jī)繼續(xù)粉磨或入選粉機(jī)直接分選出成品。 由于打散分級(jí)機(jī)是為完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，所以整個(gè)設(shè)計(jì)過程圍繞提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低能耗，減少成本而展開。因?yàn)榇蛏⒎旨?jí)機(jī)的設(shè)計(jì)以提高產(chǎn)量 降低能耗為目標(biāo)，響應(yīng)了世界節(jié)能的口號(hào)，所以將得到政府的支持，用戶的青睞， 具有廣闊的市場(chǎng)前景。 本課題有我和其他兩位同學(xué)完成，我主要負(fù)責(zé)機(jī)器的總體設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)三人的工作以及機(jī)架部分的設(shè)計(jì)。

7、 2 SF500/100打散分級(jí)機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1總體方案論證 已知條件：臺(tái)時(shí)產(chǎn)量80～110t/h，分級(jí)粒徑0.2～2mm。 總體方案結(jié)構(gòu)示意圖： 圖2-1 打散分級(jí)機(jī)的結(jié)構(gòu) 1.風(fēng)輪電機(jī) 2.打散盤 3.打散電機(jī) 4.反擊襯板 5.擋料錐 6.風(fēng)輪 7.回風(fēng)筒 8.分級(jí)區(qū)域 9.內(nèi)筒體 10.外筒體 11.進(jìn)料口 12.粗粉出料口 13.細(xì)粉出料口 圖2-1為打散分級(jí)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，物料由進(jìn)料口11進(jìn)入打散分級(jí)機(jī)，落在打散盤2上，打散電機(jī)3通過帶輪帶動(dòng)打散盤旋轉(zhuǎn)，物料在離心力作用下脫離打散盤高速甩出，沖擊在反擊襯板4上得到粉碎

8、，然后由于擋料錐5的阻擋作用沿?fù)趿襄F邊緣下落進(jìn)入到分級(jí)區(qū)域8，風(fēng)輪電機(jī)1直接帶動(dòng)風(fēng)輪6旋轉(zhuǎn)形成風(fēng)場(chǎng)，物料進(jìn)入分級(jí)區(qū)域后在風(fēng)場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)分級(jí)，由于大顆粒物料慣性大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變小，徑向偏移小，掉如內(nèi)筒體9內(nèi)，由粗粉出料口12排出，小顆粒物料由于慣性小，徑向偏移比較大，掉入外筒體10與內(nèi)筒體之間，由細(xì)粉出料口13排出。 該機(jī)由于風(fēng)輪與打散盤的空間布置處于同一軸線上，但是兩者的轉(zhuǎn)速又不相同，軸的布置是關(guān)鍵問題，經(jīng)過和老師以及同課題組人員的討論，最后決定采用中空軸結(jié)構(gòu)。 機(jī)體主要是這樣一種結(jié)構(gòu)，外筒體通過螺栓與預(yù)埋鋼板相連將整臺(tái)機(jī)器固定于建筑物上，內(nèi)筒體通過支架固定于外筒體上，回風(fēng)筒通過支架固定

9、與內(nèi)筒體，內(nèi)外筒體以及回風(fēng)筒要保證處于同一回轉(zhuǎn)軸線上，外筒體上端由頂板密封，頂板上焊有主梁以承受機(jī)架及電機(jī)的重力所帶來的壓力同時(shí)保證頂板有足夠的剛度而不變形，主軸通過軸承安裝在中空軸內(nèi)，風(fēng)輪通過調(diào)頻電機(jī)帶動(dòng)主軸而直接帶動(dòng)，中空軸通過軸承安裝在固定于機(jī)架的套筒上，打散盤裝在中空軸上，打散電機(jī)通過帶輪帶動(dòng)中空軸從而實(shí)現(xiàn)打散盤轉(zhuǎn)動(dòng)。在機(jī)架上還設(shè)有布置對(duì)稱的進(jìn)料裝置，能使打散后的物料形成較為均勻的環(huán)形料幕進(jìn)入分級(jí)區(qū)域，從而達(dá)到理想的分級(jí)效果。 2.2機(jī)體主要尺寸的確定 根據(jù)分析打散分級(jí)機(jī)的分級(jí)過程與離心式選粉機(jī)和旋風(fēng)式選粉機(jī)均有相似之處。由于分級(jí)設(shè)備的生產(chǎn)能力與選粉室截面積近似成正比，即：

10、 Q=KD （2-1） Q——設(shè)計(jì)用產(chǎn)量 單位t/h； D ——打散分級(jí)機(jī)的直徑 單位m； K ——生產(chǎn)能力系數(shù)。與物料的性質(zhì)，產(chǎn)品細(xì)度等有關(guān)。對(duì)于生產(chǎn)325號(hào)及425號(hào)常用水泥時(shí)，K值為5.25。 由于通用分級(jí)設(shè)備的分級(jí)效率一般為75～85%，我們?nèi)”ｋU(xiǎn)效率80%。 那么我們?cè)O(shè)計(jì)用產(chǎn)量： Q=Q/ （2-2） Q ——打散分級(jí)機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量 單位t/h； ——打散分級(jí)機(jī)的效率。 為保證能達(dá)到最大生產(chǎn)能力，我們以要求的最高產(chǎn)量110t

11、/h作為設(shè)計(jì)依據(jù)，根據(jù)公式（2-2），我們得到設(shè)計(jì)用產(chǎn)量為 Q=137.5t/h。再根據(jù)公式（2-1）得到打散分級(jí)機(jī)的直徑D=5.07m，我們將D取整得到打散分級(jí)機(jī)的直徑為5m。再參照旋風(fēng)試選粉機(jī)各部分的尺寸比例： d =0.438～0.527D （2-3） d=d/3 （2-4） d=0.4d （2-

12、5） d ——打散分級(jí)機(jī)內(nèi)筒內(nèi)徑 單位m； d——風(fēng)輪的直徑 單位m； d——打散盤的直徑 單位m。 由公式（2-3）得到打散分級(jí)機(jī)的內(nèi)筒內(nèi)徑為2.190～2.635m，我們?nèi)=2.50m，再根據(jù)公式（2-4）得風(fēng)輪的直徑為0.833m，我們?nèi)≌膁=0.8m，同樣根據(jù)公式（2-5）得打散盤的直徑為d=1m。 L=0.2d （2-6） L——打散盤襯板表面到物料進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的高度 單位m。 L——物料剛進(jìn)入分選區(qū)的點(diǎn)到內(nèi)筒上截面的高度 單位m。 這樣我們得到L

13、=0.5m。 根據(jù)離心式選粉機(jī)的L/ L知道，當(dāng)比值在0.8～0.5或更小時(shí)分級(jí)效力很低，當(dāng)比值在2～1.82時(shí)分級(jí)效果最好，那么L的范圍為1～0.91m，我們?nèi)】恐虚g的數(shù)值，定L=0.94m。確定了這些基本尺寸，接下來我們進(jìn)行粒子的受力分析以及風(fēng)輪電機(jī)的選型。 2.3風(fēng)輪電機(jī)的選型 首先我們進(jìn)行風(fēng)壓、風(fēng)速的計(jì)算。已知條件為物料的分離粒徑0.2～2mm,以及上面計(jì)算所得的L=0.5m, L=0.94m。同時(shí)我們通過查閱資料可以得到所處理物料的密度為1450kg/m。 分析：由于所處理物料的粒徑大于100m，屬于大顆粒物料的沉降，再加上重力方向上又沒外加上升氣流的影響，所以單純由于物料顆

14、粒速度的增加而產(chǎn)生的阻力較之重力而言遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力。因此，在重力方向上我們先忽略空氣阻力的影響，將物料在重力方向的運(yùn)動(dòng)看成單純的自由落體運(yùn)動(dòng)，那么我們可以根據(jù)以上分析及已知的數(shù)據(jù)算出粒子經(jīng)過風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間： t=- （2-7） t ——物料粒子經(jīng)過風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間 單位s。 代入數(shù)據(jù)得到t0.223s 。 由分級(jí)原理可知道，要實(shí)現(xiàn)物料的分級(jí)，那么在0.223s的時(shí)間內(nèi)，所需分選出的物料粒子在徑向的位置必須要到達(dá)內(nèi)筒的外緣。為保證分級(jí)效果，我們?cè)O(shè)計(jì)讓粒子在0.2s內(nèi)到達(dá)內(nèi)筒的外緣，根據(jù)上面對(duì)打散分級(jí)機(jī)基本尺寸的確定，粒

15、子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離為： x=(d- d)/2- （2-8） x ——粒子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離 單位m； ——打散盤邊緣到襯板的徑向間隙 單位m。 而打散盤邊緣到襯板的徑向間隙一般為0.08～0.1m 。所以由公式（2-8）我們得到粒子剛進(jìn)入分級(jí)區(qū)域的點(diǎn)到內(nèi)筒邊緣的徑向距離x=0.67m。 假設(shè)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)所形成的徑向風(fēng)速為U，物料粒子在不同時(shí)刻的速度為U，得到粒子的運(yùn)動(dòng)微分方程為： dx= Udt （2-9） 根據(jù)常

16、溫常壓下風(fēng)速與它形成的動(dòng)壓關(guān)系： P=U/K （2-10） U ——風(fēng)速 單位m/s； P ——?jiǎng)訅? 單位Pa； K ——風(fēng)速動(dòng)壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，與空氣的密度及重力加速度g有關(guān)，常溫常壓下為1.6左右。 這就是說當(dāng)風(fēng)速為U時(shí)，風(fēng)對(duì)靜止物體的垂直作用面所產(chǎn)生的壓力為U/K （Pa），由于大氣壓對(duì)物料粒子形成的作用力在各作用表面上相互抵消，因此在此不考慮大氣壓的影響。根據(jù)上訴分析，風(fēng)速對(duì)運(yùn)動(dòng)顆粒形成的壓力為： P=（U- U）/K

17、 （2-11） 根據(jù)牛頓第二定理，顆粒體的徑向運(yùn)動(dòng)方程為： P . A=m . d U/dt （2-12） A ——顆粒水平方向的投影面積（這里將顆?？醋髑蝮w） 單位m； m ——顆粒的質(zhì)量 單位kg。 m=(4/3)R （2-13） R ——顆粒的半徑 單位m。 將公式（2-13）代入（2-12）并整理得到： P=(4/3)R.. d U/

18、dt （2-14） 再將公式（2-11）代入公式（2-14）并整理得到： （U- U）/K=(4/3)R.. d U/dt （2-15） 將常數(shù)代入并整理運(yùn)算得到： 3.2327510/R= d U/（U- U） （2-16） 令3.2327510； 則公式（2-16）為： dt/R= d U/（U- U） （2-17） 將公式（2-17）積分得： .t/R=1/（U- U）+C

19、 （2-18） 由初始條件t=0, U=0的到積分常數(shù)：C=1/ U，則公式（2-18）為： .t/R=1/（U- U）+ 1/ U （2-19） 根據(jù)（2-19）我們可以得到顆粒的運(yùn)動(dòng)速度U為： U= U[1-1/（U..t/R+1）] （2-20） 將公式（2-20）代入公式（2-9）得到： （2-21） 對(duì)公式（2-21）積分并有初始條件的到： （2-22

20、） 根據(jù)公式（2-22）以及上面分析得到的數(shù)據(jù)：。我們可以反算出=。 根據(jù)風(fēng)輪風(fēng)速與扭矩的關(guān)系： （2-23） T ——風(fēng)輪的扭矩 單位N.m； ——空氣的密度，常溫常壓下取1.2kg/； r ——風(fēng)輪的半徑 單位m； ——葉尖速比時(shí)的扭矩系數(shù)。 （2-24） ——風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 單位rad/s 。 風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率為： （2-25） ——風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率 單位W；

21、——風(fēng)能利用系數(shù) 。 = （2-26） 由圖2-2知道當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到750r/min以上時(shí)分級(jí)效率提高不大，而且隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高機(jī)體的振動(dòng)將會(huì)加劇，因而機(jī)體所受的復(fù)雜交變應(yīng)力將大幅上漲，這將大大降低機(jī)器的使用壽命。所以在此我們將平均工作轉(zhuǎn)速取為650r/min，這也與我們最初設(shè)計(jì)時(shí)用的效率比較接近。 圖2-2 牛頓效率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系 根據(jù)上述分析我們根據(jù)公式（2-24）我們得到： ==2.172~4.733 （2-27） 我們?nèi)》旨?jí)2mm顆粒時(shí)所用的風(fēng)速為調(diào)頻電機(jī)功率選型的依據(jù)，也就是取2.1

22、72。我們根據(jù)圖2-3可以知道此時(shí)的我們可以根據(jù)公式（2-25）得到風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率20755W=20.755kW。同樣如果我們?nèi)?.2mm顆粒粒徑計(jì)算，我們得到風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)功率為15760W=15.760kW。為保證能將2mm的顆粒分出我們只能取20.775kW以上的調(diào)頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同粒徑粒子的分級(jí)只能是依靠調(diào)速。 由于風(fēng)速的三次方代表能量的輸出，轉(zhuǎn)速的平方代表能量的輸入，根據(jù)能量守恒知道，兩者相等。也就是成正比關(guān)系，據(jù)此我們得到： （2-28） ——分級(jí)機(jī)最小風(fēng)速 即5.75m/s； ——分級(jí)機(jī)最大風(fēng)速 即12.53m/s； ——對(duì)應(yīng)最小風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速

23、 單位r/min； ——對(duì)應(yīng)最大風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速 單位r/min。 這樣我們可以得到：=0.31，再根據(jù)平均轉(zhuǎn)速650r/min得到，。這樣得到調(diào)速電機(jī)的調(diào)速范圍為必須大于308～992r/min，調(diào)速電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速不需要保證，但最高轉(zhuǎn)速一定要保證，也就是所選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一定要大于992r/min。 由于上面風(fēng)輪直徑是通過經(jīng)驗(yàn)公式所得，為確保數(shù)據(jù)偏差不至于過大我們?cè)偻ㄟ^其他方法驗(yàn)算一下。根據(jù)實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）第十三章第四節(jié)風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)知識(shí)：徑向彎曲葉片葉輪適用于冶金、排塵、燒結(jié)等工業(yè)，本設(shè)計(jì)決定采用此結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪輪廓如圖： 圖2-4 風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 根據(jù)公式（2-10）及算出

24、的風(fēng)速得動(dòng)壓為。由于通用分級(jí)設(shè)備的靜壓損失一般為200～250，考慮工作條件不利，略取大點(diǎn)。取靜壓，全壓。 葉 片 形 式 徑 向 直 葉 片 90 90 后 傾 直 葉 片 前 彎 曲 葉 片 徑 向 彎 曲 葉 片 后 彎 曲 葉 片 20 表 2-1 根據(jù)表我們我們?nèi)?，，一般徑向彎曲葉片系數(shù)在0.35～0.55間（由該書表13-121提供）。我們?nèi)?。葉輪外徑：

25、 （2-29） 我們根據(jù)公式（2-29）及已知數(shù)據(jù)得，我們?nèi)≌?。跟?jīng)驗(yàn)公式推算的偏差不大。 綜上所述，我們根據(jù)電機(jī)的功率要求為20.775kW以上，調(diào)速范圍不小于308～992r/min。據(jù)這兩個(gè)要求我們選用Y180L-4型號(hào)的電機(jī)。由于是立式安裝，我們選用V型。額定功率P=22kW，滿載轉(zhuǎn)速1470r/min。 2.4 打散電機(jī)的選型 根據(jù)與指導(dǎo)老師以及同課題人員的討論研究發(fā)現(xiàn)打散分級(jí)機(jī)的打散方式與反擊式破碎機(jī)的破碎過程十分相似，所以我們仿用上面的部分參數(shù)及公式進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)榇蛏⒎旨?jí)機(jī)處理的是輥壓機(jī)輥壓過的物料，

26、所以料餅的硬度相對(duì)于反擊式破碎機(jī)所處理的物料而言相當(dāng)小，因此打散分級(jí)機(jī)對(duì)物料的打散過程與破碎機(jī)的粗碎過程更為相似，因此我們?nèi)∮糜诖炙闀r(shí)的破碎機(jī)的參數(shù)及公式來進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)榘邋N的數(shù)目和轉(zhuǎn)子的直徑有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的直徑比較小時(shí)板錘的數(shù)目就少。通常轉(zhuǎn)子的直徑在1m以下時(shí)可裝設(shè)3個(gè)板錘，轉(zhuǎn)子直徑在1～1.5m時(shí)可裝4～6個(gè)板錘，轉(zhuǎn)子的直徑為1.5～2m時(shí)裝6～10個(gè)板錘，物料硬度大時(shí)可適當(dāng)取多點(diǎn)。根據(jù)上面確定的打散盤的直徑，我們可以將板錘取為6個(gè)。轉(zhuǎn)子的圓周速度對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的細(xì)度和粉碎比的大小取決定性作用，速度高生產(chǎn)能力、粉碎比都顯著增加。一般粗碎時(shí)為15～40m/s，細(xì)碎時(shí)40～80m/s，

27、因?yàn)榇蛏⒎旨?jí)機(jī)的打散過程相當(dāng)于粗破碎過程，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的直徑可換算出轉(zhuǎn)速約為287～765r/min。根據(jù)反擊式破碎機(jī)的功率消耗所用的經(jīng)驗(yàn)公式： （2-30） N ——電機(jī)的功率 單位kW； K ——比功耗，kW.h/t。比功耗視破碎物料的性質(zhì)、破碎比和機(jī)器的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)而定。等石灰石硬度時(shí)，粗碎時(shí)取K=0.5～1.2；細(xì)碎時(shí)取K=1.2～2。由于打散分級(jí)機(jī)所處理的物料較石灰石而言，硬度小的多。我們可將K值適當(dāng)取小點(diǎn)，以免選用電機(jī)功率過高，電機(jī)長(zhǎng)期不滿載工作，造成能量的浪費(fèi)，這里我們?nèi)?.3

28、 。那么我們可以得到N=41.25kW 。 速度可以由下式確定： （2-31） ——物料的抗壓強(qiáng)度 單位Pa； E——物料的彈性模數(shù) 單位Pa； ——物料的密度 單位kg/m。 由于公式（2-30）沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這兩個(gè)因素，所以上式計(jì)算出的速度只能作為速度選擇的參考。 沖擊時(shí)間可以按下式確定： （2-32） R——料塊的半徑 單位m 。 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，當(dāng)直徑為1米的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在500r/min時(shí)，物料的沖擊作用

29、時(shí)間不到0.01s，破碎力很強(qiáng)大，足夠使物料得到有效的破碎。打散分級(jí)機(jī)所處理的物料硬度比較低，500r/min的轉(zhuǎn)速足夠使物料得到有效的粉碎。但是由于打散分級(jí)機(jī)進(jìn)料口進(jìn)來的物料直接落在打散盤上，轉(zhuǎn)速過低滯留在打散盤上的物料將增多，這相當(dāng)于增加了打散盤的質(zhì)量——即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加，增加了轉(zhuǎn)子以及傳動(dòng)軸的額外負(fù)載，這對(duì)傳動(dòng)部件是極為不利的，尤其是傳動(dòng)方式采用立式時(shí)。但是轉(zhuǎn)速過高又將加劇機(jī)體的振動(dòng)，機(jī)體受到的復(fù)雜交變應(yīng)力增加。綜合以上分析，以及參照其他破碎設(shè)備打散分級(jí)機(jī)打散盤的轉(zhuǎn)速取500r/min為佳。因此，根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速的數(shù)值我們采用Y280M-8，由于是立式安裝，所以選用V型。額定功率P=4

30、5kW，額定轉(zhuǎn)速n=740r/min。以下回轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部分的具體設(shè)計(jì)校核由同課題組人員完成，在此不再細(xì)訴。 3 主梁及機(jī)架的設(shè)計(jì) 3.1 主梁的設(shè)計(jì) 根據(jù)我們方案中的結(jié)構(gòu)上部蓋板為直徑5.5m左右的鋼板制成的圓形蓋板，經(jīng)討論決定主梁采用大型槽鋼焊接成‘井’字形梁以提高蓋板的剛度及承受上部機(jī)架的重量。由于機(jī)架是臺(tái)型柱腳形式（后面設(shè)計(jì)中將提到）且為對(duì)稱形式，所以四個(gè)柱腳所受到的力近似相等，均勻作用于主梁上。為使主梁對(duì)鋼板的壓力盡量小，這就要求主梁在受力作用下變形盡量要小，所以我們先選用32b號(hào)槽鋼，然后進(jìn)行強(qiáng)度及剛度校核。 主梁結(jié)構(gòu)的形式、幾何尺寸及受力情況如圖3-1： 圖 3

31、-1 主梁的結(jié)構(gòu)圖 P——風(fēng)輪電機(jī)及機(jī)架及回轉(zhuǎn)件對(duì)梁的作用力 單位N； P——打散電機(jī)及機(jī)架及回轉(zhuǎn)件對(duì)梁的作用力 單位N。 根據(jù)機(jī)架、回轉(zhuǎn)件所用材料及數(shù)量以及選用的電機(jī)我們可以得到m，。那么我們可以的到： （3-1） （3-2） K——保險(xiǎn)系數(shù)，對(duì)重型機(jī)械一般取1.5。 因此根據(jù)上面兩條公式我們得到P=10.5，P=3.7。由于P是對(duì)稱分布的，所以我們將力的作用點(diǎn)移到主橫梁上時(shí)產(chǎn)生的附加扭矩相互抵消，如圖3-2 所示。由于我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要求對(duì)蓋板的壓力盡量要小，所以我們不考慮蓋板對(duì)主梁

32、的支力，而將梁看成是簡(jiǎn)支梁的力學(xué)模型，如圖3-3所示。 圖 3-2 梁受力簡(jiǎn)圖 圖 3-3 梁的受力模型圖 根據(jù)圖3-3我們的到如下公式： 根據(jù)上面三條公式以及已知的數(shù)據(jù)我們可以算出：12.1576，16.2424。這樣我們已經(jīng)知道了所有的受力，再結(jié)合已知的力的作用位置就可作出彎矩圖如圖3-4所示： 圖 3-4 梁的彎矩圖 根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)知道： （3-3） ——梁的最大彎曲應(yīng)力 單位Mpa； ——梁的最大彎矩

33、 單位kN.m； W ——抗彎截面模量 單位，對(duì)于32b槽鋼W=509.012。 這樣我們可以算出=51.9，但是機(jī)器工作時(shí)將會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，大型機(jī)器工作時(shí)對(duì)機(jī)座的載荷將提高到原來靜載的2～3倍，特別是在機(jī)器的啟動(dòng)過程中，也就是說主梁可能面臨短時(shí)的150左右的高載荷，查閱資料可以得到槽鋼材料的許用應(yīng)力為，可見已經(jīng)滿足要求。 3.2 機(jī)架的設(shè)計(jì) 根據(jù)我們最初的方案，以及同課題組人員設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)部件的具體尺寸以及安裝位置，我們進(jìn)行機(jī)架的設(shè)計(jì)，在以機(jī)架能順利安裝上零件并能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架構(gòu)件不影響主件的運(yùn)動(dòng)為前提條件下，考慮具體的工況，經(jīng)過和老師及同課題組人員的討論決定，采用焊接件

34、的形式，柱腳采用18號(hào)槽鋼，并用10槽鋼作為附撐，蓋板采用Q235A鋼板，厚度20mm,具體結(jié)構(gòu)形式及受力情況見圖。 圖 3-5 機(jī)架1的簡(jiǎn)圖及力的分布 和主梁的分析一樣，根據(jù)支撐物件所用材料及數(shù)量可以得到機(jī)架1所受的壓力為，通過四個(gè)柱腳及附撐傳遞到主梁上，由于機(jī)架自身的對(duì)稱性，我們可以把力看作是均勻分布于機(jī)架的四端面，這樣我們可以的到。一般來說機(jī)架受壓應(yīng)力的作用而被破壞的情況是很少的，所以我們不去校核機(jī)架柱腳的抗壓強(qiáng)度而只校核橫梁的彎曲強(qiáng)度，為保證焊縫的受力盡量的小，我們光去考慮支撐的作用，這樣我們可以的到這樣一個(gè)力學(xué)模型，外伸梁的形式如圖3-6： 圖3-6 機(jī)架1的端邊受

35、力模型 同主梁的計(jì)算過程一樣我們很容易得到：4.375。 彎矩圖為： 圖 3-7 機(jī)架1橫梁彎矩圖 根據(jù)公式（3-3）再查閱資料知道10槽鋼的W=39.7，計(jì)算的到，由于槽鋼許用應(yīng)力為，可見足夠滿足強(qiáng)度，而且椐分析過程知道機(jī)架橫梁的主作用力來自于附撐，而對(duì)兩端的焊縫作用力很小。 機(jī)架的剛度決定了機(jī)架在工作過程中變形的大小，其實(shí)對(duì)于機(jī)架的設(shè)計(jì)而言，剛度的研究比強(qiáng)度更有意義，因?yàn)闄C(jī)架由于壓力的作用而被破壞的情況是比較少的。但機(jī)架隨著工作時(shí)間的增加會(huì)慢慢的變形，這就要求機(jī)架有足夠的剛度，否則隨著機(jī)架的變形而導(dǎo)致傳動(dòng)件位置的變動(dòng)，機(jī)器的工作能力就會(huì)降低。根據(jù)壓桿保持平衡能力的最小

36、臨界力公式（3-4）： （3-4） ——臨界力 單位N； E ——材料的彈性模量 單位Gpa，對(duì)槽鋼材料為205GPa； I ——慣性矩 單位，對(duì)18號(hào)槽鋼為1369.9； ——機(jī)架高度 單位m。 根據(jù)機(jī)架一的設(shè)計(jì)高度為0.46m，再由公式（3-4）及已知數(shù)據(jù)得13.1，比較可知機(jī)架一受到的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，也就是機(jī)架具有足夠的強(qiáng)度，滿足要求。機(jī)架二、機(jī)架三所受的力較機(jī)架一而言要小，幾何尺寸也相差無幾，根據(jù)機(jī)架一校核所的數(shù)據(jù)知道，無論是強(qiáng)度還是剛度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足，所以據(jù)經(jīng)驗(yàn)

37、判斷肯定滿足。反而是機(jī)架一與二之間的連接螺栓由于皮帶對(duì)軸拉力作用產(chǎn)生彎矩，受拉一邊的螺栓受力比較大需要進(jìn)行校核。 3.3 機(jī)架一與機(jī)架二連接螺栓的校核 在校核之前我們必須算出皮帶通過帶輪作用于軸上的力，因?yàn)檫@個(gè)力是直接通過機(jī)架傳遞給螺栓的。下面是求對(duì)軸作用力的公式： （3-5） （3-6） ——軸所受的拉力 單位N： z ——皮帶根數(shù)，從同組人員那得到的數(shù)據(jù)為5根； ——單根皮帶初拉力 單位N； ——小帶輪的包角； ——計(jì)算功率=，工況系數(shù)，P實(shí)際功率； ——帶輪的圓周速

38、度 單位m/s； ——小帶輪的包角系數(shù)； q——每米帶長(zhǎng)的質(zhì)量 單位kg/m。 根據(jù)同課題組人員設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分，我們可以得到以下數(shù)據(jù)：=63kW，v，，，，。這樣我們?cè)俑鶕?jù)公式（3-6）得到，再據(jù)公式（3-5）得到。根據(jù)機(jī)架的受力位置我們得到這樣一個(gè)力學(xué)模型如圖3-8： 圖 3-8 機(jī)架的受力模型 ——螺栓對(duì)機(jī)架的作用力 單位 。 由于是四個(gè)螺栓作用我們根據(jù)關(guān)系可以得到： （3-7） 由公式（3-7）及已知的數(shù)據(jù)我們可以得到。再參照選粉機(jī)電機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)時(shí)螺栓連接處預(yù)緊力一般

39、取以上，所以螺栓的總受力為安全起見我們?nèi)?kN計(jì)算，下面就可以根據(jù)公式求拉應(yīng)力： （3-8） ——螺栓受到的拉應(yīng)力 單位； S ——螺栓的截面積 單位。 由于我們選的是M16的螺栓，危險(xiǎn)截面對(duì)應(yīng)螺紋小徑處的面積約為140，根據(jù)公式（3-8）得43，除拉應(yīng)力外，在螺栓受拉的過程中還受到螺紋副間摩擦阻矩的作用產(chǎn)生切應(yīng)力，對(duì)于M10～M64的螺栓=0.5，再根據(jù)第四強(qiáng)度理論： 57Mpa （3-9） 螺栓的抗拉伸強(qiáng)度極限為，動(dòng)載情況下許用應(yīng)力安全系數(shù)為S=2

40、.5～4，我們?nèi)?計(jì)算得到許用應(yīng)力[]==82.5Mpa，由于，所以滿足要求。 4 設(shè)備的安裝 打散分級(jí)機(jī)主要分為四大部分，a)頂部蓋板三塊 b)回轉(zhuǎn)部件及其機(jī)架，底座四個(gè)，主電機(jī)及其機(jī)架，調(diào)速電機(jī)及其機(jī)架 c)內(nèi)外筒體，錐體多片 d)潤(rùn)滑系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)件及附屬零部件。由于該設(shè)備體積較大，內(nèi)外筒體是分成多片的，所以在安裝現(xiàn)場(chǎng)的吊裝工作量較大，為方便用戶安裝，提出以下要求。 4.1 安裝總順序 1）安裝四個(gè)底座； 2）裝頂部蓋板； 3）安裝上部筒體； 4）安裝外錐

41、筒體的上部，吊裝內(nèi)筒體，合攏外錐筒體的下部； 5）安裝回轉(zhuǎn)部件及機(jī)架，安裝主電機(jī)，調(diào)速電機(jī)及機(jī)架； 6）安裝潤(rùn)滑系統(tǒng)，風(fēng)扇及檢測(cè)系統(tǒng)。 4.2 頂部蓋板及機(jī)架的安裝 1）吊裝四個(gè)底座，與預(yù)埋鋼板位置吻合后焊接螺桿安裝并上緊螺母； 2）頂部蓋板分別吊裝就位； 3）頂部蓋板（中部）大型槽鋼梁為基礎(chǔ)找水平，用水平儀校正梁的水平，使水平誤差小于0.001m/1m； 4）用螺栓將左右蓋板合攏，用同樣的方法找水平，保證誤差不超過0.002m/1m要保證蓋板與中部蓋板合攏無縫隙，擰緊螺栓； 5）蓋板與底座的聯(lián)接螺栓，上緊底座螺栓，同時(shí)保證其水平誤差再其范圍內(nèi)，若誤差太大需重

42、新調(diào)整底座墊片。 4.3內(nèi)外筒體的安裝 要求：外筒體各塊之間及筒體與頂部蓋板聯(lián)接處需裝密封石棉繩，嚴(yán)防漏風(fēng)漏灰。 1）分塊吊裝上部筒體，穿上螺栓，聯(lián)接處裝上密封石棉繩，擰緊螺栓； 2）同樣的方法裝上外錐筒體的上部； 3）吊裝內(nèi)外筒體聯(lián)接的支架，吊裝內(nèi)筒體上部； 4）吊裝內(nèi)錐，安裝內(nèi)外錐筒體的聯(lián)接支架，合攏外錐筒體的下部； 5）將上部筒體與四個(gè)底座焊為一體，以提高整機(jī)的剛度。 4.4回轉(zhuǎn)部件的安裝 回轉(zhuǎn)部件在生產(chǎn)廠已經(jīng)作為一個(gè)部件裝配好，在現(xiàn)場(chǎng)只需要將此安裝到機(jī)架上即可。 1）將回轉(zhuǎn)部件吊裝就位，穿上聯(lián)接螺母； 2）通過找大帶輪的水平來保證主軸的安裝垂直度。一大帶輪上端面為

43、基準(zhǔn)用水平儀找準(zhǔn)，保證其水平誤差不超過0.0005m/1m； 3）安裝好調(diào)整墊片，擰緊螺栓并保證水平，如誤差超出范圍必須重新調(diào)整。 4.5傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝 傳動(dòng)系統(tǒng)主要是兩個(gè)電機(jī)和小帶輪及半聯(lián)軸器和皮帶。 1）將主電機(jī)及機(jī)架吊裝就位； 2）保證大小皮帶輪在同一水平面內(nèi)，其平面誤差不大于0.002m/1m； 3）裝上皮帶，擰緊螺栓，適當(dāng)張緊皮帶； 4）墊實(shí)并擰緊地腳螺栓； 5）將調(diào)速電機(jī)及機(jī)架吊裝就位； 6）保證電機(jī)出軸與回轉(zhuǎn)部件主軸同心度公差，擰緊地腳螺栓，墊實(shí)墊片，使其兩軸心偏差不大于0.0005m； 7）調(diào)整機(jī)架高低使兩半聯(lián)軸器的間距控制在3mm左右，不要過大，也不要過小

44、； 8）裝上彈性尼龍柱銷及壓蓋，擰緊螺栓。 4.6潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝 潤(rùn)滑系統(tǒng)向其他廠商購(gòu)置。 1）將潤(rùn)滑系統(tǒng)吊裝就位，擰緊地腳螺栓； 2）將分油器接上，安裝送油軟管； 3）將軟管與接頭接至潤(rùn)滑油口。 4.7風(fēng)扇及檢測(cè)系統(tǒng)的安裝 1）將端面鉑電阻溫敏傳感器裝至軸承溫度檢測(cè)口 2）將風(fēng)扇裝至離軸承座1米處 5 設(shè)備的日常維護(hù) 1）機(jī)器運(yùn)行必須符合以下順序：首先啟動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，其次啟動(dòng)主電機(jī)，最后啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)； 2）由于機(jī)器不可避免的振動(dòng)，螺栓的松動(dòng)是難免的，因此要求每隔一段時(shí)間檢查各連接螺栓及地腳螺栓，如出現(xiàn)松動(dòng)必須馬上擰

45、緊； 3）回轉(zhuǎn)件必須運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，如出現(xiàn)異常噪聲，必須馬上停機(jī)檢查問題并加以解決； 4）和其它機(jī)械設(shè)備一樣潤(rùn)滑是日常維護(hù)中極為重要的組成部分，在機(jī)器工作時(shí)必須要有其他的輔助設(shè)備（如油站）對(duì)其回轉(zhuǎn)部件進(jìn)行供油。由于打散分級(jí)機(jī)回轉(zhuǎn)件為立式安裝，所以采用脂潤(rùn)滑要比油潤(rùn)滑理想。潤(rùn)滑系統(tǒng)工作保證8每小時(shí)不少于5分鐘； 5）打散盤襯板不可避免存在磨損，影響生產(chǎn)效果，因此每隔一段時(shí)間更換一次襯板； 6）隨著工作時(shí)間的加長(zhǎng)，皮帶傳動(dòng)效率會(huì)降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因此要根據(jù)情況適時(shí)對(duì)皮帶進(jìn)行張緊； 7）各類不易通過的雜物將會(huì)堵塞打散分級(jí)機(jī)的環(huán)行通道，影響生產(chǎn)，需適時(shí)清理； 8）筒體磨損嚴(yán)重的地方每隔

46、一端時(shí)間需進(jìn)行補(bǔ)焊； 9）風(fēng)輪在使用一段時(shí)間后由于含塵氣體的沖刷，磨損是難免的，因而在使用過程中要進(jìn)行定期檢查修復(fù)，一般10~15天一次。 6 結(jié)論 SF500/100打散分級(jí)機(jī)主要是配合輥壓機(jī)使用的，可以通過變頻調(diào)速對(duì)物料實(shí)現(xiàn)打散分級(jí)調(diào)整進(jìn)入球磨機(jī)物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機(jī)和球磨機(jī)的負(fù)荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化?；旧舷溯亯簷C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)后續(xù)球磨機(jī)系統(tǒng)的影響，同時(shí)由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機(jī)一倉(cāng)球徑大幅度下降，使整個(gè)粉磨系統(tǒng)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。改造后的粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量比原來增加了80%～100%，而電耗僅為過去的70%～8

47、0%。 參考文獻(xiàn) [1] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2004 [2] 周建方.材料力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [3] 沈世德.原理機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [4] 成大先.機(jī)械振動(dòng).機(jī)架設(shè)計(jì)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [5] 賈安東.焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社，1989 [6]（美）O.W.勃?jiǎng)诮?焊接設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1985 [7] 褚瑞卿.建材通用機(jī)械也設(shè)備[M].武漢：

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50、接近尾聲，論文的完成標(biāo)志著四年的“本科后”時(shí)代即將結(jié)束，也意味著新的生活即將開始。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮欠缺的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同課題組同學(xué)的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是相當(dāng)困難的。在這里首先要感謝我的老師。咸老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我精心的指導(dǎo)。為我指點(diǎn)迷津、幫我開拓研究思路、精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。我對(duì)咸老師一絲不茍的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神十分佩服。他不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)才短短三個(gè)月，卻讓我終生受益

51、。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是咸老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩咸老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩位同學(xué)，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中勤奮工作，克服了許多困難并承擔(dān)了大量的工作。如果沒有他們的努力工作，此次設(shè)計(jì)的完成將變得非常困難。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，是他們?yōu)槲掖蛳铝藞?jiān)實(shí)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。最后感謝我的母?！}城工學(xué)院四年來對(duì)我的大力栽培?！伴L(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海?！边@是我少年時(shí)最欣賞的詩句。就用這話作為這篇論文的一個(gè)結(jié)尾，也標(biāo)志著一段生活的結(jié)束。希望自己能夠記住少年時(shí)的理想，孜孜以求，永不放棄。 23