復(fù)擺腭式破碎機(jī)設(shè)計,復(fù)擺,破碎,設(shè)計 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 一．概述 破碎機(jī)械是對固體物料施加機(jī)械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之碎裂成小塊物料的設(shè)備。 破碎機(jī)械所施加的機(jī)械力，可以是擠壓力、劈裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的綜合。對于堅硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和劈裂作用的破碎機(jī)械；對于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和劈裂作用 的機(jī)械；對于粘性和韌性的物料，適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。 在礦山工程和建設(shè)上，破碎機(jī)械多用來破碎爆破開采所得的天然石料，使這成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工，使其粒度達(dá)到各道工序所要求的以便進(jìn)一步加工操作。通常的破碎過程，有粗碎、中碎、細(xì)碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)三種。 表一 物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分（mm） 類別 入料粒度 出料粒度 粗碎 中碎 細(xì)碎 300～900 100～350 50 ～100 100～350 20～100 5～15 制備水泥、石灰時、細(xì)碎后的物料，還需進(jìn)一步粉磨成粉末。按照粉磨程度，可分為粗磨、細(xì)磨、超細(xì)磨三種。所采用的粉磨機(jī)相應(yīng)地有粗磨機(jī)、細(xì)磨機(jī)、超細(xì)磨機(jī)三種。在加工過程中，破碎機(jī)的效率要比粉磨機(jī)高得多，先破碎再粉磨，能顯著地提高加工效率，也降低電能消耗。工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度 D刁民破碎后的平均粒度d之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況，比值i稱為破碎比（即平均破碎比） 為了簡易地表示物料破碎程度和各種破碎機(jī)的方根性能，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸與最大出料口尺寸之比來作為破碎比，稱為公稱破碎比。 在實(shí)際破碎加工時，裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸，一般總是小于容許的最大限度進(jìn)料口尺寸，所以，平均破碎比只相當(dāng)于公稱破碎比的0.7～0.9。 每個破碎機(jī)的破碎比有一定限度，破碎機(jī)械的破碎比一般是i=3～30。如果物料破碎的加工要求超過一種破碎機(jī)的破碎比，則必須采用兩臺或多臺破碎機(jī)械串連加工，稱為多級破碎。多級破碎時，原料尺寸與最終成品尺寸之比，稱總破碎比，如果各級破碎的破碎比各是，，…… 。則總破碎比是 …… 由于破碎機(jī)構(gòu)造和作用的不同，實(shí)際選用時，還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮下列因素； 1.物料的物理性質(zhì)，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大給料尺寸等； 2.成品的總生產(chǎn)量和級配要求、據(jù)以選擇破碎機(jī)類型和生產(chǎn)能力； 3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，做到既合乎質(zhì)量、數(shù)量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度節(jié)省費(fèi)用。 二．物料破碎及其意義 2．1 物料破碎及其意義 從礦山開采出來的礦石稱為原礦。原礦是由礦物與脈石組成的，露天礦井開采出來的原礦其最大粒度一般在200～1300mm之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在200～600mm之間，這些原礦不能直接在工業(yè)中應(yīng)用，必須經(jīng)過破碎和磨礦作業(yè)，使其粒度達(dá)到規(guī)定的要求、破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于1～5mm產(chǎn)品的作業(yè)，小于1mm粒度的產(chǎn)品是通過磨碎作業(yè)完成的。 2．1．1 破碎的目的 （1）制備工業(yè)用碎石 大塊石料經(jīng)破碎篩分后，可得到各種不同要求粒度的碎石。這些碎石可制備成混凝土。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。鐵路路基建造中也需要大量的碎石。 （2）使礦石中的有用礦物分離 礦石有單金屬和多金屬，而且原礦多為品位較低的礦石。將原礦破碎后，可以使有用金屬與礦石中的脈石和有害雜質(zhì)分離，作為選礦的原料，除去雜質(zhì)而得到高品位的精礦 （3）磨礦提供原料 磨礦工藝所需粒度大于1～5mm的原料，是由破碎產(chǎn)品提供的。例如在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團(tuán)廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎使產(chǎn)品達(dá)到要求的粒度和粉末狀態(tài)。 2．1．2 破碎工藝 最終破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進(jìn)行磨礦作業(yè)的礦石，應(yīng)考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產(chǎn)品的粒度。一般較適宜的粒度為10～25mm。把原礦粒度與破碎產(chǎn)品的粒度的比，稱為總破碎比，若露天礦開采出來的原礦粒度為200～1300mm則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為： 一臺破碎機(jī)只能在一定限度的破碎比下才有合理的結(jié)構(gòu)，才能最有效地工作，因此使一臺破碎機(jī)達(dá)到這樣的破碎比是很有困難的。各種破碎機(jī)的破碎比范圍見表二?？梢?，要把原礦破碎到需要的粒度，必須將若干臺破碎機(jī)串連進(jìn)行分段破碎?？偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機(jī)的破碎能力，不使小塊礦石進(jìn)入破碎機(jī)反復(fù)進(jìn)行破碎，因此將破碎與篩分有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成合理的破碎工藝流程。 表二 各類破碎機(jī)的破碎比 破碎機(jī)型式 流程類型 破碎機(jī)范圍 顎式破碎機(jī)和旋回破碎機(jī) 開路 3～5 標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī) 開路 3～5 標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)（中型） 閉路 4～8 短圓錐破碎機(jī) 開路 3～6 短圓錐破碎機(jī) 閉路 4～8 圖2-1為一段破碎機(jī)機(jī)流程圖，原礦經(jīng)固定篩1篩分后，篩上大塊物料進(jìn)入顎式破碎機(jī)2，篩下物顎式破碎機(jī)2的產(chǎn)品一起經(jīng)振動篩3篩分；篩上物經(jīng)圓錐破碎機(jī)4破碎，篩下物和圓錐破碎機(jī)4的產(chǎn)品一起經(jīng)振動5篩分；篩下物作為磨機(jī)8的原料，落入礦倉7，篩上稱進(jìn)入圓錐破碎機(jī)6破碎，破碎機(jī)6與振動篩5構(gòu)成封閉系統(tǒng)進(jìn)反復(fù)破碎、篩分，該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機(jī)2和圓錐破碎機(jī)4的產(chǎn)品，均經(jīng)篩分后進(jìn)入下一流程，故稱開路破碎。 圖2-1 破碎流程圖 1—固定篩 2--顎式破碎機(jī) 3、5—振動篩 4、6--圓錐破碎機(jī) 7—礦倉 8-磨機(jī) 2．2 破碎物料的性能及破碎比 2.2.1粒度及其表示方法 礦塊的大小稱為粒度，由于礦塊形狀一般是不規(guī)則的，需要用幾個尺寸計算 出的尺寸參數(shù)來表示礦塊的大小。 1.平均直徑d 礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。 d= (2-1) 式中 L---礦塊的長度（mm） b---礦塊的寬度（mm） h---礦塊的厚度（mm） 式用長、寬的平均值表示： d= （2-2） 平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸以確定破碎比。 2.等值直徑deq 礦塊的粒度很小時可用等值直徑來表示。等值直徑是將細(xì)料物料顆粒作為球體來計算的。 deq== =1.24 （2-3） 式中 m---礦料質(zhì)量（kg） ----礦物密度kg/m V---- 礦料的體積(m3)； 3.粒級平均直徑d 對于由不同粒度混合組成的礦粒群，通過用篩分方法來確定礦粒群的平均直徑，例如上層篩孔尺寸為d1，下層篩孔尺寸為d2，通過上層而留在下層篩上的物料，其粒度既不能用d1也不能用d2表示。當(dāng)粒級的粒度范圍很窄，上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過=1.414時，可用粒度平均直徑表示，即 d=(d1+d2)/2 (2-4) 否則用d1～d2表示粒級。 2.2.2破碎產(chǎn)品的粒級特性 破碎產(chǎn)品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成，為了鑒定破碎產(chǎn)品的質(zhì)量和破碎機(jī)的破碎效果，必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線，確定混合物的粒度組成，通常采用篩分公檢法（簡稱篩析）。 篩析一般采用標(biāo)準(zhǔn)篩，篩面使用正方形篩孔的篩網(wǎng)。我國通常采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩，其篩孔大小用網(wǎng)目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4mm）內(nèi)所具有的篩孔數(shù)目。這種篩子是以200目作為基本篩（=1.414）和補(bǔ)充篩比（=1.189）,篩孔的尺寸可根據(jù)篩比計算。例如，基本篩的上一基本篩為150目篩子的篩孔尺寸，可用基本篩的篩孔乘以基本篩為0.074=0.105mm。若計算兩篩之間的補(bǔ)充篩孔尺寸，則用基本篩的篩孔尺寸乘以補(bǔ)充篩比得到。即0.074=0.088mm. 我國尚無用于破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度分析標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際測試時，各廠家廠家使用的篩孔形狀（方孔或圓孔）及序列也不盡相同。如果參照泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩關(guān)于基本篩比的規(guī)定來確定篩 孔序列，即各篩間的篩比天有不大于，就可以將上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度，用粒度平均直徑表示這對于分析粒級特性顯然是很方便的。因此推薦表三的粒級序列供參考。 表三 各破碎機(jī)產(chǎn)品的篩析篩的粒級序列 型號 PE-150X250 PE-250X400 PE-400X600 PE-500X750 PE-600X900 PE-750X1060 PE-900X1200 粒 度 系 列 0-3 0-3 0-10 0-10 0-20 0-20 0-30 3-5 3-5 10-14 10-14 20-28 20-28 30-42 5-7 5-7 14-20 14-20 28-40 28-40 42-60 7-10 7-10 20-28 20-28 40-57 40-57 60-85 10-14 10-14 28-40 28-40 57-80 57-80 85-120 14-20 14-20 40-57 40-57 80-115 80-115 120-170 20-28 20-28 57-80 57-80 115-163 115-160 >170 >28 28-40 80-110 80-110 >163 >163 40-55 >110 110-155 >55 >155 注：篩孔最大尺寸以其殘留景不超過5%來確定 根據(jù)篩分結(jié)果，可以對產(chǎn)品（或原礦）的粒度特性進(jìn)行分析。粒度特性用粒度特性曲線來表示，縱坐標(biāo)表示套篩中各篩的篩上物料質(zhì)量的累積百分?jǐn)?shù)（簡稱篩上量累積產(chǎn)率%），橫坐標(biāo)或有篩孔尺寸與最大之比，或用篩孔尺寸與排礦口之比（%）表示。 圖2-2a所示為物料粒級特性曲線，任意兩縱坐標(biāo)之差，就表示在橫軸上相應(yīng)兩點(diǎn)間物料粒級的產(chǎn)率。由圖可知，難碎性礦石的粒級曲線運(yùn)動呈凸形，這表明礦石的粗級物料占多數(shù)。中等可碎性礦石的粒級曲線2近似直線。這表明各種粒級所占的產(chǎn)率大致相等。易碎性礦石的粒級曲線3呈凹形，這表明礦石中的中等粒度的物料占多數(shù)。該粒級曲線可以分析比較各種礦石破碎的難易程度。由于橫坐標(biāo)比值不能反映產(chǎn)品絕對尺寸的粒級分布情況，因此在檢查同型號不同破碎機(jī)的破碎效果并強(qiáng)調(diào)可比性時，只有篩孔最大尺寸及破碎物料相同時才有比較價值。當(dāng)破碎機(jī)性能差別較大時，按篩子上殘留量不大于5%所確定的篩孔最大尺寸也不相同。因此用該曲線來分析破碎機(jī)的破碎效果并不方便。 圖2-2b的橫坐標(biāo)表示篩孔尺寸與排礦石之比。當(dāng)同型號各個破碎機(jī)的排礦口尺寸破碎物料相同時，該粒級特性曲線可以檢查破碎機(jī)的破碎效果。 圖2-2a 篩孔尺寸與最大粒之比 圖2-2b 物料尺寸排礦口之比 1— 難碎性礦石 2— 中等可碎性礦石 3—易碎性礦石 2.2.3礦石的破碎及力學(xué)性能 機(jī)械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。若礦石是脆性材料，它在很小的變形下就會發(fā)生破裂、機(jī)械破碎礦石有以下幾種方法： 1.壓碎 將礦石置于兩個破碎表面之間，施加壓力后礦石因壓力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度限而破碎（圖2-3a）。 2.劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石沿壓力作用線方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉應(yīng)力達(dá)到礦石的抗拉強(qiáng)度限 （圖2-3b）。 3.折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石就像受集中載荷的兩支點(diǎn)或多支點(diǎn)梁。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到彎曲強(qiáng)度限時礦石被折斷 （圖2-3c）。 圖 2-3 礦石的破碎和破碎方法 （a） 壓碎 （b） 劈裂 （c）折斷 （d） 磨碎 （e）沖擊破碎 4.磨碎 礦石與運(yùn)動的工作表面之間受一定壓力和剪切力時，礦石內(nèi)的剪切力達(dá)到其剪切強(qiáng)度時，礦石即被粉碎（圖 2-3d） 5.沖擊破碎 礦石受高速回轉(zhuǎn)機(jī)件的沖擊力作用而破碎（圖2-3d）。由于破碎力是瞬間作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但錘頭磨損嚴(yán)重。 實(shí)際上任何一種破碎機(jī)都不是以某一種形式進(jìn)行破碎的，一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進(jìn)行破碎。由于顎式破碎機(jī)的破碎工作表面是兩塊相互交錯布置的齒形襯板，因此其破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式，當(dāng)破碎機(jī)兩工作面沿表面方向的相對運(yùn)動位移加大而加強(qiáng)磨碎作業(yè)時，由于磨碎的效率低、能量消耗大、機(jī)件磨損嚴(yán)重，將會降低破碎機(jī)的破碎效果。礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理性能、被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的，礦石分堅硬礦石、中等堅硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強(qiáng)度最大,抗彎強(qiáng)度次之,抗拉強(qiáng)度最小。對堅硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的破碎方法為宜；對粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜；對脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。簡擺顎式破碎機(jī)可用于破碎各種性能的礦石，對于堅硬礦石有更高的效果。 三 . 工作原理和構(gòu)造 3.1 工作原理 電動機(jī)驅(qū)動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動顎上下運(yùn)動，當(dāng)動顎上升時肘板與動顎間夾角變大，從而推動動顎板向固定顎板接近，與其同時物料被壓碎或劈碎，達(dá)到破碎的目的；當(dāng)動顎下行時，肘板與動顎夾角變小，動顎板在拉桿，彈簧的作用下，離開固定顎板，此時已破碎物料從破碎腔下口排出。隨著電動機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動而破碎機(jī)動顎作周期運(yùn)動壓碎和排泄物料，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。顎式破碎機(jī)的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎板（定顎），垂直（或上端略外傾）固定在機(jī)體前壁上，另一是活動顎板（動顎），位置傾斜，與固定顎板形成上大小的破碎腔（工作腔）?；顒宇€板對著固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動，--分開 ，時而靠近。分開時，物料進(jìn)入破碎腔，成品從下部卸出；靠近時，使裝在兩塊顎板之間的到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎。 其工作示意圖（非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計）見圖3-1， 動顎4懸掛在偏心軸3上，可以左右擺動，偏心 軸3旋轉(zhuǎn)時，動腭4作上下往復(fù)運(yùn)動從而推動顎， 動顎作左右往復(fù)擺動，實(shí)現(xiàn)破碎和卸料。由于偏 心軸負(fù)荷大，一般都制成中型和小型機(jī)，目前也 朝大型方向發(fā)展，在工程上適合于破碎中等硬度 的石塊，作為中碎設(shè)備，其破碎比比較大，可達(dá) 到10。 圖3-1 復(fù)擺腭式破碎工作示意圖 3—偏心軸 4—動顎 5—連桿 6—推力板 復(fù)擺顎工破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量較輕、構(gòu)件教少、結(jié)構(gòu)更緊湊；破碎腔內(nèi)充滿程度較好，所裝物料塊受帶均勻破碎，加以動腭下端強(qiáng)制性推出成品卸料，故生產(chǎn)率較高，比同規(guī)格的簡擺腭式破碎機(jī)的生產(chǎn)率高出20%～30%；物料在動腭下端有較大的上下翻滾運(yùn)動，容易呈立方體形狀卸出，減少了像簡擺式的片狀成分，產(chǎn)品質(zhì)量較好。 其缺點(diǎn)是：這種破碎機(jī)的動腭垂直擺幅較大，物料對腭板的磨削作用嚴(yán)重，腭板磨損快，故增大了能量消耗，加劇了物料的過度破碎，產(chǎn)生了粉塵也較多。 3.2腭式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖3-2-1，帶有襯板的動腭3通過滾動軸承直接懸掛在偏心軸10上，而偏心軸又支承機(jī)架12的滾動軸承上。動腭的底部用推力板5支承在位于機(jī)架后壁的推力板座6上，出料口的調(diào)節(jié)裝置7，是利用調(diào)節(jié)螺栓來改變楔鐵的相對位置，從而使出料口的寬度得到調(diào)節(jié)。和簡擺腭式破碎機(jī)一樣，只有拉桿、彈簧及調(diào)節(jié)螺栓組成的拉緊裝置。由電動機(jī)帶動帶輪13使偏心軸轉(zhuǎn)動，動腭就被帶動作復(fù)雜擺動，實(shí)現(xiàn)粉碎物料動作。 圖3-2-1 復(fù)擺腭式破碎機(jī) 1—定腭 2—側(cè)襯板 3—動腭（襯板） 4—推力板支座 5—推力板 6—推力板座 7—調(diào)節(jié)裝置 8—后楔鐵 9—飛輪 10—偏心軸11—軸承 12—機(jī)架 13—帶輪 本圖僅做參考 四. 主要零部件的結(jié)構(gòu)分析 4.1動腭 動腭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，按結(jié)構(gòu)動腭可分箱型和非箱型。動腭一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動腭的重量，本設(shè)計采用非箱型。 如圖4-1所示，安裝齒板的動腭前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加肋板以增強(qiáng)動腭的強(qiáng)度與剛度，其橫截面呈E型。 圖 4-1 4.2齒板的結(jié)構(gòu) 齒板，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(xiàng)影響比較明顯。 齒板承受很大的沖擊力，因此磨損得非常厲害。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。 現(xiàn)有的破碎機(jī)上使用的齒板，一般是采用ZGMn13。其特點(diǎn)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)計采用三角形。如圖4-3所示 a)三角形 b)梯形 圖 4-2 4.3肘板（推力板） 破碎機(jī)的肋板是結(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；二是起保險件作用，當(dāng)破碎腔落入非破碎物料（如釬桿、折斷的鏟齒）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，肘板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肘板與其襯墊之間實(shí)際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對肘板的高負(fù)荷壓力，導(dǎo)致肘板與肘板襯墊很快磨損，使用壽命很低。因此肘板的結(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（或稱肘板襯墊）的連接型式，可分為滾動型與滑動型兩種，如圖4-3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教快，特別是圖4-3b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4-3a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(yùn)轉(zhuǎn)過程中，動腭的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面平行度誤差也很小，所以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。本次設(shè)計采用滾動型 (a) (b) 圖4-3 肘頭與肘墊形式 (a) 滾動型 (b) 滑動型 4.4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)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?，F(xiàn)有腭式破碎機(jī)的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、鍥鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設(shè)計采用墊片調(diào)整裝置。 1—肘板 2—調(diào)整座 3—調(diào)整楔鐵 4—機(jī)架 圖 4-4 調(diào)整裝置 4.5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(diǎn)是由于設(shè)計不當(dāng)，常常在超載時它不破壞，或者沒有超載它卻破壞了，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4-5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 4-5 肘板結(jié)構(gòu) 4.6機(jī)架結(jié)構(gòu) 破碎機(jī)是整個破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機(jī)重量很大比例，而且加工制造的工作量也很大。機(jī)架的剛度和強(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，對破碎機(jī)架的要求是：機(jī)構(gòu)簡單容易制造，重量輕，且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)機(jī)架機(jī)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架；按制造工藝分，有鑄造機(jī)架和焊接機(jī)架。 1）整體機(jī)架，由于其制造、安裝和運(yùn)輸困難，故不宜用于大型破碎機(jī)，而多為中、小型破碎機(jī)所使用。它比組合機(jī)架剛性好，但制造較較復(fù)雜。從制造工業(yè)來看，它分為整體鑄造機(jī)架和整體焊接機(jī)架。前者比后者剛性好，但制造困難，特別是單件、小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造，重量較輕，但剛性差。同時要求焊接工藝、焊接質(zhì)量都比較高，并焊接后要求退火，但是隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外腭式破碎機(jī)的焊接機(jī)架用得越來越多，并且大型破碎機(jī)也采用焊接機(jī)架。焊接機(jī)架用Q235鋼板，其厚度一般為25-50mm 2) 整體鑄造機(jī)架,除用鑄鋼ZG270-500材料外，對小型破碎機(jī)破碎硬度較低的物料時，也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球墨鑄鐵。設(shè)計時，在保證正常工作下，應(yīng)力求減輕重量。制造時要求偏心軸承中心鏜孔，與動腭心軸軸承的中心孔有一定的平行度。本設(shè)計用鑄造機(jī)架。如圖4-6 圖4-6 整體鑄造機(jī)架 4.7傳動件 偏心軸是破碎機(jī)的主軸，受有巨大的彎曲力，采用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，偏心軸一端裝帶輪，另一端裝飛輪。 4.9飛輪 飛輪用以存儲動顎空形程時的能量，再用于工作行程，使機(jī)械的工作負(fù)荷趨 于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。 4.10潤滑裝置 偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤滑。心軸和推力板的支承面一般采用潤滑脂通過手動油槍給油。動顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤滑困難，在其底部開若干軸向油溝，中間開一環(huán)向油槽使之連通，再用油泵強(qiáng)制注入干黃油進(jìn)行潤滑。 五. 復(fù)擺腭式破碎機(jī)的主參數(shù)設(shè)計計算 5.1.1主軸轉(zhuǎn)速 如圖5-1-1所示，b為公稱排料口，SL為動腭下端點(diǎn)水平行程，L為排料層的平均嚙角。ABB1A1為腔內(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n根據(jù)在一個運(yùn)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h與下端點(diǎn)水平行程SL及排料層嚙角L有關(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(diǎn)未注意到動腭下 端點(diǎn)排料起始點(diǎn)與終止點(diǎn)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 計算，即排料時間對應(yīng)于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這 種假定與實(shí)際情況相差甚大。根據(jù)筆者對破碎過 程的實(shí)測分析，得到排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不 小于180o的結(jié)論,認(rèn)為排料時間按主軸半轉(zhuǎn)計算比 較符合實(shí)際情況。 排料時間t為 圖5-1-1 排料口處排料示意圖 t =30/n （2-1a） 排料層完全排出下落的高度h為 h =SL/tanL (2-1b) 由 (2-1c) 令 g = 9800mm/s2 (2-1d） 將式（2-1a）、（2-1b）、（2-1d）代入（2-1c），得 n =2100q (2-1） 式中 n --- 主軸轉(zhuǎn)速（r/min)； SL --- 動腭下端點(diǎn)水平行程（mm）； L --- 排料層平均嚙角（o）； q --- 系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q = 0.95～ 1.05。高硬度礦石取小值。 破碎機(jī)尺寸設(shè)計中，動腭下端點(diǎn)水平行程SL 是一個很重要的參數(shù)。在動腭其他各點(diǎn)水平行程保證腔內(nèi)物料充分破碎的情況下，正確選擇SL、L 值是發(fā)揮機(jī)器生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。但SL、L及n三者之間應(yīng)有最佳的匹配，當(dāng)轉(zhuǎn)速n 不與已知的SL、L相匹配，或者設(shè)計的SL、L不與實(shí)有轉(zhuǎn)速n相匹配時，都會降低機(jī)器的生產(chǎn)能力或增大功耗。盡管式（2-1）已經(jīng)給出了n、 SL、L三參數(shù)間的匹配關(guān)系，但并不是說機(jī)器任何一組機(jī)構(gòu)尺寸所得到的下端點(diǎn)水平行程SL和給定的L按式（2-1）計算主軸轉(zhuǎn)速n后，都能得到最佳的n、 SL、L三參數(shù)匹配方案。根據(jù)已知題目給定的生產(chǎn)能力Q，對該機(jī)型三參數(shù)匹配優(yōu)化，得出 查《腭式破碎機(jī)》表6-3得 SL=29.44mm; L=14°; 取q=1代入式（2-1） 得： n=193.3 r/min 5.1.2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)中的生產(chǎn)能力，是指機(jī)器在開邊制公稱排料口下，每小時所處理的抗壓強(qiáng)度為250MPa、堆密度為1.6t/m3花崗巖物料立方米數(shù)，稱為公稱生產(chǎn)能力（m3/h）。參看圖5-1，在公稱排料口b時，每一運(yùn)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 Q=30nLSL(2b-SL)1/tanL (2-2) 式中 Q ---生產(chǎn)能力（m3/h）； n ---主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； L ---破碎腔長度（m）； b ---公稱排料口尺寸（m）； SL---動腭下端點(diǎn)水平行程（m）； 1---壓縮破碎棱柱體的填充度，中小型機(jī)在公稱排料口下一般取1 =0.65～0.75。 SL=29.44mm; L=14°; L=900mm； 1=0.68； 查附表Ⅰ得b=100mm； 代入式（2-2）中，得： Q=71.44 m3/h 5.1.3 鉗角設(shè)計計算 動顎與定顎間的夾角稱為鉗角。鉗角由物料性質(zhì)、塊粒大小、形狀等因素決定。如果鉗角太大，進(jìn)料口物料就不能被顎板夾住，而被推出機(jī)外，從而降低生產(chǎn)率，如果鉗角太小，則雖能增大生產(chǎn)率，但破碎比減小。 圖 5-1-3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)相互平衡，即在x、y方向的分力之和應(yīng)該分別等于零。 圖 5-1-3 鉗角計算圖式 于是求得 因 f=,故 = 式中 ---鉗角 ---物料與顎板間摩擦角 f---物料與顎間摩擦角系數(shù)。 為了保證破碎機(jī)工作時物料塊不致被推出機(jī)外，必須令 即鉗角應(yīng)小于物料與顎板間摩擦角的0.5。 設(shè)鋼和礦石的摩擦系數(shù)為0.3，則最大鉗角的理論值為′。但實(shí)際采用的鉗角比理論值小的多，這是由于大塊料被楔住兩塊小料之間時，仍有被擠出的危險。所以選為。 5.1.4 偏心距e的計算 破碎機(jī)的行程是指動腭下端的擺幅。它與偏心軸的偏心距、腭板斜角有關(guān)，查《非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊》一般是 S=2.2e 式中S——動腭行程 e——偏心距 復(fù)擺腭式破碎機(jī)的下端擺幅為下端水平行程，所以S=29.44mm； 得： e=13.38mm 5.2 破碎力 5.2.1 破碎力的計算 以立方體和球體兩種典型物料形狀為依據(jù)，并考慮大尺寸進(jìn)料塊粒是逐漸階段破碎成成品而卸出，求出總的破碎力，破碎力大小取決于顎板凸齒作用點(diǎn)施加的（物料應(yīng)力）和物料抗拉強(qiáng)度。 實(shí)際破碎作業(yè)時，成品多為立方體，故破碎力計算多以立方體物料為依據(jù)，還可保證機(jī)械工作的可靠性（因人料尺寸相同時，立方體破碎力交球體大）。下面以立方體物料分析。 (1) 第一階段破碎，圖5-2-1 表示作用在立方上的力 圖5-2-1 作用在立方體上的力 立方體由于齒棱作用，受力面產(chǎn)生拉應(yīng)力，支撐面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這些力在斷裂面上引起的應(yīng)力為《非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計》P580： =（2-） 故得 F1 = 式中 F1---第一階段使物料碎裂的破碎力（N）。 ---物料的抗劈強(qiáng)度（約等于抗拉強(qiáng)度N/cm2）； W---立方體物料邊長（cm）; Z---齒棱間距（cm）. (2) 第二階段破碎.物料經(jīng)過第一階段破碎以后,成為兩個半立方體,在動顎擺開時落入破碎時,并改變方向進(jìn)行再破碎,第二階段的破碎力是: F2= (3)第三階段破碎.物料進(jìn)行第二階段破碎以后,成為4塊體進(jìn)行再破碎.第三階段的破碎 F3= 假設(shè)所破物料的抗劈強(qiáng)度是=500N/cm2 。而顎板齒棱距Z=150mm； W=500mm,則第一階段破碎力 F1 ===807KN 此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設(shè)棱角為90°,則側(cè)向力為 ，即571KN。 F2===568KN F3===250KN 邊長500mm立方體，至少和動顎的一個齒棱相接觸，因而此時破碎力為807KN。在特殊情況下，也可能同時與3個齒棱接觸，此時破碎力為2421KN。取平均值1614KN。 經(jīng)過多次沖擊以后，新的立方體才能最后形成。原始進(jìn)料的破碎力和第二階段中最后兩個沖擊的破碎力可能同時出現(xiàn)，因而總破碎力 F0=1614+4×250=2614KN 這兩個破碎力的作用點(diǎn)取決于物料粒度與相應(yīng)出料口寬度。總破碎力也可能有其他的組合方式. 5.2.2 最大破碎力 圖5-2-2中的曲線是根據(jù)破碎力示波圖 上較大的峰值的統(tǒng)計結(jié)果繪制的。實(shí)驗(yàn)中 把較大峰值的統(tǒng)計值稱為滿載破碎力，是 破碎過程中出現(xiàn)次數(shù)最多的破碎力。把滿 載破碎時破碎力的 最大峰值稱為最大破碎 力。其計算公式見顎式破碎機(jī)教材61頁。 式中 --- 最大破碎力（N）； 圖 5-2-2 --- 抗壓強(qiáng)度 （N/m3）； k--- 有效破碎系數(shù)，當(dāng)=20°時，取=0.38～0.42。 破碎腔尺寸B、b、L的單位是cm。 由已知得 B=90cm； b=15cm； L=120cm； 20°； k=0.4 取=14700N/m3 得； = =2472KN 5.3 功率的計算 見顎式破碎機(jī)教材P64頁有公式： P= 式中 P---計算功率放大器（KW）； ---最大破碎力（KN）； ---動顎諸點(diǎn)水平行程平均值（mm）； n---主軸轉(zhuǎn)速（r/min） ---破碎腔平均齒角（°）； ---機(jī)械總效率，由《腭式破碎機(jī)》表2-4和理論計算可知，=0.81～0.85。 ---等效破碎系數(shù)，根據(jù)《腭式破碎機(jī)》表2-4實(shí)測數(shù)據(jù)，對于中小型機(jī)，=0.27～0.37，對于中大型機(jī)，建議取有=0.21～0.28。 已知有 =2472KN； 取=0.27； n=193.3r/min; =20°； =29.44mm； 所以得 P== =71.44 KW 所以選功率為75KW。查手冊，選JS115-6鼠籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，實(shí)際轉(zhuǎn)速975r/min, 功率為75KW.JS表示鼠籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，11號機(jī)座，鐵芯長度為5號，6極。 5.4 主要零件受力計算 如圖5-4-1 圖5-4-1 復(fù)擺腭式破碎機(jī)計算圖式 （1）推力板 式中--- 推力板受力（KN）； P--- 所選電動機(jī)功率（KW）； n--- 偏心軸轉(zhuǎn)速 ； h--- 動顎行程平均值（m）。 ==1647.4KN (2 ) 動腭 選定偏心軸偏心距e后，動顎和定顎的顎板長度可按經(jīng)驗(yàn)式選取 兩種長度可以不等，但為制造方便考慮，再根據(jù)破碎腔高和嚙角計算取L=2170mm。 KN 六.各主要零件的設(shè)計 6.1帶輪的設(shè)計 1.確定計算功率 根據(jù)功率是根據(jù)傳遞的功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定的。即 = 式中：——計算功率，單位為KW； P——傳遞的功率（例如電動機(jī)的額定功率），單位為KW； ——工作情況系數(shù)，見表8-6 由《機(jī)械設(shè)計師手冊、中冊》P272表9.2-13查得工作情況系數(shù)，故 =97KW 2. 選取窄V帶帶型 根據(jù)、由P272圖9.2-1確定選用SPC型。 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表9.2-37和表9.2-38取主動輪基準(zhǔn)直徑=236mm 。 從動輪基準(zhǔn)直徑 =i==1189.44mm 根據(jù)表9.2-37，取=1250mm。 按要求驗(yàn)算帶的速度 m/s<35m/s 帶的速度合適。 4.確定窄V的基準(zhǔn)長度和傳動中心矩 根據(jù)式0.7()<<2(),有 1040.2<<2960 初步確定=1500mm。 計算所需帶的基準(zhǔn)長度 = =6347.02mm 由《機(jī)械設(shè)計師手冊、中冊》查得，選帶的基準(zhǔn)長度。 按P271表9.2-12計算實(shí)際中心矩 ==(1500+)=1876.49mm 4.驗(yàn)算主動輪上的包角 可得 = =148.62°>120° 主動輪上的包角合適。 5.計算窄V帶的根數(shù)z z= 由《機(jī)械設(shè)計師手冊、中冊》r/min、=236mm、 =1250mm, 查表得 =12.76KW =2.47KW =1.04 =0.92 則有 = 6.6 取 z=7 6.計算預(yù)緊力 有：= 查表8-4得q=0.20kg/m，故 = =1041.93N 7.計算作用在軸上的壓軸力 ==14044.4N 8.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 選用原則見（機(jī)械設(shè)計.濮良貴、紀(jì)名剛.主編）8-4節(jié)，材料采用HT200。 =236mm≤300mm所以采用腹板式； 采用孔板式。具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。 6.2曲軸(偏心軸)的設(shè)計計算 取傳動裝置的總效率=0.96，電動機(jī)功率P1 =75KW,n1=1000r/min(最高轉(zhuǎn)速)，主軸的功率P=P1=750.96=72KW,主軸轉(zhuǎn)速n=193.3r/min; 轉(zhuǎn)矩得 T=9550=687.6N.m 1.曲軸主要尺寸的確定 在設(shè)計曲軸時，先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定曲軸的有關(guān)尺寸，然后根據(jù)理論公式進(jìn)行精確核驗(yàn)。 其圖形見圖6-1。 圖6-1（參考圖） 經(jīng)驗(yàn)公式見<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié)，李永堂等主編 1)支承頸直徑 =（4.5～5）（mm） 其中--- 標(biāo)稱壓力(KN)。 所以有 =（4.5～5）=（4.5～5）=100～111 取=105mm 。 2)曲柄頸直徑 =(1.1～1.4) =(1.1～1.4)105=115.5～147 取=120mm。 3)支承徑長度 根據(jù)破碎腔的長度和經(jīng)驗(yàn)公式取mm。 4)曲柄兩臂外側(cè)面間的長度 =(2.5～3.0)= (2.5～3.0)105=262.5～315mm =280mm。 5)曲柄頸長度 =(1.3～1.7)= (1.3～1.7)105=136.5～178.5mm 取=160mm。 6)圓角半徑r r=(0.08～0.10)= (0.08～0.10)105=8～10.5 取 。 7)曲柄臂的寬度 =(1.3～1.8)= (1.3～1.8)105=136.5～189mm 取=160mm。 軸的具體尺寸見偏心軸圖紙。 2.曲軸的強(qiáng)度校核 對載荷做以下簡化（圖6-2）： （1）帶輪對曲軸的作用力比連桿（動腭）對它的作用力小的多，可忽略不計。 （2）連桿（動腭）對曲軸的作用力近似看成等于標(biāo)稱壓力。 圖6-2 在曲軸頸上，除受彎矩作用外，尚受到扭矩的作用，應(yīng)按彎扭合成作用計算，但由于彎矩比扭矩大的多，故忽略扭矩的應(yīng)力。 這樣，危險截面C-C的最大應(yīng)力為（<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié)，李永堂等主編）： 其中 ---標(biāo)稱壓力； ---曲柄頸長度； ---曲柄徑直徑； ---圓角半徑。 所以得： =50.3<=100 在B-B 截面上也受到彎扭聯(lián)合作用，但此扭矩比彎矩大的多，故忽略彎矩的影響。 由公式得最大剪應(yīng)力為： 式中 ---標(biāo)稱壓力 ---支承頸直徑； ----公稱當(dāng)量力臂。 又有公式： =R(sin)+ 注： R---曲柄半徑; ---曲柄轉(zhuǎn)角; ---連桿系數(shù); ---摩擦系數(shù); 取 =20°；; (見教材). 求得: = =26.26 所以: =30.24MPa<=75MPa 所以綜合分析:強(qiáng)度符合要求. 3.曲軸剛度的計算 計算公式見（<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié)，李永堂等主編）： 簡化式為: =｛ ｝ 式中 ——標(biāo)稱壓力； E---彈性模量,鋼曲軸E=2.1×(N/); ——曲柄頸長度； b---曲柄臂厚度； r——圓角半徑； h---曲柄臂厚度； a---曲柄臂寬度； c---曲柄臂形心至曲柄頸心形心的距離。 、、 ---支承頸、曲柄臂、曲柄臂的慣性矩， =， =,==； 、——支承頸、曲柄頸的直徑； a、b、c、h的尺寸圖見圖6-3。 圖 6-3（參考圖） 其余尺寸同上。 所以算得： 6.3 滾動軸承的設(shè)計計算 6.3.1 軸承的選擇 在軸上共有2對軸承，動腭上部兩端為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，選深溝球軸承。以雙列球面滾子軸承為例，材料選用為了ZcuPb30,結(jié)構(gòu)參見《機(jī)械設(shè)計手冊、單行本、軸承、成大先主編》選為23121，為雙列調(diào)心磙子軸承。 6.3.2 軸承的驗(yàn)算 1.已知d=105mm的調(diào)心磙子軸承，軸承受徑向載荷=494.22KN，轉(zhuǎn)速n=38r/min, 要求壽命=500h。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計師手冊》P6-200（6-2-1） C——基本額定動載荷計算值，N; P——當(dāng)量動載荷，按式（6-2-2）計算，N ——壽命因數(shù)，按表6-2-8選?。? ——速度因數(shù)，按表6-2-9選取； ——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時=1.5，力矩載荷較大是=2； ——沖擊載荷因數(shù)，按表6-2-10； ——溫度因數(shù)，按表6-2-11選??； 查表6-2-8至6-2-11得：=1；=0.961；=2； =2； =1.0 ==1664KN KN<480KN 所以該軸承符合 七． 用solidworks 對一個主要零件進(jìn)行有限元分析 7.1 Solidwork軟件介紹 在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，許多產(chǎn)品的外觀和一些零件的形狀是不規(guī)則的，要完成這些不規(guī)則的零件的設(shè)計，單靠簡單的造型特征是難以完成的，還必須依靠一些構(gòu)造特殊特征的功能。對于廣大的設(shè)計師來說，設(shè)計軟件只能提供構(gòu)建復(fù)雜曲面和不規(guī)則實(shí)體特征的功能是不夠的，還要求能夠方便快速地使用這些功能。Solidworks就是這樣一個功能強(qiáng)大又方便好用的3D設(shè)計軟件。 7.2 Comosworks功能和特點(diǎn) COSMOSWorks使用SRAC公司開發(fā)的當(dāng)今世上最快的有限元分析算法——快速有限元算法（FFE），完全集成在Windows環(huán)境并與Solidworks軟件無縫集成。從最近的測試表明，快速有限元算法（FFE）提升了傳統(tǒng)算法50-100倍的解題速度，并降低磁盤存儲空間，只需原來的5%就夠了；更重要的是，它在微機(jī)上就可以解決復(fù)雜的分析問題，節(jié)省使用者在硬件上的投資。 SRAC公司的快速有限元算法（FFE）比較突出的原因如下： （1）快速有限元算法參考以往的有限元求解算法的經(jīng)驗(yàn)，以C++語言重新編寫程序，程序代碼中盡量減少循環(huán)語句，并引如當(dāng)今世界范圍內(nèi)軟件程序設(shè)計信技術(shù)的精華。因此極大提高了求解器的速度。 （2）快速有限元算法使用新的技術(shù)開發(fā)、管理其資料庫，使程序在讀、寫、打開、保存資料及文件時，能夠大幅提升速度。 （3）快速有限元算法按獨(dú)家數(shù)值分析經(jīng)驗(yàn)，搜索所有可能的預(yù)設(shè)條件組合來解題，所以在 求解時快速而能收斂。 COSMOSWorks:為設(shè)計工程師在SolidWorks的環(huán)境下，提供比較完整的分析手段。憑借先進(jìn)的快速有限元技術(shù)（FFE），工程師能非常迅速地實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模的復(fù)雜設(shè)計的分析和驗(yàn)證，并且獲得修正和優(yōu)化設(shè)計所需的必要信息。 7.3 對一個主要零件的有限元分析 對偏心軸進(jìn)行有限元分析 7.3.1建模 1.新建文件，啟動Solidworks2007,選擇菜單命令“文件”→“新建”或點(diǎn)擊工具，在打開的“新建Solidwork文件”對話框中，選擇“零件”按鈕，單擊【確定】按鈕。 2.創(chuàng)建軸基礎(chǔ)造型，在FeatureManager設(shè)計樹中選擇“前視”基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊“草圖繪制”按鈕，以原點(diǎn)為圓心繪制一個圓，使用智能尺寸為草圖標(biāo)注尺寸，直徑為170mm；選擇拉伸/凸臺按鈕，拉伸該圓，拉伸深度為200mm。如圖7-1 圖7-1 在拉伸后的端面上繪制一個直徑為150mm的圓，選擇草圖幾何關(guān)系，選擇與上一步繪制的圓同心；拉伸該圓，拉伸深度為150mm。如圖7-2 圖7-2 在拉伸后的端面上繪制一個直徑為120mm的圓，選擇智能尺寸，圓心與上一步繪制的圓的圓心距離為13.38mm；拉伸該圓，拉伸深度為80mm。如圖7-3 圖7-3 拉伸后的端面上繪制一個直徑為105mm的圓，選擇草圖幾何關(guān)系，選擇與上一步繪制的圓同心；拉伸該圓，拉伸深度為70mm。如圖7-4 圖7-4 拉伸后的端面上繪制一個直徑為95mm的圓，選擇草圖幾何關(guān)系，選擇與上一步繪制的圓同心；拉伸該圓，拉伸深度為216mm。如圖7-5 圖7-5 拉伸后的端面上繪制一個直徑為88mm的圓，選擇草圖幾何關(guān)系，選擇與上一步繪制的圓同心；拉伸該圓，拉伸深度為184mm。如圖7-6 圖7-6 鏡像上幾步繪制的凸臺，以第一個繪制的圓為對稱面進(jìn)行鏡像如圖7-7 圖7-7 7.3.2 分析類型和選項(xiàng) 1.單擊工具欄中的Cosmosworks,進(jìn)入有限元分析界面，單擊研究按鈕，或選擇命令“COSMOSWorks” →“研究”。 2.在彈出的“研究”對話框中，定義“研究名稱”、“分析類型”和“網(wǎng)格類型”。 3.對定義好“研究名稱”、“分析類型”和“網(wǎng)格類型”的研究專題，單擊“屬性”按鈕，在彈出的對應(yīng)屬性對話框中進(jìn)一步定義它的屬性，。 4.COSMOSWorks的基本模塊，提供8種分析類型。分別是：靜態(tài)、頻率、扭曲、熱力、優(yōu)化、非線性、掉落測試、疲勞等。本次選靜態(tài)分析模塊 5.劃分網(wǎng)格時有限元分析中非常重要的一步，COSMOSWorks提供了3種網(wǎng)格