錘式破碎機(jī)的設(shè)計【含4張CAD圖紙+文檔】

錘式破碎機(jī)的設(shè)計【含4張CAD圖紙+文檔】,含4張CAD圖紙+文檔,破碎,設(shè)計,cad,圖紙,文檔 錘式破碎機(jī)的設(shè)計摘要錘式破碎機(jī)大量應(yīng)用于水泥廠、電廠等各個部門，所以，它的設(shè)計有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗。其設(shè)計的實質(zhì)是，在完成總體的設(shè)計方案以后，就指各個主要零部件的設(shè)計、安裝、定位等問題，并對個別零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和試驗。并在相關(guān)專題中，對錘頭的壽命延長進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。在各個零部件的設(shè)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(qiáng)度的校核是，要運用的相關(guān)公式，進(jìn)行危險部位的分析、查表、作圖和計算等。并隨后對整體進(jìn)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(jìn)行分析，以保證破碎機(jī)最終設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。關(guān)鍵詞：錘式破碎機(jī)；錘頭；強(qiáng)度；公差The Design Of the Hammer CrusherAbstractHammer 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 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.Keywords: Hammer type breakers, hammer, intensity, tolerance不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印- II -目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 選題分析11.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀11.3.1 國內(nèi)發(fā)展情況11.3.2 國外發(fā)展情況2第2章 原理及其設(shè)計方案的確定32.1 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理32.1.1 破碎原理32.1.2 破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)32.2 設(shè)計方案42.3 本章小結(jié)4第3章 錘式破碎機(jī)的電動機(jī)功率的計算和選擇53.1破碎機(jī)電動機(jī)功率的計算53.1.1 綜合各種因素計算功率53.1.2 根據(jù)生產(chǎn)實踐以及引用經(jīng)驗公式計算電動機(jī)功率63.2 電動機(jī)型號的選擇73.3 本章小結(jié)7第4章 錘式破碎機(jī)的主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的84.1 轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)84.2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定84.3轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計94.3.1轉(zhuǎn)子軸尺寸設(shè)計94.3.2轉(zhuǎn)子軸的校核114.4錘頭參數(shù)的設(shè)計124.4.1錘頭質(zhì)量確定的理論分析124.4.2錘頭質(zhì)量參數(shù)的確定144.5帶傳動部分的設(shè)計164.5.1 設(shè)計步驟和方法164.5.2 帶輪的設(shè)計184.6圓盤的設(shè)計194.7角接觸球軸承的選擇及校核204.8鍵的選擇及校核204.8.1轉(zhuǎn)子上鍵的校核214.8.2皮帶輪上鍵的校核214.9本章小結(jié)21第5章 電渦流傳感器的選擇、功能原理及其結(jié)構(gòu)235.1選擇電渦流傳感器235.2電渦流傳感器工作的原理235.3電渦流傳感器結(jié)構(gòu)255.3.1探頭結(jié)構(gòu)255.3.2延伸電纜255.4本章小結(jié)26結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行- IV -第1章 緒論1.1 課題背景錘式破碎機(jī)是破碎的一種設(shè)備，尤其是適用于1215t/h礦山煤等硬度的物料破碎。能等硬度的調(diào)節(jié)破碎細(xì)度，具有生產(chǎn)效率高、能耗小、使用安全、維修方便等優(yōu)點，所以得到了很多礦站的親睞。為了使錘擊破碎機(jī)得以進(jìn)一步改進(jìn)，在標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化方面日趨完善，現(xiàn)對錘式破碎機(jī)的性能因素和質(zhì)量要素等方面進(jìn)行分析、研究和討論，使其不但在結(jié)構(gòu)和功能上更加先進(jìn)合理，而且更加有利于環(huán)境保護(hù)1.2 選題分析我的畢業(yè)設(shè)計題目是錘式破碎機(jī)設(shè)計。破碎機(jī)是冶金、礦山、電力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的設(shè)備，每年有大量的原料和再利用的廢物都需要用破碎機(jī)進(jìn)行處理。如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達(dá)到單體分離，就需用破碎機(jī)將原礦物破碎到磨礦工藝需要的粒度，磨機(jī)再把破碎機(jī)所提供的原料磨至有余礦物單體分離的粒度。在水泥廠，需要用破碎機(jī)將原料破碎，以便燒成熟料，然后再將熟料磨細(xì)成水泥。在煉焦廠、燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃廠、粉末冶金等部門，需用破碎機(jī)磨機(jī)械將原料粉磨到下一步作用需要的粒度。在建筑和筑路業(yè)中，許大量具有一定粒度的碎石料，這些碎石料都是有各類破碎機(jī)制備的。在化工、電力部門，破碎機(jī)磨機(jī)械將原料破碎研磨，增加物料的表面積，為縮短物料化工反應(yīng)的時間創(chuàng)造有利條件。 1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)發(fā)展情況根據(jù)參考文獻(xiàn)1知我國胡景坤和徐小荷研究顆粒的粉碎時得出結(jié)論，靜壓粉碎效率為100%，單次沖擊效率在35%40左右。為了節(jié)約能量，提高粉碎效率，應(yīng)多用靜壓粉碎，少用沖擊粉碎。在各種金屬、非金屬、化工礦物原料及建筑材料的加工過程中，粉碎作業(yè)要消耗巨大的能量，而且又是個低效作業(yè)。物料粉碎過程中，由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、發(fā)熱、振動和摩擦等作用，使能源大量消耗。因而多年來界內(nèi)人士一直在研究如何達(dá)到節(jié)能、高效地完成破碎過程。 目前破碎理論、工藝和設(shè)備的研究主要著重于：(1)研究在破碎中節(jié)能、高效的理論，也力求找出新 理論突破人們已熟知的破碎三大理論；(2)研究新的非機(jī)械力的高能或多力場聯(lián)合作用的破碎設(shè)備，目前還沒見有工業(yè)化的設(shè)備，只是研究階段；(3)改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，這方面經(jīng)常是根據(jù)用戶自己需要來進(jìn)行，而不見市場上大規(guī)模生產(chǎn)或研制新設(shè)備。 1.3.2 國外發(fā)展情況物料破碎是一個歷史悠久的話題。早在20世紀(jì)50年代艾利斯時，查爾默斯公司就開始大規(guī)模研究破碎工作，60年代得出具有重大意義的結(jié)論。隨著研究的深入，人們熟知了高功率的破碎作業(yè)，可以用來改善能源效率和降低生產(chǎn)成本。B HBergstrom在研究單顆粒破碎時發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時明顯地產(chǎn)生二次破碎，一次破碎的碎片具有的動能占全部破碎能量的45。如能充分利用二次破碎能量，則可提高破碎效率。也有人指出，較小的持續(xù)負(fù)荷比短時間的強(qiáng)大沖擊更有希望破碎物料。目前“料層粉碎的理論”已為粉碎界的公認(rèn)，根據(jù)料層粉碎理論研制的新設(shè)備有美國諾德伯格公司的旋盤圓錐破碎機(jī)、俄羅斯的慣性圓錐破碎機(jī)等。 第2章 原理及其設(shè)計方案的確定2.1 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理2.1.1 破碎原理破碎機(jī)械雖然類型繁多，但按施力方法不同，對物料破碎有擠壓，彎曲，沖擊，剪切和研磨等方法，而在破碎機(jī)械中，施力情況很復(fù)雜，往往是幾中施力情況同時存在。由于物料顆粒的形狀是不規(guī)則的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同，利用機(jī)械力破碎物料按施加外力不同有如下幾種方法：1、擠壓破碎兩個破碎工作面對夾于其間的物料施加壓力，當(dāng)物料受到的壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限時而破碎。2、劈裂破碎當(dāng)兩個帶尖棱的工作面靠近時，尖棱楔入物料而使內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)其值虧過物料的抗拉強(qiáng)度極限時，物料裂開，并在尖棱與物料接觸點局部產(chǎn)生碎末。3、折斷破碎夾在工作面之間的物料如受集中力作用的簡支梁或多支梁，物料主要由于受彎曲應(yīng)力而折斷，但在物料與工作面接觸處受到劈力作用。4、沖擊破碎物料受到足夠大的瞬時沖擊力而破碎，它的破碎力是瞬時作用的，其破碎效果高，破碎效果高，破碎比大，能量消耗小。總之，掌握了物料性質(zhì)與破碎方式相適應(yīng)的道理，無論是對其它礦物，如金屬礦石，化工原料等破碎，都可正確選擇所需的破碎設(shè)備。2.1.2 破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)沖擊錘式破碎機(jī)主要由機(jī)體、轉(zhuǎn)子、蓖條體和傳動裝置四大部分組成。下面對這四大部分分別作一簡述。 1、機(jī)體 它的主要功能是支承轉(zhuǎn)子和蓖條體實現(xiàn)對物料的破碎且保證有足夠大的破碎腔使物料得以充分破碎。另外，為了防止物料對機(jī)體內(nèi)壁的磨損，在機(jī)體易磨損的內(nèi)壁上均鋪有襯板。反擊板應(yīng)能開啟至適當(dāng)位置，便于更換反擊襯板和其他襯板。打開檢修蓋后可以更換錘頭。此外，打開檢修門可將蓖條體移出更換蓖條。打開觀察門可以檢查錘頭與蓖條的間隙大小及錘頭的磨損情況。 2、傳動裝置 它的功能是馭動靜轉(zhuǎn)矩子、加速轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)子。 3、轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是本機(jī)的主要破碎工具。4、蓖條體 蓖條體是物料承受錘擊的承載體，同時又是物料排出的產(chǎn)品粒度的約束體。2.2 設(shè)計方案如圖2-1是錘式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，物料進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，受高速運動的錘子打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。在轉(zhuǎn)子下部大于篩孔尺寸的繼續(xù)受錘子打擊和研磨，最后通過篩孔排除機(jī)體外。因此在設(shè)計過程中主要考慮主軸、錘頭、軸承的受力情況，從而設(shè)計合適的主軸。 圖2-1破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖設(shè)計步驟如下:1、先初選電動機(jī)并校核；2、軸的設(shè)計計算及較核；3、給料口尺寸；4、排料口尺寸；5、錘頭質(zhì)量計算；6、軸承的選擇及較核；7、破碎機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。2.3 本章小結(jié)本章主要是介紹破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理以及設(shè)計方案的確定。第3章 錘式破碎機(jī)的電動機(jī)功率的計算和選擇3.1破碎機(jī)電動機(jī)功率的計算轉(zhuǎn)子直徑一般是根據(jù)物料的尺寸來決定。通常轉(zhuǎn)子的直徑與給礦塊的尺寸之比為48，大型破碎機(jī)則近似取2。轉(zhuǎn)子的長度視機(jī)器生產(chǎn)能力的大小而定。轉(zhuǎn)子直徑與長度的比值，一般為0.71.5，礦石抗沖擊力較強(qiáng)時，應(yīng)選取較大的比值。現(xiàn)已知給礦塊的最大粒度為100mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)n=970r/min;取轉(zhuǎn)子直徑與給礦塊的比為6，則轉(zhuǎn)子直徑 D=1006=600mm；取轉(zhuǎn)子直徑與長度的比值1.5，則長度: L=D/1.5=600/1.5=400mm3.1.1 綜合各種因素計算功率1.沖擊功率 在錘式破碎機(jī)中，每個錘頭沖擊物料的平均質(zhì)量可按以下式計算 =12.5式中 Z錘頭個數(shù)，20則在錘式破碎機(jī)中沖擊功率為=13.582kw 式中 沖擊功率，kW錘頭拖拉物料的摩擦功率 移動物料與靜止物料之間的摩擦力和錘頭與物料之間的摩擦力都消耗了功率，這部分功率可按下式計算=1.625kw 式中 摩擦功率，kW； S物料拖拉長度，0.4m； 摩擦力，N Nm f摩擦系數(shù)，f = 0.3; R轉(zhuǎn)子半徑，0.3m；2.鼓風(fēng)功率 鼓風(fēng)功率可按下式計算 式中 鼓風(fēng)功率，kW； 錘式破碎機(jī)進(jìn)出口壓差，N/m； A 錘頭側(cè)面投影面積，0.023.軸承摩擦功率 軸承摩擦功率損失率的計算如下式 式中 軸承摩擦功率，kW； 軸承摩擦力矩，Nm4.電動機(jī)功率 考慮到傳動效率，電動機(jī)功率按下式計算 式中 電動機(jī)功率，kW； 傳動效率， = 0.90.95 由于在普通型錘式破碎機(jī)中約占電動機(jī)功率的14%20%，則為 式中 錘式破碎機(jī)效率系數(shù)一般取0.80.85結(jié)合式，最后計算得到電動機(jī)的計算功率為 N = 18kw 3.1.2 根據(jù)生產(chǎn)實踐以及引用經(jīng)驗公式計算電動機(jī)功率1.根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1式（5-9）計算電動機(jī)功率 N = KQ（kW） 式中 Q機(jī)器的生產(chǎn)能力，kg/h； K比功耗，kw/kg，比功耗視待破碎物料的性質(zhì)、機(jī)器結(jié)構(gòu)特點和破碎比而定。對中等硬度的煤，錘式破碎機(jī)取K=1.22。由已知Q=15t/h；且取K=1.2；則N = 15 1.2 =18kw 2.根據(jù)文獻(xiàn)3得電動機(jī)的功率 （kW）式中 D轉(zhuǎn)子直徑，D=0.6m； L轉(zhuǎn)子長度，L=0.4m； K過載系數(shù)，K=1.151.35，取K=1.35； n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，n = 970r/min 。則 N = 28.29kw 3.2 電動機(jī)型號的選擇結(jié)合式、和式，電動機(jī)的功率N28.29kw，根據(jù)C參考文獻(xiàn)3表16-1-28，選擇電動機(jī)JB/T 9619-1999型號為Y200L-4，電動機(jī)功率為30kw,轉(zhuǎn)速為1470r/min。如表3-1表3-1電動機(jī)參數(shù)表型號額定功率kW滿載時轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)數(shù)rmin效率%Y200-L430147092.20.2623.3 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行錘式破碎機(jī)的電動機(jī)功率的總體參數(shù)計算以及電動機(jī)選擇的確定。第4章 錘式破碎機(jī)的主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇和計算4.1 轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子部分是錘式破碎機(jī)的主要部件，如圖4-1所示：轉(zhuǎn)子軸4，圓盤5，錘頭2，用錘頭銷軸3分別懸掛在圓盤之間，為防止圓盤和錘軸竄動，固定圓盤套筒1固定。 圖 圖4-1 錘式破碎機(jī)的主要部件4.2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是破碎機(jī)的重要工作參數(shù),影響破碎機(jī)的破碎效率和生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)子的速度 式中 v 轉(zhuǎn)子的圓周速度,m/s n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，970r/min 按上式計算的轉(zhuǎn)子圓周速度只能作為選取時參考。根據(jù)文獻(xiàn)4可知，目前錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子圓周速度為1870m/s。一般中小型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為7501 500 r/min，圓周速度為2570 m/s ;大型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為200350 r/min ，轉(zhuǎn)子的圓周速度為1825 m/s。速度愈高,破碎產(chǎn)生的粒度愈小,錘頭及襯板、篦條的磨損越大,功率消耗也隨之增加。從設(shè)備制造角度來看,高轉(zhuǎn)速對機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求也隨之增高,而且錘頭磨損與轉(zhuǎn)子圓周速度成正比,所以在滿足產(chǎn)品粒度要求的情況下,轉(zhuǎn)子圓周速度應(yīng)選取偏低值。綜合以上因素,取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n =970r/min，則轉(zhuǎn)子的線速度v =30.46 m/s。4.3轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計4.3.1轉(zhuǎn)子軸尺寸設(shè)計由于圓盤加厚，錘頭質(zhì)量加重，軸也要相應(yīng)加粗。該軸主要受轉(zhuǎn)矩m和轉(zhuǎn)子部分的重力。根據(jù)文獻(xiàn)3可知設(shè)計的軸并滿足以下條件：1.軸的彎曲強(qiáng)度不能大于許用彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度彎矩 = + 式中 均勻載荷產(chǎn)生的彎矩為扭矩m產(chǎn)生的彎矩 式中 q為軸所受均勻載荷，q=9070N/m r 軸的最小半徑，可忽略不計 L該破碎機(jī)兩軸承的距離，L=0.565m c轉(zhuǎn)子部分的寬度，c=0.4m可得 =512.5N/m = 159.2式中 傳遞功率 = 電動機(jī)功率皮帶傳遞效率= 3090% =27 kw n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n =970r/min =30.46m/s所以 = 727.1 Nm彎曲強(qiáng)度 12.396 Nm式中 抗彎截面系數(shù),軸的材料為鑄鋼，從參考文獻(xiàn)3得屈服強(qiáng)度為355N/，安全系數(shù) n = 1.152.5，取n=2；則=177.5mm 將和代入得，即mm 2.求撓度轉(zhuǎn)子的重力q產(chǎn)生的撓度與扭矩m產(chǎn)生的撓度迭加起來等于f，應(yīng)該滿足： 式中 均勻載荷產(chǎn)生的撓度 轉(zhuǎn)扭產(chǎn)生的撓度 E彈性模量，查參考文獻(xiàn) 6,得E = 200 GPa I慣性矩， 將、代入得 從參考文獻(xiàn)6查得 = 0.3mm/m將各數(shù)據(jù)代入得：mm 3.求轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足每米不大于 式中 均勻載荷產(chǎn)生的扭角 轉(zhuǎn)扭產(chǎn)生的扭角從參考文獻(xiàn)6查得 = 將有公式和數(shù)據(jù)代入解得 各數(shù)據(jù)代入上式得 4.主軸尺寸綜合、可得 取軸徑中間最大徑145mm，即d = 145mm4.3.2轉(zhuǎn)子軸的校核主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求主軸的材質(zhì)具有較高的強(qiáng)度和韌性。通常主軸為圓形，有的主軸斷面為方行。由于作用在轉(zhuǎn)子主軸上每個瞬間的載荷大小不等，其用的持續(xù)時間又短，僅為千分之幾秒，而確定處載荷又與實踐情況較大，因此按一般方法計算轉(zhuǎn)子主軸的強(qiáng)度常偏大，當(dāng)轉(zhuǎn)子體發(fā)生嚴(yán)重故障時，主軸仍能保持完整無損。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，主軸的強(qiáng)度校核可以簡略成下列方法計算。作用在轉(zhuǎn)子主軸上的相對彎矩為： (4-15)式中 作用在主軸上的彎矩，其值可按經(jīng)驗公式計算 = /8 m （為轉(zhuǎn)子總重量，）；(4-16) 作用在主軸上的扭矩；=9550P/n； (4-17)P電動機(jī)功率KW；30Kwn電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。1470r/min已知電動機(jī)功率P=30Kw，轉(zhuǎn)速為970r/min則初步計算軸的最小直徑。由于選取軸的材料為38SiMnMo，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計實用手冊可得。A與軸的材料及相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力如表4-1所示。38SiMnMo的基本參數(shù)：=3555Mpa,A=11297Mpa,取 A=105MPa。表4-1 軸常用的幾種材料的及A值軸的材料Q235-A、20Q275、354540Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13/MPa1525203525453555A14912613511212610311297軸的最小直徑是與帶輪相連接的，考慮到其他因素的影響，參考=600400可逆式破碎機(jī)這里取:mm按常規(guī)考慮到圓盤在軸向固定等因素影響圓盤處的軸徑=145mm校核軸的強(qiáng)度 ：kgm = =36.62kgm kgm轉(zhuǎn)子軸調(diào)質(zhì)處理時：MpaMpa 根據(jù): mm只需要滿足34.56就可滿足強(qiáng)度，所以本設(shè)計選軸徑強(qiáng)度足夠。4.4錘頭參數(shù)的設(shè)計由于錘式破碎機(jī)的錘頭是鉸接地懸掛在轉(zhuǎn)子上，所以正確地選擇錘頭的重量對破碎機(jī)效果和能量消耗有很大作用。如果錘頭的重量選得小，則可能滿足不了錘擊一次就將礦塊破碎的要求；若是選得過大，則無用的功率消耗過大，這也是不經(jīng)濟(jì)的。因此，錘頭重量一定要滿足錘擊一次使礦塊破碎，并使無用功率消耗達(dá)到最小值，同時還必須不使錘頭過度向后偏倒倒。4.4.1錘頭質(zhì)量確定的理論分析計算錘頭質(zhì)量的方法有兩種：一種是根據(jù)使錘頭運動起來生產(chǎn)的動能等于破碎礦石所需的破碎功來計算錘頭的重量；另一種是根據(jù)碰撞理論動量相等的原理來計算錘頭的重量。前一種方法由于沒有考慮錘頭打擊礦塊后的速度損失，故計算出來的錘頭重量往往偏小。1. 根據(jù)碰撞理論動量相等的原理計算錘頭重量根據(jù)碰撞理論動量相等的原理計算錘頭重量時，考慮錘頭打擊礦塊后，必然會產(chǎn)生速度損失。根據(jù)時間總結(jié)，追拖打擊礦塊后的允許速度損失隨著破哦隨即的規(guī)格大小而變，一般在40%60%的范圍內(nèi)，即如圖4-2所示： 圖4-2 錘頭打擊物料簡圖在這一過程中，設(shè)錘頭給物料的沖量為 ，物料給錘頭的沖量為 ，錘頭的質(zhì)量為 ，沖擊物料前后的速度分別為 。最大物料塊的質(zhì)量為 ，物料受到錘頭沖擊物料前和物料被錘頭破碎后將離開錘頭瞬間的速度分別為 ，根據(jù)文獻(xiàn)7得到下列公式 式中 則， 沖擊物料前錘頭和物料的動能為物料受到?jīng)_擊剛好被破碎離開錘頭前瞬間錘頭和物料的動能為故在錘頭沖擊破碎物料過程中動能的損失為 將代入得 整理上式得 或 式中 錘頭的理想質(zhì)量，； 最大物料塊質(zhì)量，； 錘頭沖擊物料過程中所損失的能量； 錘頭打擊物料前的速度，； R轉(zhuǎn)子半徑； n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由式 求得的錘頭質(zhì)量是假定破碎機(jī)在理想工作狀態(tài)下，即錘頭在沖擊過程中所損失的能量，全部用在破碎物料上。實際破碎機(jī)在工作過程中，有機(jī)械損失，熱量損失等。因此在確定錘頭質(zhì)量時，應(yīng)當(dāng)考慮到各種能量損失。2.根據(jù)經(jīng)驗推算法確定錘頭質(zhì)量還有一種確定錘頭質(zhì)量的方法叫經(jīng)驗推算法。錘頭沖擊物料后，其速度損失過大，這會使錘頭繞自己的懸掛軸回轉(zhuǎn)而向后傾斜過大，在下一次與物料相遇時，會空過而不破碎物料，因而會降低破碎機(jī)的生產(chǎn)能力和增加無用功的消耗。當(dāng)然，錘頭沖擊物料產(chǎn)生的傾斜在離心力的作用下迅速復(fù)原，不影響第二次沖擊物料。所以錘頭沖擊物料后只能允許速度損失不大于50%60%。根據(jù)文獻(xiàn)7 即：由式 式中 ，則整理上式可得 即 從式 中可以得出，錘頭質(zhì)量只與最大物料塊質(zhì)量有關(guān)。實際上用式 來確定錘頭質(zhì)量，能保證破碎機(jī)的良好破碎性能。分別計算式 和式 ，求得錘頭質(zhì)量，并取較大者。4.4.2錘頭質(zhì)量參數(shù)的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)5并由碰撞理論動量相等的原理計算錘頭重量 = (0.60.4) 式中 錘頭打擊物料前的圓周線速度,m/s ; 錘頭打擊物料后的圓周線速度,m/s。轉(zhuǎn)子的直徑愈大,允許速度損失就愈大,反之取偏小值。若錘頭物料是塑性碰撞,且設(shè)物料碰撞前的速度為零,則根據(jù)碰撞理論動量相等的原理可得m= m+Q 式中 m 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量,kGQ 最大物料塊的質(zhì)量,kG將式1 代入式2 ,得m = (0.71.5)Q m 僅僅是錘頭的打擊質(zhì)量,錘頭實際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量和錘頭質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量相等的條件進(jìn)行質(zhì)量代換 式中 r 錘頭打擊中心到懸掛點的距離,m; 錘頭的重心到懸掛點的距離,m。從式4可以看出,錘頭質(zhì)量只與打擊物料的質(zhì)量有關(guān),實際上還與物料的性質(zhì)、受力情況和轉(zhuǎn)子速度有關(guān)。根據(jù)動量定理m (v1-v2) = Ft 式中 F 錘頭作用在物料上的打擊力,N ;t 錘頭打擊物料的時間,一般取t = 0.0010.0015 s。物料一般是脆性的,當(dāng)其受力達(dá)到強(qiáng)度極限時開始破壞,即物料所受外力超過它本身的內(nèi)聚力就會破壞。在材料實驗機(jī)上破壞物料的力F=A 式中 物料的抗壓強(qiáng)度,Pa ;A 物料垂直于外力方向的斷面積,。在實際破碎過程中,大多數(shù)物料是各向異性,且物料形狀不規(guī)則,錘頭打擊過程又不可能是面接觸,故破壞物料所需的力F =F 把式 、式 代入式 ,得m () =At如果允許錘頭在打擊物料的過程中速度損失40%60% ,則 式中 修正系數(shù),= 0.210.28。取= 0. 24 ,= 3.9 , t = 0.0012s。設(shè)物料形狀為立方體,其邊長a1 = 0. 043 m ,則=1.012r = 0.13m, = 0.064m則錘頭實際質(zhì)量= m= 7. 526 kg4.5帶傳動部分的設(shè)計帶傳動是利用張緊在帶輪上的帶，借助它們間的摩擦或嚙合，在兩軸間傳遞運動或動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)、造價低廉、不需潤滑以及緩沖吸振等特點，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。保證帶在工作中不打滑，并具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命是V帶傳動設(shè)計的主要依據(jù)，也是靠摩擦傳動的其它帶傳動設(shè)計的主要根據(jù)。4.5.1 設(shè)計步驟和方法1、設(shè)計功率計算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運轉(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； 傳遞的額定功率，（例如電動機(jī)的額定功率），單位為KW； 工況系數(shù)，（由參考文獻(xiàn)8查得=1.3）所以可求得： =1.330 = 39kw2、選擇帶型根據(jù)計算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速=1470r/min，由參考文獻(xiàn)8查得選定SPC型.mm取基準(zhǔn)直徑125mm3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)V帶截型，參考參考文獻(xiàn)8選取. 為了提高V帶的壽命，宜選取較大的直徑。所以取: =125mm（2）驗算帶的速度根據(jù)參考文獻(xiàn)8式（3-8） 來計算帶的速度，并應(yīng)使。對于普通V帶=2530ms；對于窄V帶，=3540ms.如果，則離心力過大，即表示選過小，這將使所需的有效力過大，即所需帶的根數(shù)z過多，于是帶寬度、軸徑及軸承的尺寸都要隨之增大。一般以20ms可求出：ms（3）計算從動輪的基準(zhǔn)直徑=，并按參考文獻(xiàn)8V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列表8-5c加以適當(dāng)圓整。又： =1.84125=230mm（4）初定軸間距 如果中心距未給出，可根據(jù)傳動的結(jié)構(gòu)需要初定中心距，取： 所以取 =450mm確定帶的基準(zhǔn)長度取定后，根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，按下式計算所需要帶的基準(zhǔn)長度 即： mm根據(jù)由參考文獻(xiàn)8選取和相近的V帶的基準(zhǔn)長度。在根據(jù)來計算實際中心距。所以查得1600mm實際軸間距： mm 安裝時所需最小中心距 mm 張緊或補償伸長所需最大中心距 mm（5）驗算主動輪上的包角 （6）單根V帶傳遞的額定功率及增量根據(jù)帶型、n1和dd1查參考文獻(xiàn)8表8-5a單根V帶所能傳遞的額定功率P0=7.47kW，按傳動比查參考文獻(xiàn)8表8-5b單根V帶所能傳遞額定功率的增加量P0=0.40kw（7）確定帶的根數(shù) = 式中：考慮包角不同時的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù) 考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)，簡稱長度系數(shù) 單根V帶的基本額定功率 計入傳動比的影響時，單根V帶額定功率的增量在確定V帶的根數(shù)z時，為了使各根V帶受力均勻，根數(shù)不宜太多（通常z10），否則應(yīng)改選帶的截型，重新計算。4.5.2 帶輪的設(shè)計1.V帶輪設(shè)計的要求設(shè)計帶輪時，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)便于制造，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。V5m/s時要進(jìn)行靜平衡，V25m/s時則應(yīng)進(jìn)行動平衡。 輪槽工作表面應(yīng)光滑，以減少V帶的磨損。2.帶輪的材料帶輪材料常采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等。灰鑄鐵應(yīng)用最廣，v30m/s時用HT200，v2545m/s，則宜采用鑄鐵或鑄鋼，也可用鋼板沖壓一焊接帶輪。小功率傳動可用鑄鋁或塑料。3.結(jié)構(gòu)尺寸帶輪由輪緣、輪輻或輪轂三部分組成。鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式（1）實心式；（2）腹板式；（3）孔板式；（4）橢圓輪輻式。帶輪的基準(zhǔn)直徑 （ 為軸的直徑，單位為mm),可以采用實心式； 時，可以采用腹板式；當(dāng) 時，可以采用孔板式； ，可以采用輪輻式。根據(jù)V帶設(shè)計計算可知應(yīng)選實心式。其結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)果見圖4-2。圖4-2 帶輪的結(jié)構(gòu)4.6圓盤的設(shè)計對于圓盤的設(shè)計主要由圓盤銷孔的中心設(shè)計與強(qiáng)度校核。圓盤材料為ZG270-500調(diào)質(zhì)處理HB17010，在圓盤上加工4個均勻分布36的孔，圓盤厚度為25mm。其結(jié)構(gòu)如圖4-3所示：圖4-3 圓盤結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)尺寸4.7角接觸球軸承的選擇及校核轉(zhuǎn)子傳動系統(tǒng)固定兩端承受軸向力和徑向力，并且承受軸向力不大，可選用角接觸球軸承。而且兩端軸徑一樣大，因此，只校核一次即可。根據(jù)軸的尺寸，查參考文獻(xiàn)8表20.6-7，選用7026C GB/T292-94 角接觸球軸承，其基本參數(shù)見表4-3：表4-3 7026C角接觸球軸承的基本參數(shù)d(mm)D(mm)B(mm)Cr(kN)Cor(kN)極限轉(zhuǎn)速（r/min）脂潤滑油潤滑1302003312813516003600軸承壽命校核計算：根據(jù)參考文件10，滾動軸承壽命的校核條件為：式中：軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷，單位為N； 軸承所受的載荷，單位為N； ， 查參考文獻(xiàn)8表13-5，得： ，其中e為判斷系數(shù)。故取。由公式得： 軸承的轉(zhuǎn)速，等于轉(zhuǎn)子的當(dāng)量轉(zhuǎn)速r/min； 軸承預(yù)期計算壽命，單位為h，h； 壽命指數(shù)，對于球軸承。由公式1得 kN因為本設(shè)計中選用的軸承的基本額定動載荷為128kN，所以滿足使用要求。4.8鍵的選擇及校核此設(shè)計使用的鍵主要用來傳遞轉(zhuǎn)矩，承受徑向力，因此選用普通圓頭平鍵即可滿足要求。本設(shè)計中分別在轉(zhuǎn)子和皮帶輪上用到鍵，因此，必須對兩個鍵進(jìn)行校核。4.8.1轉(zhuǎn)子上鍵的校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算條件為： 式中：傳遞的轉(zhuǎn)矩，由上述計算可知；鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，單位為mm，為鍵的高度，=16mm；鍵的工作長度，單位為mm，對于圓頭平鍵，為鍵的公稱長度，為鍵的寬度=28mm；mm；軸的直徑，=145mm；鍵材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa，MPa。由公式3得MPaMPa所以，本設(shè)計中的鍵滿足強(qiáng)度要求。4.8.2皮帶輪上鍵的校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算條件為： 式中：傳遞的轉(zhuǎn)矩，由上述計算可知；鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，單位為mm，為鍵的高度，=16mm； 鍵的工作長度，單位為mm，對于圓頭平鍵，為鍵的公稱長度，為鍵的寬度=28mm；mm；軸的直徑，=130mm；鍵材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa，MPa。由公式得MPaMPa所以，本設(shè)計中的鍵滿足強(qiáng)度要求。 4.9本章小結(jié)本章主要對錘式破碎機(jī)總體主要的機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的公式計算然后對工作參數(shù)的選擇。第5章 電渦流傳感器的選擇、功能原理及其結(jié)構(gòu)5.1選擇電渦流傳感器電渦流位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長期實時監(jiān)測，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測性維修。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運行狀態(tài)主要取決于其核心轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測量結(jié)果可靠、可信。過去，對于機(jī)械的振動測量采用加速度傳感器或速度傳感器，通過測量機(jī)殼振動，間接地測量轉(zhuǎn)軸振動，測量結(jié)果的可信度不高。由于要檢測的物體是轉(zhuǎn)子部分，因此符合上述條件，選擇電渦流傳感器。5.2電渦流傳感器工作的原理傳感器系統(tǒng)的工作機(jī)理是電渦流效應(yīng)，如圖5-1所示。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同性的，則線圈金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通?？捎山饘賹?dǎo)體的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、尺寸因子r，線圈與金屬導(dǎo)體距離，線圈激勵電流強(qiáng)度I和頻率等參數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(,r,I,)來表示。圖5-1電渦流作用原理圖如果控制、r、I、恒定不變，那么阻抗Z就成為距離的單值函數(shù)，由麥克斯韋爾公式，可以求得此函數(shù)為一非線性函數(shù)，其曲線為“S”形曲線，在一定范圍內(nèi)可以近似為一線性函數(shù)。在實際應(yīng)用中，通常是將線圈密封在探頭中，線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電子線路的處理轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗，而是采用并聯(lián)諧振法，見圖5-2，即在前置器中將一個固定電容和探頭線圈Lx并聯(lián)與晶體管T一起構(gòu)成一個振蕩器，振蕩器的振蕩幅度Ux與線圈阻抗成比例，因此振蕩器的振蕩幅度Ux會隨探頭與被測間距改變。Ux經(jīng)檢波濾波，放大，非線性修正后輸出電壓Uo，Uo與的關(guān)系曲線如圖5-3所示，可以看出該曲線呈“S”形，即在線性區(qū)中點0處(對應(yīng)輸出電壓U0)線性最好，其斜率(即靈敏度)較大，在線性區(qū)兩端，斜率(靈敏度)逐漸下降，線性變差。(1，U1) 線性起點，(2，U2) 線性末點。圖5-2傳感器原理框圖圖5-3傳感器輸出特性曲線5.3電渦流傳感器結(jié)構(gòu)5.3.1探頭結(jié)構(gòu)探頭對正被測體表面，它能精確地探測出被測體表面相對于探頭端面間隙的變化。通常探頭由線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成，其典型結(jié)構(gòu)見圖5-4所示。圖5-4 探頭典型結(jié)構(gòu)線圈是探頭的核心，它是整個傳感器系統(tǒng)的敏感元件，線圈的物理尺寸和電氣參數(shù)決定傳感器系統(tǒng)的線性量程以及探頭的電氣參數(shù)穩(wěn)定性。探頭頭部采用耐高低溫的PPS工程塑料，通過“二次注塑”工藝將線圈密封其中。這項技術(shù)增強(qiáng)了探頭頭部的強(qiáng)度和密封性，在惡劣環(huán)境中可以保護(hù)頭部線圈能可靠工作。頭部直徑取決于其內(nèi)部線圈直徑，由于線圈直徑?jīng)Q定傳感器系統(tǒng)的基本性能線性量程，因此我們通常用頭部直徑來分類和表征各型號探頭，一般情況傳感器系統(tǒng)的線性量程大致是探頭頭部直徑的1/21/4。探頭殼體用于支撐探頭頭部，并作為探頭安裝時的裝夾結(jié)構(gòu)。殼體采用不銹鋼制成，一般上面刻有標(biāo)準(zhǔn)螺紋，并備有鎖緊螺母。高頻電纜是用于聯(lián)接探頭頭部到前置器這種電纜是用氟塑料絕緣的射頻同軸電纜，通常電纜長度有0.5m、1m、5m、9m四種。以保護(hù)電纜不易被損壞，對于現(xiàn)場安裝探頭電纜無管道布置的情況，應(yīng)該選擇鎧裝。根據(jù)探頭的應(yīng)用場合和安裝環(huán)境，探頭所帶電纜可以配有不銹鋼軟管鎧裝探頭電纜接頭是符合美國軍用規(guī)范MIL-C-39012的高頻同軸接頭。探頭整體各部件通過機(jī)械變形聯(lián)接，在惡劣環(huán)境中可以保證探頭的穩(wěn)定性和可靠性。5.3.2延伸電纜作為系統(tǒng)的一個組成部分，延伸電纜(如圖5-5所示)用來聯(lián)接和延長探頭與前置器之間的距離，選擇延伸電纜的長度應(yīng)該使延伸電纜長度加探頭電纜長度與配套前置器所要求的長度一致(5m或9m)，鎧裝選擇的情況同探頭電纜。圖5-5延伸電纜 延伸電纜的兩端接頭不同，帶陽螺紋的接頭與探頭聯(lián)接，帶陰螺紋的接頭與前置器聯(lián)接。5.4本章小結(jié)本章主要是介紹電渦輪傳感器的結(jié)構(gòu)和基本工作的原理。 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。“結(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。- 44 -結(jié)論PC破碎機(jī)是21世紀(jì)初的高科技產(chǎn)品,它完美地利用了層壓破碎理論,能充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用而獲得極高的破碎率。PC破碎機(jī)有數(shù)種襯板相配,可提供不同的破碎室腔形,從而根據(jù)用戶要求對產(chǎn)品的粒度、形狀和破碎比提供多種選擇是選礦、水泥、公路碎石及其他各種非金屬礦山用的想破碎機(jī),并可與ACM-AB型粉碎機(jī)組效超細(xì)粉碎系統(tǒng)。PC破碎機(jī)優(yōu)良的技術(shù)性能可大幅度提高破碎作業(yè)的效率和質(zhì)量,使選礦廠在“多碎少磨”的流程中得到高效益的實踐。低鋼耗和低能耗盡顯低成 生產(chǎn)帶來的好處。致謝這次的畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)四年學(xué)業(yè)中的最后一次設(shè)計，也是最為重要的一次設(shè)計。在本次設(shè)計過程中，因為基礎(chǔ)知識不扎實而引起了不少錯誤，走了不少的彎路。與此同時，使我更加深刻的鞏固了專業(yè)課知識。本次設(shè)計中，最應(yīng)感謝的是趙燕江老師不辭勞苦，給我講解設(shè)計中的注意事項以及給我制定了合理的設(shè)計步驟,他一次又一次耐心的糾正了我在設(shè)計中所犯的錯誤，使我的設(shè)計能夠順利地完成并使我學(xué)到了不少的實踐知識，為我以后的工作和學(xué)習(xí)打下了一個良好的基礎(chǔ)。與此同時，十分感謝四年來精心栽培我的各位老師，在你們的教導(dǎo)和幫助下，我掌握了今后在社會上生存的專業(yè)本領(lǐng)。在今后的工作中，我一定時刻記起老師的諄諄教導(dǎo)，不會辜負(fù)老師對我的期望。參考文獻(xiàn)1 周恩浦.礦山機(jī)械.冶金工業(yè)出版社，19782 張國旺.錘式破碎機(jī)電動機(jī)功率的確定，長沙礦冶研究院學(xué)報，19923 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Bal Habour Hotel,1980.附錄Talk single section of selection of hammer type crusher hammer headAbstractThis article introduces design, manufacture and material selection of a new generation of hammerhead hammer crusher.Keywords: Crusher hammering head, design, manufacture, materials.After Western Europe cement has appeared in the industry, more than 20 years up to now to single section of shock new generation type hammer type crusher, and more than twenty years, it was from the design of technology structure, and making and material nature to choose etc, what got constantly is perfect and have become the equipment that the broken efficiency is the highest, universally popularizes and applies in its advanced in abroad many industry cement plant and limestone mine workshop. And technology broken with one level replaced the broken technology of two levels or three levels which over a long period of time taken over, and achieved better effect. Brok