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XX學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目 ： 石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 姓名 ： XX 學(xué)號(hào) ： XXXXXXXX 班級(jí) ： X班 年級(jí) ： XXXX級(jí) 專業(yè) ： XXXXXX 學(xué)院 ： XXXX學(xué)院 指導(dǎo)教師 ： XXX 教 授 完成時(shí)間 ： 2016年 3 月12日 作者聲明 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸XX學(xué)院所有。 特此聲明 作者專業(yè) ： XXXXXX 作者學(xué)號(hào) ： XXXXXX 作者簽名 ： 2016年 月 日 石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì) Design of stone crusher Liu, Mou mou 2016年 3 月 12 日 摘 要 在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個(gè)行業(yè)在受到其他國家先進(jìn)技術(shù)沖擊的同時(shí)，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機(jī)會(huì)也變的越來越多。石料破碎機(jī)行業(yè)通過行業(yè)展會(huì)、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實(shí)力和核心競爭力，縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距。 在新的市場需求的驅(qū)動(dòng)下，礦山開采設(shè)備的更新和優(yōu)化升級(jí)更加迫切。國內(nèi)石料破碎機(jī)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的石料破碎機(jī)械設(shè)備，在綠色環(huán)保化礦山開采的轉(zhuǎn)變中揮積極作用。一般生產(chǎn)大型石料破碎機(jī)設(shè)備的企業(yè)對(duì)設(shè)備環(huán)保指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，都充分考慮到設(shè)備在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的種種問題，從而減少設(shè)備因?yàn)檎駝?dòng)或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi)石料破碎機(jī)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的低碳經(jīng)濟(jì)、綠色世界主題保持一致。加大石料破碎機(jī)設(shè)備新型節(jié)能綠色環(huán)保石料破碎機(jī)的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 破碎機(jī)的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前破碎機(jī)正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動(dòng)化方向發(fā)展。 本文介紹了石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)該圓錐式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)鏈短、效率高、易加工、使用和維護(hù)都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作。 石料破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等，適用于中、細(xì)碎普氏硬度f=5-16的各種礦山和巖石，如鐵礦石、有色金屬礦石、花崗巖、石灰?guī)r、石英巖、沙巖、鵝卵石等。它工作時(shí)，電機(jī)通過三角帶、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)偏心套旋轉(zhuǎn)，動(dòng)錐在偏心套作用下做旋擺運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)錐和定錐時(shí)而靠近時(shí)而偏離。物料在破碎腔內(nèi)不斷受到擠壓、沖擊而破碎，破碎的物料經(jīng)篩選靠自重從下部排出。 關(guān)鍵詞：石料破碎機(jī)；中心距；彎曲疲勞強(qiáng)度；彎曲許用應(yīng)力 - 0 - Abstract Under the global economic development environment,Chinas various industries in other countries by the advanced technology of impact at the same time.More and more enterprises with foreign brand communication opportunities will become Cone crusher industry through a variety of ways industry exhibition, scientific research cooperation A variety of approaches of scientific research cooperation Constantly improve their own strength and core competitiveness Shorten the gap with the developed countries. This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors. Key word:cone crusher;centre-to-centre spacing;endurance bending strength; shear or transverse bending. - 1 - 目 錄 1 緒論 1 1.1石料破碎機(jī)的發(fā)展概況..................................................................................................1 1.2石料破碎機(jī)的應(yīng)用........................................................................................................... 2 1.3各種石料破碎機(jī)的特點(diǎn)..................................................................................................4 2 石料破碎機(jī)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2.1石料破碎機(jī)的工作原理 6 2.2石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式 6 2.2.1石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu).....................................................................................6 2.2.2石料破碎機(jī)的布置方式.............................................................................7 3 石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................7 3.1電動(dòng)機(jī)的選擇及軸的計(jì)算.................................................................................8 3.1.1主電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配...........................................................9 3.1.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇...................................................................................10 3.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算.................................................11 3.3偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算..........................................................................11 3.4偏心軸套與止推盤的設(shè)計(jì)...............................................................................13 3.5破碎腔的平行碎礦區(qū)...............................................................................15 3.6帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).................................................................................16 3.6.1設(shè)計(jì)功率.............................................................................16 3.6.2選定帶型.................................................................................17 3.6.3傳動(dòng)比....................................................................................18 3.6.4小帶輪基準(zhǔn)直徑......................................................................18 3.6.5大帶輪基準(zhǔn)直徑......................................................................18 3.6.6 帶速驗(yàn)算...............................................................................19 3.6.7 初定軸間距............................................................................20 3.6.8 所需帶的基準(zhǔn)長度.................................................................20 3.6.9 實(shí)際軸間距............................................................................20 3.6.10 小帶輪包角..........................................................................21 3.6.11單根V帶的基本額定功率.......................................................21 3.6.12 時(shí)單根V帶型額定功率增量............................................22 3.6.13 V帶的根數(shù)............................................................................22 3.6.14 單根V帶的預(yù)緊力................................................................23 3.6.15作用在軸上的力....................................................................23 3.6.16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸.................................................................24 3.7壓縮彈簧的設(shè)計(jì).............................................................................24 3.8螺栓的選型計(jì)算.............................................................................25 4 各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算............................................................26 4.1滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算..............................................................27 4.2偏心軸強(qiáng)度的校核結(jié)論......................................................................28 總結(jié).........................................................................................................29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 1 緒論 1.1破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國從1953年開始生產(chǎn)側(cè)面排礦的旋回破碎機(jī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造中心排礦的500、700、900、1200旋回破碎機(jī)之后，為了適應(yīng)水泥行業(yè)的需要，1959 年又制造了700、1000、1200鱷式破碎機(jī)，并制造了500、700、900、1200、底部單缸液壓旋回破碎機(jī)。 為了滿足冶金工業(yè)發(fā)展需要，我國于1970年研制了大型旋回破碎機(jī)。也曾設(shè)計(jì)制造頂部單缸900液壓旋回破碎機(jī)，并裝有自動(dòng)調(diào)整排料口與過鐵報(bào)警裝置，但在某礦使用不佳。經(jīng)過多年實(shí)踐摸索，于80年代研制1200/140輕型底部單缸液壓旋回破碎機(jī)，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。近幾年又研制出PX1400/170底部單缸液壓旋回破碎機(jī)，其設(shè)計(jì)能力為1750th/，實(shí)際達(dá)到2508th/，是設(shè)計(jì)值的1.6倍，同時(shí)其排料中細(xì)顆粒含量較多，大于排料口尺寸的顆粒僅占17.4%。 目前機(jī)械式旋回破碎機(jī)將逐漸被液壓旋回破碎機(jī)所代替。石料破碎機(jī)是1953 年開始仿蘇2100和1“O彈簧石料破碎機(jī)而設(shè)計(jì)。1954年開始自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了1200 彈簧石料破碎機(jī)。1958年又設(shè)計(jì)制造了大型2200彈簧石料破碎機(jī)。70年代已研制出1200，1650，2200多缸液壓石料破碎機(jī)的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復(fù)研制與實(shí)踐， 相繼克服了舊系統(tǒng)彈簧不足，零件強(qiáng)度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺點(diǎn)，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列彈簧破碎機(jī)有600，900，1200，1750，2200五個(gè)規(guī)格十四種腔型，底部單缸液壓石料破碎機(jī)有900，1200，1650，2200四個(gè)規(guī)格十二種型腔。 目前石料破碎機(jī)己達(dá)到系列化，規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度，可以說產(chǎn)品齊全，使用可靠，深受國內(nèi)外用戶歡迎。特別是上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司是破碎機(jī)專營廠家，其破碎機(jī)質(zhì)量優(yōu)良馳名國內(nèi)外?？傮w上講，國產(chǎn)石料破碎機(jī)與世界先進(jìn)國家同類型破碎機(jī)比較，在質(zhì)量和性能上還有差距。為趕超世界先進(jìn)水平，近年沈陽重型機(jī)器廠引進(jìn)美國諾得貝格(Nordberg)公司西蒙思S(ymons)旋盤式石料破碎機(jī)技術(shù)(Gyrdasiocrushesr)，并合作生產(chǎn)系列石料破碎機(jī)產(chǎn)品。此外，某選礦公司引進(jìn)美國阿利斯卡爾默斯(Allis一Chalmer)s公司(以下簡稱AC公司)底部單缸液壓石料破碎機(jī)和旋盤式破碎機(jī)。某銅礦引進(jìn)美國AC公司中細(xì)碎液壓石料破碎機(jī)。有的水電站采用48ni和66ni旋盤破碎機(jī)，用與人工造沙。600、900破碎機(jī)在某金礦使用 效果也很好。 1.2石料破碎機(jī)的應(yīng)用 石料破碎機(jī)適用于冶金、建筑、筑路、化學(xué)及硅酸鹽行業(yè)中原料的破碎，根據(jù)破碎原理的不同和海量產(chǎn)品顆粒大小不同，又分為很多型號(hào)。破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。石料破碎機(jī)破碎比大、效率高、能耗低，產(chǎn)品粒度均勻，適合中碎和細(xì)碎各種礦石，巖石。目前國內(nèi)外典型的石料破碎機(jī)產(chǎn)品圖片如下圖1、2所示： 圖1 石料破碎機(jī) 圖2 石料破碎機(jī) 1.3各種石料破碎機(jī)的特點(diǎn) 國內(nèi)外石料破碎機(jī)有許多類型，各型破碎機(jī)性能 都不一樣，同一種機(jī)型，不同的生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品性能也會(huì)有所不同?，F(xiàn)就國內(nèi)已有的石料破碎機(jī)各機(jī)型與性能進(jìn)行比較，從中可以看出哪種破碎機(jī)的性能更優(yōu)越，進(jìn)而找出石料破碎機(jī)的發(fā)展方向。 由于西蒙斯破碎機(jī)的性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的彈簧式石料破碎機(jī)，所以近年來國內(nèi)各破碎機(jī)制造廠紛紛開發(fā)這種破碎機(jī)，國產(chǎn)傳統(tǒng)彈簧石料破碎機(jī)越來越少。近年來，新制訂的彈簧石料破碎機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)(報(bào)批稿)與西蒙斯石料破碎機(jī)的參數(shù)基本相近，故傳統(tǒng)彈簧石料破碎機(jī)遲早會(huì)被淘汰。表1給出了諾得伯格公司的西蒙斯、旋盤式、G型單缸液壓石料破碎機(jī)和HP系列多缸液壓石料破碎機(jī)的主要性能指標(biāo)。由表1數(shù)據(jù)可知，生產(chǎn)能力最高和能耗最低的是HP系列破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度也是HP系列破碎機(jī)最好。 旋盤式破碎機(jī)能耗高，而其產(chǎn)量又比西蒙斯破碎機(jī)稍低，然而小于5mm粒級(jí)的產(chǎn)量大于西蒙斯破碎機(jī)，因此，該機(jī)雖然能耗高，但它可給下段磨機(jī)提供更多的細(xì)粒原料，使磨機(jī)達(dá)到“多碎少磨”的節(jié)能效果。從這個(gè)觀點(diǎn)來說，旋盤式破碎機(jī)優(yōu)于西蒙斯破碎機(jī)，但不如HP系列破碎機(jī)。所以，諾得伯格公司自稱HP系列破碎機(jī)為新的第三代產(chǎn)品。G型破碎機(jī)與西蒙斯破碎機(jī)相比還是優(yōu)于彈簧破碎機(jī)。從上述4種破碎機(jī)的比較結(jié)果可知，旋盤式與HP系列破碎機(jī)采用層壓破碎原理，可以實(shí)現(xiàn)選擇性破碎，所以這兩種機(jī)型性能優(yōu)越；而HP系列破碎機(jī)不僅采用層壓破碎，又是一種高能石料破碎機(jī)，所以它的性能更加優(yōu)越。Svedala集團(tuán)生產(chǎn)的H1000系列和山特維克公司生產(chǎn)的H1800系列單缸液壓石料破碎機(jī)都是來自美國阿利斯一查爾默斯Allis-Chalmars)公司(簡稱AC公司)的H系列高能石料破碎機(jī)。山特維克公司稱H1800系列是第三代產(chǎn)品，也是一種高能石料破碎機(jī)。慣性石料破碎機(jī)也是一種高能石料破碎機(jī)?，F(xiàn)將上述3種高能石料破碎機(jī)的主要性能列于表2。由表2數(shù)據(jù)可知H-8000超細(xì)型與HP700細(xì)型相比，后者粒度細(xì)，產(chǎn)量高，能耗低，但前者破碎比稍大些。H-8000細(xì)型與HP700中型相比，后者產(chǎn)量高許多，能耗也比較低，但HP700質(zhì)量并不輕，因?yàn)楸?中的質(zhì)量不包括破碎機(jī)液壓系統(tǒng)部分。H-8000細(xì)型KИД-2200慣性破碎機(jī)相比，后者性能優(yōu)于前者，但它的質(zhì)量是前者的2.1倍，慣性破碎機(jī)破碎比很大，可以簡化破碎工藝流程，這又是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。KИД-2200與HP700中型破碎機(jī)相比，后者粒度10mm以下產(chǎn)290t/h比前者12m以下的產(chǎn)量300t/h少10t/h，但粒度2mm；后者能耗為1.724kW?h/t，前者為2.00kW?h/t；從破碎機(jī)質(zhì)量來看，前者為140t，但它的破碎比較大，這兩種破碎機(jī)性能都比H1000系列破碎機(jī)優(yōu)越。原因是雖然表2中列舉的破碎機(jī)都屬高能破碎機(jī)，但H1000系列破碎機(jī)不是采用層壓破碎原理，不能實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。此外，H1000系列和G型破碎機(jī)同樣具有前述單缸液壓石料破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且?guī)в凶钕冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。山特維克H1800系列比H1000系列破碎機(jī)更優(yōu)越，可以認(rèn)為它是一種高能層壓石料破碎機(jī)。通過前述比較可以認(rèn)為HP系列和H1800系列破碎機(jī)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的兩種破碎機(jī)，并受到國內(nèi)外用戶的好評(píng)。 2 石料破碎機(jī)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1石料破碎機(jī)的工作原理 石料破碎機(jī)的主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架、偏心軸、飛輪、定鄂板、肘板共四個(gè)機(jī)構(gòu)組成。另有其他輔助零件，如電機(jī)安裝板、襯板、擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動(dòng)螺釘、鎖緊裝置。下圖3即為石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖： 圖3 石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，他是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件，即原動(dòng)件，其余構(gòu)件都是從動(dòng)件。當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)鄂3做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而將礦石壓碎。下圖4、5即為石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)圖與運(yùn)動(dòng)簡圖： 圖4 石料破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖5 石料破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 2.2石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式 2.2.1石料破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 石料破碎機(jī)的組成部分主要有機(jī)架部分；傳動(dòng)軸部分；偏心軸部分； 球面軸承部分；主動(dòng)力部分；調(diào)整部分。 2.2.2布置方式 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪與偏心軸上面的飛輪固聯(lián)成一整體，他是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件，即原動(dòng)件，其余構(gòu)件都是從動(dòng)件。當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)鄂3做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而將礦石壓碎。 3 石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1主電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 3.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機(jī)專用電動(dòng)機(jī)，又根據(jù)工況選擇YZR280M-10型電動(dòng)機(jī)，額定功率P0=55kw,同步轉(zhuǎn)速n0=556r/min. 3.1.2傳動(dòng)比的分配 根據(jù)PYB900標(biāo)準(zhǔn)石料破碎機(jī)的實(shí)際工作的空偏心軸轉(zhuǎn)數(shù)nw=335r/min,得： （3.1） 3.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： KW （3.2） r/min （3.3） =Nmm （3.4） 1軸（小齒輪軸）： KW （3.5） r/min （3.6） =Nmm （3.7） 2軸（筒體） KW （3.8） r/min （3.9） =Nmm （3.10） 3.3偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸作為機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動(dòng)部件的安裝，傳動(dòng)的扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸進(jìn)行，而且經(jīng)過軸承和機(jī)架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計(jì)成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個(gè)裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 偏心軸是石料破碎機(jī)的最關(guān)鍵零件，對(duì)于保證破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和提高破碎機(jī)能力有著重要的意義。 偏心軸設(shè)計(jì)首先是確定它的受力情況。破碎機(jī)工作時(shí)，由于制造、安裝、檢修等原因，常會(huì)出現(xiàn)偏心軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按偏心軸處于最不利的這種情況，作為偏心軸受力狀態(tài)，并且按承受最大破碎力和正常破碎力F兩種集中載荷（圖4.9）計(jì)算偏心軸的強(qiáng)度。 取動(dòng)錐為分離體，用圖解可以求得和對(duì)O點(diǎn)的力矩 （3.54） （3.55） 將和分解到動(dòng)錐平面和垂直于進(jìn)動(dòng)平面的力矩 （3.56） （3.57） （3.58） （3.59） 式中 —偏心套給偏心軸的反力與進(jìn)動(dòng)平面的夾角，一般=15~25。 此外，動(dòng)錐在進(jìn)動(dòng)平面內(nèi)還作用著旋回力矩和重力矩，故 （3.60） （3.61） （3.62） （3.63） 所以，動(dòng)錐上各力對(duì)O點(diǎn)的總力矩為： 和被偏心軸套給偏心軸下端的實(shí)際反力和對(duì)O點(diǎn)的力矩所平衡，所以： （3.64） （3.65） 已知或后，把動(dòng)錐的偏心軸看成懸臂梁，則其危險(xiǎn)斷面上的彎曲應(yīng)力為 （3.66） （3.67） 對(duì)于強(qiáng)度限為50~65MPa的優(yōu)質(zhì)鋼，=100~120MPa；=200~240MPa。 利用上述方法，可以求得偏心軸危險(xiǎn)斷面b—b的直徑。然后，根據(jù)破碎機(jī)的進(jìn)動(dòng)角、錐襯套的結(jié)構(gòu)尺寸大小以及偏心軸與錐襯套上下口間隙，便可決定偏心軸下端直徑的值。偏心軸上部與動(dòng)錐內(nèi)孔相配合部位的軸向的尺寸，可按設(shè)計(jì)確定的破碎腔椎體部分尺寸并參考實(shí)際資料確定。偏心軸與椎體內(nèi)孔相配合部位的直徑，可參考實(shí)際資料確定。 動(dòng)錐體內(nèi)孔與偏心軸采用過盈配合，早期生產(chǎn)的破碎機(jī)采用H7/V6，由于兩配合面松動(dòng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，以及這種配合產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，斷軸的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，故后期生產(chǎn)的破碎機(jī)椎體與偏心軸采用H7/S6配合，效果較好。 設(shè)計(jì)偏心軸時(shí)，應(yīng)特別注意：適當(dāng)加大不同直徑交界面的圓角；保證所必須的制造精度和表面粗糙度，盡量減少應(yīng)力集中；若條件允許，在椎體球面與偏心軸配合部位兩側(cè)增加卸載槽。 3.4偏心軸套與止推盤的設(shè)計(jì) 由最大破碎力產(chǎn)生的最大力矩，應(yīng)被偏心軸套上的支反力對(duì)O點(diǎn)的力矩所平衡，則 （3.68） 式中 —作用線到球面中線O點(diǎn)的力臂。 破碎機(jī)大錐齒輪是固裝在偏心軸套的頭部，兩者為同一中心線。當(dāng)破碎機(jī)工作時(shí)，由于大錐齒輪與偏心軸套不是繞它本身中心線旋轉(zhuǎn)，是以直襯套間隙之半為半徑繞破碎機(jī)中性線作圓周運(yùn)動(dòng)，所以破碎了一對(duì)齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生附加的沖擊振動(dòng)和附加的滑動(dòng)磨損，致使齒輪壽命縮短，甚至打牙齒。 對(duì)此問題作如下分析，若能使大錐齒輪繞固定中心線旋轉(zhuǎn)，可消除由于大錐齒輪這種特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)帶來的上述問題，因此，可使大錐齒輪中心孔與偏心軸套中心線偏離一個(gè)距離，即使大錐齒輪內(nèi)孔中心線與機(jī)架（直襯套）中心線相重合。這樣，大錐齒輪不論在破碎機(jī)有載時(shí)還是無載時(shí)，它都是繞著破碎機(jī)固定中心線旋轉(zhuǎn)。所以，這樣改后的一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)，基本上保證了一對(duì)齒輪正確的嚙合條件，從而消除了所產(chǎn)生的附加沖擊振動(dòng)和附加滑動(dòng)磨損。 具體可以改變大錐齒輪內(nèi)孔中心位置，也可以改變與大錐齒輪內(nèi)孔相配合部位偏心軸套的中心位置。 鑄鐵偏心軸套本身結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)已有實(shí)際資料確定。 偏心軸套支撐在止推軸承上，止推軸承有兩種：一種是平面滾動(dòng)軸承，一種是平面滑動(dòng)軸承。后者是止推盤組成，其中有用兩塊盤的，有用三塊盤的，也有用四塊盤的。上盤主動(dòng)，最下盤是固定的，中間盤是浮動(dòng)的。由于兩塊盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較大，磨損快，其中浮動(dòng)盤的相對(duì)速度較低，磨損較輕。但盤數(shù)太多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且累積較大，為了調(diào)整齒輪間隙，常在最下盤下面加數(shù)片較薄的墊片，而且現(xiàn)場都用沒經(jīng)加工的鐵皮墊片，這樣，累積誤差較大，使偏心軸套產(chǎn)生歪斜，導(dǎo)致破碎機(jī)事故發(fā)生。因此，設(shè)計(jì)止推盤時(shí)，就該同時(shí)設(shè)計(jì)不同厚度的調(diào)整墊片，當(dāng)然這些墊片都應(yīng)經(jīng)過切削加工的，這樣給用戶帶來方便。 已知本石料破碎機(jī)直襯套內(nèi)徑d=690mm、直襯套高度為880mm、承壓面積 S=5795cm。按正常平均壓力2MPa計(jì)算，可求得直襯套與錐襯套的正壓力為 N。 當(dāng)偏心套轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí)，可求得單位壓力P=1.17MPa；pV=8.45MPam/s。當(dāng)潤滑條件較好時(shí)，其pV值為8~12MPam/s，在條件允許范圍內(nèi)。 3.5破碎腔的平行碎礦區(qū) 破碎腔的平行區(qū)也叫平行帶。為了保證破碎產(chǎn)品達(dá)到一定的細(xì)讀和均勻度，石料破碎機(jī)在破碎腔下部必須設(shè)有一段平行區(qū)。若平行區(qū)過長，與同規(guī)格破碎機(jī)在相同條件下比較，生產(chǎn)能力減小，而且隨襯板磨損，平行區(qū)越來越長，易使破碎機(jī)產(chǎn)生堵塞，增加能耗。由于平行區(qū)越長，磨損越不均勻，使產(chǎn)品粒度更加不均勻。 從受力情況來說，平行區(qū)減短使破碎力下移，能改善偏心軸受力情況。但平行帶過短，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中合格品含量下降。 平行帶產(chǎn)度l，可以根據(jù)動(dòng)錐擺動(dòng)次數(shù)以及底錐角和擺動(dòng)行程等計(jì)算。其原則是：對(duì)中碎機(jī)，保證礦石在平行區(qū)里被壓碎1~2次；對(duì)于細(xì)碎機(jī)，保證礦石在平行區(qū)里被壓碎2~3次。 平行帶長度也可以根據(jù)動(dòng)錐底部直徑計(jì)算。 l=（0.08~0.085）D （3.7） 式中D為破碎錐的底部直徑。 l=（0.08~0.085） 900=72~76.5mm 取l為75mm。 3.6帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.6.1設(shè)計(jì)功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P－傳遞的功率 3.6.2 選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶A型，－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min 3.6.3 傳動(dòng)比 1.76 ＝＝ 3.6.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝100mm>＝75r/min 3.6.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B3表8－7得=180mm 3.6.6 帶速驗(yàn)算 3.6.7 初定軸間距（mm） 3.6.8 所需帶的基準(zhǔn)長度（mm） ＝ ＝886mm 依B1表8－1－8?。?00mm，即帶型為A－900 3.6.9 實(shí)際軸間距 3.6.10 小帶輪包角 = = 3.6.11單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號(hào)、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取1.32kw 3.6.12 時(shí)單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號(hào)、和查B1表8－1－27（c） 取0.15kw 3.6.13 V帶的根數(shù)Z Z = －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 3.6.14 單根V帶的預(yù)緊力 = =134（N） m－V帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 3.6.15作用在軸上的力 －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍 3.6.16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準(zhǔn)寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查B1表8－1－16確定輪輻，帶輪的零件圖如下圖6所示： 圖6 帶輪的零件圖 3.7壓縮彈簧的設(shè)計(jì) 本次進(jìn)行壓縮彈簧的計(jì)算，先大概選取纏繞比C，彈簧材料:65Mn，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度:怠速級(jí)剛度Kl，行駛級(jí)剛度Krz對(duì)于兩級(jí)壓縮。已知條件可知，則彈簧剛度的計(jì)算為: 壓縮器總剛度K，彈簧的剛度K1，彈簧的剛度K1=4282. 1 N/m外層彈簧的剛度Kz=11065.0 N/m； 彈簧極限變形:彈簧的極限變形Sz: Sz=0.0821m； 彈簧的極限變形S1=0.0977m； 彈簧極限受力:彈簧的極限受力F1，彈簧的極限受力:F2 彈簧的極限受力:Fl=K1 x 51=42. 7kgf； 彈簧的極限受力:Fz=Kz x 52=92. 7kgf； 彈簧直徑:內(nèi)外彈簧d.>>彈簧直徑的公式>_1.6倍； 彈簧dl=2. 98mm； 其中Kl=1. 34 C1=4. 6 [ z ] =76； 彈簧中徑:彈簧的中徑D1和D,彈簧的中徑計(jì)算公式:D=Cd； 彈簧的中徑D1=13. 708mm，查表取整Dl=12mm; 彈簧的中徑D.,=23. 24mm，查表取整D.,=2 5mm ; 彈黃有效圈數(shù):n1=40,彈簧實(shí)際圈數(shù)n1=60； 彈簧有效圈數(shù)：n2=30, 彈簧實(shí)際圈數(shù)n2=50； 彈簧節(jié)距:t,=4. 63mm; 彈簧節(jié)距:t,=7. 54mm; 自由高度:彈簧自由高度H1和H,，自由高度計(jì)算公式: H=(n一0.5 )d+1.2F 彈簧自由高度:H1=330. 56mm; 彈簧自由高度:H2=243. 95mm; 彈簧材料長度:內(nèi)外彈簧L1和L,.計(jì)算公式:; 彈簧長度:L1=3103. 6mm; 彈簧長度:L2=2366. 58mm; 彈簧螺旋角:彈簧螺旋角a層彈簧螺旋角a1和a2 彈簧螺旋角a1=6.14 彈簧的內(nèi)外徑:內(nèi)徑D1=D2-d，外徑:D=D2+d; 彈簧內(nèi)徑D1=10; 彈簧固有頻率:內(nèi)外彈簧fl和f,計(jì)算公式:; 內(nèi)層彈簧:f=80574.2Hz; 彈簧壓并高度:彈簧Hb2=15. 43mm; 3.8螺栓的選型計(jì)算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。 2、擠壓實(shí)用計(jì)算 在工程上也使用相似剪切的計(jì)算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對(duì)于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對(duì)于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。 3、強(qiáng)度條件 剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下： 剪切強(qiáng)度條件：≤ 擠壓強(qiáng)度條件：≤ 式中 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)： ≤?≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為，所以 d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。 4 各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算 4.1滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算 （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h （4.3） h=年 由于破碎機(jī)的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于破碎機(jī)的沖擊力，軸承并不能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4.2 偏心軸強(qiáng)度的校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （3.43） 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （3.44） 抗扭截面系數(shù) mm （3.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及?。阂?，， ， 軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （3.53） 軸的截面形狀系數(shù)為 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 總 結(jié) 光陰似箭，一轉(zhuǎn)眼幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就接近尾聲了，讓我感到唏噓不已 ，在前期的時(shí)候，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)不了解的我，如無頭蒼蠅似的亂撞，然后通過大量的文獻(xiàn)查閱，漸漸的知道了石料破碎機(jī)的發(fā)展歷史，國內(nèi)外現(xiàn)狀而且發(fā)現(xiàn)了它們的不足，然后便投入了石料破碎機(jī)原理和結(jié)構(gòu)的研究中，通過本次設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)石料破碎機(jī)的工作原理，一個(gè)機(jī)器的成型，各個(gè)零部件之間都要緊密聯(lián)系，在選取數(shù)據(jù)的時(shí)候不能出一點(diǎn)差錯(cuò)，一點(diǎn)錯(cuò)，就會(huì)讓我的設(shè)計(jì)功虧一簣。正所謂：一步錯(cuò)，步步錯(cuò)。通過石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)我了解到偏心軸機(jī)構(gòu)，V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合的重要性 通過本次設(shè)計(jì)，我還提高了利用制圖軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于實(shí)物，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會(huì)引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動(dòng)。在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，我的老師和同學(xué)學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類石料破碎機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)。另外也感謝我的父母，在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本職工作做好。 直到符合要求。 參考文獻(xiàn) [1] 張華 機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 北京：科學(xué)出版社，2004.5 [2] 李念 石料破碎機(jī)概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 張棟 石料破碎機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí). 石料破碎機(jī)工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 加工專機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠(yuǎn). 石料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010版本 [9] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng).機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機(jī)械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 石料破碎機(jī)原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2004.4 [13] 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.華中科技大學(xué)出版社，2001.3 [14] 劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12 [15] 章宏甲，黃誼，王積偉. 石料破碎機(jī)的逆向設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 [16] 胡泓，姚伯威.機(jī)電一體化原理及應(yīng)用. 北京：國防工業(yè)出版社，2000.6 [17] 陳鐵鳴 石料破碎機(jī)的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.7 [18] 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