對輥式破碎機(jī)設(shè)計
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1、需說明書、圖紙等完整設(shè)計請叩叩2215891151 1 緒論 1.1破碎機(jī)概述 對于破碎煤和巖石的破碎機(jī)型主要有顆式、旋回式、普通輥式、喂給式(單齒輥)和雙齒輥式?!? 顆式破碎機(jī)系間斷破碎,國內(nèi)外產(chǎn)品均存在設(shè)備自重大、功耗高、生產(chǎn)能力小的缺點(diǎn),滿足不了生產(chǎn)能力大的要求?! ? 旋回式破碎機(jī)是我國冶金礦山應(yīng)用廣泛的一種粗碎設(shè)備,具有連續(xù)破碎、生產(chǎn)效率高、能力大、破碎物料硬度高、使用可靠的特點(diǎn),但設(shè)備重量大、高度高、要求基礎(chǔ)大、移動相當(dāng)困難。 喂給式破碎機(jī)是消化國外技術(shù)而開發(fā)的應(yīng)用較廣泛的一種破碎中硬以下物料的破碎機(jī),具有結(jié)構(gòu)緊湊、適于移動式、半移動式破碎站。但對
2、中等以上硬度物料破碎適應(yīng)性差,破碎巖容易出現(xiàn)超限排料。 普通齒輥式破碎機(jī)應(yīng)用較多,輥徑大破碎齒小,破碎片小,過負(fù)荷能力差,破碎能力小。不適用于破碎巖石和大塊物料?!? 新型雙齒輥破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)緊湊,破碎物料機(jī)理合理,適應(yīng)性強(qiáng)等突出的優(yōu)點(diǎn),在露天礦物料粗碎應(yīng)用中很有發(fā)展前途,是較為理想的露天礦巖石破碎機(jī),其主要特點(diǎn)如下: 1)采用長齒,小輥徑,螺旋布齒,多盤四齒結(jié)構(gòu),通過剪切,彎曲,擠壓綜合作用破碎物料,比普通輥式破碎機(jī)破碎機(jī)理合理,破碎齒受力均勻,允許入料力度大,特別適于粗碎?! ? 2)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,布置靈活,所占空間尺寸小,尤其是破碎高度小,能夠有效地降低整體布置高度,大大降低
3、破碎站的造價?! ? 4)破碎輥轉(zhuǎn)速低,磨損小,噪音低,灰塵小。 5)破碎機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計簡單,由于采用整體式結(jié)構(gòu),驅(qū)動減速器直接連接到破碎機(jī)框架上,使得傳到基礎(chǔ)上的力大大減小,設(shè)備振動小,有利于設(shè)在移動?! ? 6)采用特殊設(shè)計過載能力強(qiáng)的減速器,對物料的適應(yīng)性強(qiáng),與普通輥式和喂給式破碎機(jī)相比,破碎物料的硬度大,同時由于長齒的交叉布置得到相互梳理作用,也可破碎粘性物料。 MMD公司新型雙齒輥破碎機(jī)已形成中心距500, 625, 750, 1000, 1300mm系列產(chǎn)品,可以滿足不同生產(chǎn)能力的需要,同時具有不同的齒型結(jié)構(gòu),可以滿足不同物料的破碎。 1.2選題的目的和意義 中
4、國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一,煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長的時間內(nèi)不會有大的改變,因此煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。然而,在中國的煤炭消耗中,煤炭的加工利用處于低水平階段,存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀,也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問題,如:燃煤產(chǎn)生煙塵和S02排放量分別占80%和90%,中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國己有62.3%的城市S02年平均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn),日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)。S02排放量的持續(xù)增加使中國酸雨覆蓋面積占國土面積的40%,酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百
5、億元。大氣中的S02的主要來源于高硫煤的使用,而中國的高硫煤約占總產(chǎn)量的10%,按每年 10億噸的產(chǎn)量算,每年約有1億噸的高硫煤,而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離— 也就是說要將煤充分破碎,破碎煤就需要破碎機(jī),這是選擇本題的目的之一。其二如前所述,新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機(jī),否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。其三多年來,選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理的原因,破碎后的產(chǎn)品或者過粉碎嚴(yán)重,排料粒度不能有效的控制,同時伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低,不能適應(yīng)含煤巖石的煤炭破碎,且破碎后粒度不均勻,容易超粒,不但使得后續(xù)的洗選難度加大,分選效果變差,同時難以滿
6、足目前市場的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問題,在國內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國內(nèi)使用條件的技術(shù)下,目前大量從國外進(jìn)口破碎機(jī),如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等 ,國外破碎機(jī)的價格是國內(nèi)同類價格的6-8倍,如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品,每年可為國家節(jié)約外匯至少1億美元。因此,無論從環(huán)保的角度、社會效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度,還是解決生產(chǎn)實(shí)際問題的角度,研究新型的齒輥式破碎機(jī),具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。 齒輥式破碎機(jī)可以說是一種古老的機(jī)械。由于具有構(gòu)造簡單、工作可靠、成果低廉等優(yōu)點(diǎn),至今
7、仍然被廣泛的應(yīng)用于大、中、小型廠礦,對脆性物料和韌性的中硬和軟礦石進(jìn)行細(xì)碎。如煤、焦炭、石灰石、泥頁巖、長石、泥灰土等。齒輥式破碎機(jī)按照輥?zhàn)拥臄?shù)目可分為:單齒輥破碎機(jī)、雙齒輥破碎機(jī)和多齒輥(三輥、四輥和六輥)破碎機(jī)。單齒輥破碎機(jī)采用較長的齒輥,主要用作粗碎,雙齒輥破碎機(jī)的齒輥一般較短,用于中碎,多齒輥破碎機(jī)主要用于細(xì)碎。 對于齒輥式破碎機(jī),由于其上述的優(yōu)點(diǎn),自50年代以來,各方面一直比較受關(guān)注,其主要代表成果是帶彈簧保險裝置的單齒輥和雙齒輥破碎機(jī),帶有彈簧保險裝置的目的的是為了防止入料中的木、鐵、研石,巖石等硬物損壞破碎齒。當(dāng)大塊硬物落到破碎腔不能被破碎時,破碎板或齒輥受力增大,
8、從而壓縮彈簧增大破碎腔的間隙,以使排出硬物,然后借彈簧的恢復(fù)力使可動破碎板或齒輥回到原來的位置,由此便不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。 1.3對輥式破碎機(jī)概述 1.3.1對輥式破碎機(jī)的工作原理結(jié)構(gòu) 對輥破碎機(jī)也叫雙輥破碎機(jī)或輥式破碎機(jī),本機(jī)的工作原理是使落入齒輥之間的物料,在兩齒輥相對方向旋轉(zhuǎn)作用下,遭到機(jī)器獲得要求粒度的物料?!? 1.3.2對輥式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特征:規(guī)格齊全,結(jié)構(gòu)特征不一,根據(jù)不同型號,設(shè)計由帶傳動裝置和齒輪傳動裝置。齒輪傳動裝置的主要結(jié)構(gòu)有固定齒輥、活動齒輥、傳動軸、機(jī)體、底架、罩殼、長齒輪罩殼等部分組成,機(jī)器動力是由電動機(jī)上的皮帶輪傳出,再通過一
9、對中間減速齒輪,使固定軋輥旋轉(zhuǎn),再借助固定軋輥另一端的一對長齒輪、驅(qū)動活動軋輥,兩軋輥成相對運(yùn)動而擠壓物料。簡圖如下(圖1-1)?! ? 1、固定軋輥和活動軋輥:軋輥部分是破碎機(jī)的主要部分,由軸、輪殼、輥軋、齒輪、長齒輪、軸承端蓋、以及滾動軸承等零件組成。固定軋輥和活動軋輥軸上,都有鍵聯(lián)接著兩個輪殼,輪箍裝在輪殼上,軸的一端裝有長齒輪,在固定軋輥的另一端裝有一只圓柱齒輪,軋輥兩側(cè)有調(diào)心滾子軸承。輥軋是擔(dān)負(fù)破碎工作的主要零件,根據(jù)使用情況定,因軋輥直接與物料接觸是常更換的易損件,所以輪箍材料采用ZG50Mn2經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后,具有堅固、耐用、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)?!? 2、活動裝置:活動軸承旁裝有活動
10、裝置,當(dāng)機(jī)器在工作時如有不能破碎機(jī)的物體或者不慎把金屬掉入機(jī)器中,而且其尺寸大小不能在兩軋輥之間的縫隙中通過,為不致使機(jī)器受到損壞,因此裝有活動裝置,其原理是活動軸承往后移動,讓不能破碎的物體或金屬通過,來適應(yīng)此種情況的發(fā)生。活動裝置主要有螺母、螺栓、彈簧以及壓板等組成。將活動軸承架放在底架上,活動軸承可順底架前后滑動,在活動軸承架前端裝有彈簧,在裝配時要求彈簧作用力應(yīng)保護(hù)裝置,當(dāng)碰到不能破碎的物料,在通不過軋輥間隙時,軋輥所受的壓力增長,迫使彈簧壓縮,于是活動軋棍就離開其原來的位置,使軋輥間隙擴(kuò)大,這樣不能破碎的物料就能通過。調(diào)整活動裝置軸承架移動行程時必須注意,扎輥間空隙增到最大限度,而一
11、對長齒輪必須保證齒合,以防脫落。 圖1-1 破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 3、傳動軸:傳動軸實(shí)際是一個齒輪軸,其上裝有大帶輪,齒輪兩側(cè)有兩只深溝球軸承?! ? 4、底架:底架由鋼板和槽鋼制成一個金屬結(jié)構(gòu),上面有六個遞交螺釘孔可使底架固定在基礎(chǔ)上,傳動軸上兩尺軸承座及固定扎輥上2只軸承體均用螺栓固定在底架上,活動軋輥上兩尺軸承體放在底架上可前后活動,不固定在底架上,以便調(diào)整?! ? 5、機(jī)體:機(jī)體由角鋼和鋼板制成,它固定在底架上,把兩扎輥的工作面圍成封閉狀,用于防止料塊不經(jīng)破碎,即從扎輥兩側(cè)掉出的現(xiàn)象發(fā)生,在進(jìn)行定期檢查和修理時,這個部分可拆下?! ? 6、長齒輪罩殼:長齒輪罩殼用鋼
12、板與角鋼焊成,由螺栓固定在底架上?! ? 2 對輥式破碎機(jī)基本參數(shù)的確定 2.1破碎機(jī)的破碎及排料機(jī)理分析 雙齒輥破碎機(jī)的主要工作部件為兩個平行安裝的齒輥,每個齒輥沿軸向布置一定數(shù)量的齒環(huán),通過齒輥的對轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對物料的破碎。其結(jié)構(gòu)如圖1所示: 圖2-1 破碎機(jī)理 齒對物料的作用過程可分為3個階段。在第1階段,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的輥齒遇到大塊物料,首先對它進(jìn)行沖擊剪切作用,接著對它進(jìn)行撕拉作用。如果碎塊能被輥齒咬入則進(jìn)入第2階段破碎,否則輥齒沿物料表面強(qiáng)行滑過,靠輥齒的螺旋布置迫使物料翻轉(zhuǎn),等待下一對齒的繼續(xù)作用。在圖1中,這一階段為齒從1-1位置到2-2位置。第2
13、階段從物料被咬入開始,到前一對齒脫離咬合終止。在圖1中表現(xiàn)為齒從2-2位置運(yùn)動到3-3位置的過程。這一階段兩齒包容的截面由大逐漸變到最小,然后再增大。粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強(qiáng)行擠壓剪碎,破碎后的物料被擠出,從齒側(cè)間隙漏下。 前一對齒開始脫離嚙合時,破碎的物料大量下漏排出,個別粒度仍然偏大的物料被劈裂棒阻擋。當(dāng)齒運(yùn)動到劈裂棒附近時,與劈裂棒共同作用,將大塊物料劈碎并將其強(qiáng)行排出,這就是第3階段破碎?! ? 至此,一對齒的破碎過程結(jié)束。每對齒環(huán)上有多少齒,齒輥運(yùn)行一周時同樣的過程就進(jìn)行多少次,循環(huán)往復(fù)。 2.2對輥式破碎機(jī)功率的確定及電動機(jī)的選型 破碎機(jī)功
14、率計算是破碎機(jī)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它是選擇電動機(jī)的理論依據(jù),電動機(jī)選擇得適當(dāng)與否,直接關(guān)系到后續(xù)設(shè)計的成敗。在過去的破碎機(jī)設(shè)計中,一般采用兩種方法確定功率,即經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計算法。由于雙齒輥破碎機(jī)是一種新型設(shè)備,無經(jīng)驗(yàn)可循,因此提出如下的理論計算方法。 目前有4種不同的理論計算方法可以確定單位生產(chǎn)量的功耗,即Rittinger法,Kick-Kirpichev法,Bond法和Holmes法,其中Rittinger法適用于細(xì)磨,Kick-Kirpichev法適用于粗碎,Bond法介于二者之間,Holmes法是對上述3種方法的統(tǒng)一,其表達(dá)式為 式中: W——單位生產(chǎn)量的功耗,
15、kW·h/t; M——Bond功指數(shù),煤的Bond功指數(shù)為7.91kW·h/t; E——占排料粒度80%以上的部分的粒度尺寸,; A——占給料粒度80%以上的部分的粒度尺寸,; j——取值范圍0.2~1.4,取j=0.58?!? 所以 kW/t 下述方法是基于電機(jī)的功率應(yīng)與單位時間的破碎物料的功耗相同的原則,即認(rèn)為電動機(jī)的功率應(yīng)如下求得: 式中: Q——設(shè)計要求的生產(chǎn)能力,50t/h; F——電動機(jī)的功率,kW; ——破碎機(jī)的傳動效率,0.85。 故 kW 通過以上分析,考慮到破碎機(jī)工作環(huán)
16、境和過載系數(shù)的影響,選取YB180L-8電動機(jī),如圖2-2所示: 圖2-2電動機(jī)YB180L-8 技術(shù)特征: 額定功率:11kW 滿載時額定電流:25.1A 滿載時額定轉(zhuǎn)速:730r/min 滿載時效率:87.5% 滿載時功率因數(shù):0.77 重量:215kg 2.3 破碎機(jī)基本參數(shù)的估算 齒輥破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種,快速齒輥的圓周速度約為2.8~4.7m/s,慢速齒輥的圓周速度約為1.2~1.9m/s。由于快速的齒輥生成煤粉較多,所以目前煤用齒輥破碎機(jī)均采用慢速。初步確定齒輥軸的轉(zhuǎn)速為 r/min 初步確定破碎機(jī)輥齒
17、的形狀及比例如圖2-2所示,經(jīng)有關(guān)資料結(jié)合設(shè)計要求,特制定以下估算方案: L——輥軸有效長度,550mm; D——齒輥直徑,500mm; D1——輥齒大徑,528 mm; a——輥軸中心距,500mm; R——輥軸半徑,147mm; h——輥齒高度,118mm; a1——梯形上底,88mm; a2——梯形下底,78mm; h1——梯形高度,90mm; ——物料密度,1.27t / m3 S——梯形面積,mm2; mm2 ——角速度 rad / s; rad/s 圖2-3齒輥截
18、面圖 3 傳動方案設(shè)計計算 3.1 確定傳動類型 總傳動比 結(jié)合慢速雙齒輥破碎機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計理念,因此高速級采用帶傳動,低速級采用直齒圓柱齒輪傳動?! ? 取帶傳動比為 所以齒輪傳動比為 3.2 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 表3-1 機(jī)械傳動和摩擦副的效率概略值 種類 效率 V帶傳動 0.96 8級精度的一般圓柱齒輪傳動(油潤滑) 0.97 球軸承(稀油潤滑) 0.99 滾子軸承(稀油潤滑) 0.98 長齒齒輪傳動 0.97 3.2.1各軸轉(zhuǎn)速計算
19、 Ⅰ軸(電機(jī)軸) r/min Ⅱ軸 r/min Ⅲ軸(齒輥主軸) r/min Ⅳ軸 r/min 3.2.2各軸的輸入功率 Ⅰ軸 kW Ⅱ軸 kW Ⅲ軸 kW Ⅳ軸 kW 3.2.3各軸的轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 Nm Ⅱ軸 Nm Ⅲ軸 Nm Ⅳ Nm 3.3 帶傳動的設(shè)計計算 參考教材《機(jī)械設(shè)計》的第四章。 已知輸入軸轉(zhuǎn)速=730r/min,輸入功率P=11kW (1) 確定V帶型號 工作情況系數(shù) 查表4.6 =1
20、.3 計算功率 kW V帶型號 根據(jù)和值查圖4.6,確定為B型 (2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 小帶輪直徑 查表4.7 mm 大帶輪直徑 mm 按表4.7圓整取 mm (3) 驗(yàn)算帶速 m/s 要求帶速在5~25m/s范圍,符合要求 表3-2 B型V帶輪(基準(zhǔn)寬度制)輪緣尺寸 項(xiàng)目 B型槽尺寸 基準(zhǔn)寬度 14.0 基準(zhǔn)線上槽深 3.5 基準(zhǔn)線下槽深 10.8 槽間距 19 槽邊距 11.5 最小輪緣厚 7.5 帶輪寬
21、 外徑 (4) 確定V帶長度和中心距 初取中心距mm,由式 初算帶的基準(zhǔn)長度 mm 按表4.3圓整 mm 由式4~22 mm (5) 驗(yàn)算小帶輪包角 (6) 確定V帶根數(shù) 單根V帶試驗(yàn)條件下許用功率 查表4.4 kW 傳遞功率增量 查表4.5() kW 包角系數(shù) 查表4.8 長度系數(shù) 查表4.3 所以 圓整取 (7) 計算初拉力 每米帶質(zhì)量 查表4.2
22、kg/m 則 N (8) 計算壓軸力 N (9) 帶輪其它主要尺寸計算 帶輪寬 mm 小帶輪外徑 mm 大帶輪外徑 mm 3.4齒輪傳動設(shè)計計算 參考教材《機(jī)械設(shè)計》的第六章。 已知輸入軸轉(zhuǎn)速r/min,輸入功率kW (1)選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力 由表6.2選 小齒輪 HBS 大齒輪 HBS 許用接觸應(yīng)力,由式 接觸疲勞極限查圖得 N/mm2 N/mm2 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù),應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式 查圖6-5得
23、 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 則 N/mm2 N/mm2 故 N/mm2 許用彎曲應(yīng)力,由式 彎曲疲勞極限,查圖6-7(雙向傳動乘0.7)知 N/mm2 N/mm2 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù),查圖6-8知 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù),查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5)知 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) ,取 則 N/mm2 N/mm2 (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級,按 估取圓周速度 m/s 查表6.7,表6.8 , 選取
24、Ⅱ公差組8級 小輪分度圓直徑,由下式得 齒寬系數(shù),查表6.9,按齒輪相對于軸承為對稱布置,取 小輪齒數(shù),在推薦值選 大輪齒數(shù) 圓整取 齒數(shù)比u 傳動比誤差 小輪轉(zhuǎn)矩 Nmm 載荷系數(shù) 使用系數(shù) ,查表6.3,選 動載系數(shù),由推薦值 選 齒間載荷分配系數(shù),由推薦值選 齒向載荷分配系數(shù),由推薦值選 所以 材料彈性系數(shù),查表6.4知 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),查圖6-3() 重合度系數(shù) 由推薦值選
25、 故 mm 齒輪模數(shù)m mm 取標(biāo)準(zhǔn) m=5mm 標(biāo)準(zhǔn)中心距 mm 小輪分度圓直徑 圓周速度v m/s 與估取近似 齒寬b 圓整取 b=105mm 大輪齒寬 小輪齒寬 (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算 由式 齒形系數(shù),查表6.5 小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù),查表6.5 小輪 大輪 重合度 代入數(shù)據(jù)得 重合度系數(shù) 故 N/mm2 N/mm2
26、 齒根彎曲強(qiáng)度滿足 (4)齒輪及其他主要尺寸計算 大輪分度圓直徑 mm 根圓直徑 mm mm 頂圓直徑 mm mm 3.5長齒齒輪傳動設(shè)計計算 由于齒輥工作時,可動齒輥可能往復(fù)地移動,所以,兩齒輥間的傳動齒輪需要采用特制的長齒齒輪,使齒輥往復(fù)移動不致妨礙其嚙合?!? 長齒齒輪的基圓直徑根據(jù)齒輥的直徑和兩齒之間的間隙(及破碎產(chǎn)物的粒度)而定,齒輪的齒高和齒形一般根據(jù)齒輥相對移動時,齒輪件還能進(jìn)行正常嚙合這個條件設(shè)計,并保證齒根有足夠的強(qiáng)度。這種特殊的齒輪往往是鑄造后經(jīng)過修整而制成的?! ? 圖3-1長齒齒輪圖 工作
27、齒輥的直徑 d=450mm 兩齒間的平均間隙 b=50mm 因此長齒齒輪的分度圓直徑 d=500mm 要保證齒輥相對移動時仍能良好的嚙合,故長齒齒輪的齒頂圓直徑設(shè)計為 mm 齒根圓直徑設(shè)計為 mm 其它主要尺寸如上圖3-1所示?! ? 4 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 軸是機(jī)器中的重要零件,各種作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件都必須安裝在軸上,才能進(jìn)行運(yùn)動和動力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。 軸的材料種類很多,要根據(jù)強(qiáng)度、剛度和耐磨性等要求,選擇材料種類和熱處理方式。軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼
28、價格較低,對應(yīng)力集中敏感性小,通常使用碳素鋼,最常用的是45號鋼,不太重要或受力較小的軸可以使用Q235等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能,但對應(yīng)力集中較為敏感,對于受力較大又要減小軸的尺寸和重量,或者需要提高軸頸的耐磨性,或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸,可以采用合金鋼。在低于200℃的工作溫度下,合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大,因此,使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。 熱處理可以明顯提高軸的強(qiáng)度(特別是疲勞強(qiáng)度)和耐磨性,因此要根據(jù)工作條件選用合適的熱處理方式?!? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求,合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和
29、尺寸。工作能力計算是通過強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性計算,保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進(jìn)行強(qiáng)度計算,防止斷裂和塑性變形;對于剛度要求較高的軸(如機(jī)床主軸)才進(jìn)行剛度計算,避免發(fā)生過大的變形;對于高速轉(zhuǎn)動的軸還要進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算,避免發(fā)生共振。軸的設(shè)計步驟通常是先擬定軸上零件裝配方案,然后裝配和制造要求,確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,最后進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核,必要時進(jìn)行剛度計算或振動穩(wěn)定性計算?!? 提高軸的強(qiáng)度措施: (1) 改善軸的受力狀況 軸上零件的安裝位置、軸的結(jié)構(gòu)對軸的受力影響很大,設(shè)計軸時應(yīng)該充分加以考慮。當(dāng)軸上有兩個以上的零件輸出扭矩,應(yīng)該將輸入扭矩的零件盡量布置
30、在軸的中間,而不是布置在軸的一端,這樣可以顯著降低軸上的最大轉(zhuǎn)矩?! ? (2) 減小應(yīng)力集中 大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的,主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處(如軸肩、鍵槽等)及過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起疲勞破壞的主要因素,因此設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)時,應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。合金鋼對應(yīng)力集中較為敏感,設(shè)計時更應(yīng)加以注意。 為減少應(yīng)力集中,應(yīng)盡量避免在軸上特別是應(yīng)力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺紋。軸肩處應(yīng)采用圓角過渡,并且圓角不宜過小。當(dāng)依靠軸肩定位的零件圓角半徑很小時,為增大軸肩的圓角半徑,可采用內(nèi)凹圓角或隔離環(huán)過渡。 軸的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度也有顯著影響,
31、因?yàn)檩S表面的加工刀痕也是應(yīng)力集中源,疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位,所以必須合理確定表面粗糙度。 此外,對軸進(jìn)行表面熱處理(滲碳淬火、高頻淬火等)和表面強(qiáng)化處理(碾壓、噴丸等),也可以提高軸的疲勞強(qiáng)度。 (3) 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的基本形狀確定后,需要根據(jù)裝配和制造工藝要求,對軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。例如,為了減少裝夾工件的時間,同一軸上的鍵槽應(yīng)布置在同一母線上;為了減少道具種類,軸的鍵槽寬度、圓度、退到草和砂輪槽等應(yīng)盡量采用相同的尺寸,并符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn);為了去掉毛刺和便于裝配零件,軸段端部應(yīng)該倒角;過盈配合零件裝入端通常要加工出導(dǎo)向錐面;磨削處應(yīng)有砂輪越程槽,車削螺紋
32、處應(yīng)有退刀槽。 4.1Ⅰ軸(高速軸)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 高速軸為電機(jī)軸,其上裝小帶輪,其軸頸為 d=48mm 總長 l=110mm 圖4-1 電機(jī)軸 (1) 計算作用在帶輪上的力: 轉(zhuǎn)矩: Nmm 小帶輪直徑: mm 初拉力: N 壓軸力: N (2) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖: 求彎矩: Nmm 扭矩: Nmm (3) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度: 當(dāng)量彎矩: 取折合系數(shù)a=0.6,則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩: Nmm 軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。
33、由表查得: N/mm2 材料許用應(yīng)力: N/mm2 軸的計算應(yīng)力為: N/mm2 以下為軸的受力分析圖: 圖4-2 電機(jī)軸的計算簡圖 4.2Ⅱ軸設(shè)計計算 (1) 計算作用在帶輪及齒輪上的力: 轉(zhuǎn)矩: N·mm 帶輪直徑: mm 壓軸力: N 齒輪分度圓直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N (2) 初步估算軸的直徑: 因?yàn)镮I軸是齒輪軸,應(yīng)與齒輪1的材料一致,故其材料選取40Cr調(diào)質(zhì)鋼作為軸的材料。 由式: 計算軸的最小直徑,并加大1.0
34、3以考慮鍵槽的影響。查表,取 則: mm (3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計: 1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案(如圖所示) 圖4-3 Ⅱ軸結(jié)構(gòu)圖 右軸承從軸的右端裝入,右軸承左側(cè)端面靠軸肩定位。左軸承從軸的左端裝入,靠軸肩定位。左右軸承均為深溝球軸承,采用軸承端蓋。大帶輪從軸的左端裝入,右端面靠軸肩定位,采用普通平鍵得到周向固定。 2) 確定各軸段直徑和長度: ①段:裝帶輪,根據(jù)圓整取 mm 長度比帶輪寬短 mm ②段:為使帶輪定位,軸肩高度: mm 則: mm 取端蓋寬度10mm,端蓋外端面與帶輪14m
35、m,則 mm ③段:為便于裝拆軸承內(nèi)圈,且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑。查GB/T276--94,暫選深溝球軸承型號為:6014, 則: mm 其寬度: mm 軸承潤滑方式選擇: mm·r/min mm·r/min 故選擇脂潤滑?!? 齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取17mm,則 mm ④段:為軸齒輪,所以其分度圓直徑: mm 取其長度等于齒輪寬,即: mm ⑤段:裝左軸承 mm mm 3) 確定軸承及齒輪作用力位置: 根據(jù)下面軸的受力簡圖,先確定各段長度: mm mm 4) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖:
36、 求軸承反力 H水平面: N N V垂直面: N 求彎矩 H水平面: Nmm Nmm V垂直面: Nmm 合成彎矩: Nmm Nmm 扭矩: Nmm 5) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度: 當(dāng)量彎矩: 取折合系數(shù)a=0.6,則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩: Nmm Nmm 軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。由表查得: N/mm2 材料許用應(yīng)力: N/mm2 軸的計算應(yīng)力為: N/mm2 以下為軸的受力分析圖 圖4-4 Ⅲ軸計算簡
37、圖 4.3Ⅲ軸(即齒輥主軸)設(shè)計計算 (1) 計算作用在齒輪及齒輥上的力: 轉(zhuǎn)矩: Nmm 直齒圓柱齒輪分度圓直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N 齒輥直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N 長齒齒輪直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N (2) 初步估算軸的直徑: 選取45號鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理?! ? 由式: 計算軸的最小直徑,并加大1.03以考慮鍵槽的影響。查表,取 則: mm (3) 軸的
38、結(jié)構(gòu)設(shè)計: 1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案(如圖4-5所示) 圖4-5 Ⅲ軸結(jié)構(gòu)圖 齒輥,右軸承,直齒圓柱齒輪依次從軸的右端裝入,齒輥及齒輪左側(cè)端面靠軸肩定位。左軸承,長齒齒輪依次從軸的左端裝入,長齒齒輪靠軸肩定位。采用調(diào)心滾子軸承。齒輥,直齒圓柱齒輪及長齒齒輪均采用普通平鍵得到周向固定。 2) 確定各軸段直徑和長度: ①段:裝直齒圓柱齒輪,根據(jù)圓整取 mm 長度比齒輪寬度短(1~4)mm mm ②段:為使齒輪定位,且便于拆裝軸承內(nèi)圈,軸肩高度: mm 查設(shè)計手冊,暫選調(diào)心滾子軸承型號為:22326C, 則 mm
39、 mm 長度為軸承寬度,兩個軸承端蓋的寬度,齒輪壁的寬度,齒輥箱壁的寬度以及套筒長度的總合,初步定為 mm ③段:為便于裝拆齒輥及齒輥箱壁定位,取軸肩高度 mm 則: mm 其長度比齒輥長度短(1~4)mm: mm ④段:裝齒輥箱壁 mm 取其長度: mm ⑤段:裝軸承端蓋 mm mm ⑥段:裝左軸承 mm mm ⑦段:裝長齒齒輪 mm mm 3) 確定軸承及齒輪作用力位置: 根據(jù)下面軸的受力簡圖,先確定各段長度: mm mm mm 4) 繪制軸
40、的彎矩圖和扭矩圖: 求軸承反力 H水平面: N N V垂直面: N N 求彎矩 H水平面: Nmm Nmm V垂直面: Nmm 合成彎矩: Nmm Nmm 扭矩: Nmm 5) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度: 當(dāng)量彎矩: 取折合系數(shù)a=0.6,則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩: Nmm Nmm 軸的材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表查得: N/mm2 材料許用應(yīng)力: N/mm2 軸的計算應(yīng)力為: N/mm2 以下為軸的受
41、力分析圖 圖4-6 Ⅲ軸計算簡圖 4.4Ⅳ軸設(shè)計計算 (1) 計算作用在齒輪及齒輥上的力: 轉(zhuǎn)矩: Nmm 齒輥直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N 長齒齒輪直徑: mm 圓周力: N 徑向力: N (2) 初步估算軸的直徑: 選取45號鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理?! ? 由式: 計算軸的最小直徑,并加大1.03以考慮鍵槽的影響。查表,取 則: mm (3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計: 1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案(如圖4-7所示)
42、圖4-7 Ⅳ軸結(jié)構(gòu)圖 齒輥,右軸承依次從軸的右端裝入,齒輥?zhàn)髠?cè)端面靠軸肩定位。左軸承,長齒齒輪依次從軸的左端裝入,長齒齒輪靠軸肩定位。采用調(diào)心滾子軸承。齒輥及長齒齒輪均采用普通平鍵得到周向固定。 2) 確定各軸段直徑和長度: ①段:裝軸承??紤]該軸的承載,差設(shè)計手冊,暫選調(diào)心滾子軸承型號為:22326C,則 mm mm 長度為軸承寬度,一個軸承端蓋的寬度,齒輥箱壁的寬度以及套筒長度的總合,初步定為 mm ②段:為便于裝拆齒輥及齒輥箱壁定位,取軸肩高度 mm 則: mm 其長度比齒輥長度短(1~4)mm: mm ③段:裝齒輥箱壁
43、 mm 取其長度: mm ④段:裝軸承端蓋 mm mm ⑤段:裝左軸承 mm mm ⑥段:裝長齒齒輪 mm mm 3) 確定軸承及齒輪作用力位置: 根據(jù)下面軸的受力簡圖,先確定各段長度: mm mm 4) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖: 求軸承反力 H水平面: N N V垂直面: N N 求彎矩 H水平面: N·mm N·mm V垂直面: N·mm 合成彎矩: N·mm N·mm 扭矩: N·mm 5)
44、 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度: 當(dāng)量彎矩: 取折合系數(shù)a=0.6,則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩: N·mm N·mm 軸的材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表查得: N/mm2 材料許用應(yīng)力: N/mm2 軸的計算應(yīng)力為: N/mm2 以下為軸的受力分析圖 圖4-8 Ⅳ軸計算簡圖 5 軸承的壽命驗(yàn)算 5.1深溝球軸承6014 查設(shè)計手冊,6014的主要性能參數(shù)(GB/T276-1995)為: 額定動載荷:C=38500N 額定靜載荷:=30500N
45、 (1) 合成支反力: N N (2) 當(dāng)量動載荷: 取載荷系數(shù) =1.8 故 N N (3) 計算軸承壽命: 因,按計算 查表,取溫度系數(shù) =1 將以上數(shù)據(jù)帶入得 h 軸承的額定壽命,小修一年,350天/年,每天8小時工作。 =1×350×8=2800h 故軸承壽命滿足要求 5.2齒輥主軸上調(diào)心滾子軸承22326C 查設(shè)計手冊,22326C的主要性能參數(shù)(GB/T297-94)為: C=82800N =108000N =0.42 =1. (1)
46、合成支反力: N N (2) 軸承派生軸向力: N N (3) 軸向載荷 因 N 故 N N (4) 當(dāng)量動載荷: 取載荷系數(shù) =1.2 因 查表 故 N 因 查表 故 N (5) 計算軸承壽命: 因,按計算 查表,取溫度系數(shù) =1 將以上數(shù)據(jù)帶入得 h 軸承的額定壽命,小修一年,350天/年,每天8小時工作?!? =1×350×8=2800h 故軸承壽命滿足要求 5.3Ⅳ軸上調(diào)
47、心滾子軸承22326C 查設(shè)計手冊,22326C的主要性能參數(shù)(GB/T297-94)為: C=82800N =108000N =0.42 =1. (1) 合成支反力: N N (2) 軸承派生軸向力: N N (3) 軸向載荷 因 故 N N (4) 當(dāng)量動載荷: 取載荷系數(shù)=1.5 因 查表 故 N 因 查表 故 N (5) 計算軸承壽命: 因,按計算 查表,取溫度系數(shù) =1
48、將以上數(shù)據(jù)帶入得 h 軸承的額定壽命,小修一年,350天/年,每天8小時工作。 =1×350×8=2800h 故軸承壽命滿足要求 6 鍵的選擇與強(qiáng)度校核 本設(shè)計均采用應(yīng)用最為廣泛的普通平鍵 查表知,鍵聯(lián)接的許用壓應(yīng)力為 N/mm2 強(qiáng)度計算式為 (1) 電機(jī)軸 鍵B14×66 GB/T1096-2003 Ⅰ軸 N·mm N/mm2 (2) 大帶輪 鍵16×86 GB/T1096-2003 Ⅱ軸 N·mm N/mm2 (3) 大齒輪 鍵32×89
49、GB/T1096-2003 Ⅱ軸 N·mm N/mm2 (4) 齒輥 鍵36×400 GB/T1096-2003 Ⅲ軸 N·mm Ⅳ N·mm N/mm2 N/mm2 (5) 長齒齒輪 鍵32×93 GB/T1096-2003 Ⅲ軸 N·mm Ⅳ N·mm N/mm2 N/mm2 所有鍵均滿足強(qiáng)度條件 7 彈簧的設(shè)計與校核 彈簧是一種常用的彈性元件,在工作時產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧的主要功用有: (1) 控制運(yùn)動,如氣門
50、、離合器、制動器和各種調(diào)節(jié)器上的控制彈簧; (2) 緩沖或減振,如車輛的懸架彈簧和破碎機(jī)的支撐彈簧等; (3) 儲能及輸出能量,如鐘表、儀器和自動控制機(jī)構(gòu)上的發(fā)條和槍閂彈簧; (4) 測力,如彈簧秤和動力計中的測力彈簧 本設(shè)計采用應(yīng)用最廣的圓截面材料壓縮彈簧,其特性線呈線性,結(jié)構(gòu)簡單,制造方便。 彈簧的作用:自動調(diào)節(jié)齒輥間距,以破碎粒度不同的煤塊?!? 以下為彈簧拉力計算式 F為拉桿彈簧的拉力,F(xiàn)按下式計算: (7-1) 式中 c——彈簧的剛性系數(shù); ——彈簧的預(yù)壓變形; ——彈簧的工作變
51、形?!? 彈簧工作變形是懸掛點(diǎn)與彈簧支承點(diǎn)間的長度與其最小值間的差值?!? (7-2) 預(yù)變形量按下式計算; (7-3) 式中 ——彈簧的最大工作變形; ——彈簧預(yù)壓緊時的起始變形系數(shù),一般取 ?! ? 只要選定彈簧的剛性系數(shù)c和起始變形系數(shù),并通過位置分析,求出彈簧拉桿在動腭上的懸掛點(diǎn)的坐標(biāo)值,即可由式(7-1)~(7-3)計算出彈簧的拉力F?! ? 8 箱體及附件的設(shè)計 8.1箱體設(shè)計 破碎機(jī)箱體是整個破碎機(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
52、機(jī)重量很大比例(對鑄造機(jī)架為50%左右,對焊接機(jī)架為30%左右),而且加工制造的工作量也較大。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)箱體的要求是:結(jié)構(gòu)簡單制造,重量輕,且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)架按機(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。 箱體起著支持和固定軸組件,保證軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)精度、良好潤滑及可靠密封等重要作用。選用灰鑄鐵制造,灰鑄鐵具有良好的鑄造性能和減振性能,易獲得美觀外形?! ? 減速齒輪箱體壁厚 mm 齒輥箱壁厚 mm 長齒齒輪箱體壁厚 mm 總體底座厚度 mm
53、 傳動齒輪箱體底座厚度 mm 地腳螺釘直徑 mm 地腳螺釘數(shù)目 8.2附件設(shè)計 減速齒輪箱體及傳動齒輪箱體上設(shè)置有窺視孔、窺視孔蓋,通氣器等附件。窺視孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙等,還可用于加入潤滑油。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時,箱體內(nèi)溫度升高、氣壓增大,對箱體的密封極為不利。因此在箱蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器,使箱體內(nèi)的熱脹氣體自由逸出,以保證箱體內(nèi)外壓力均衡,提高箱體有縫隙處的密封性能。軸承蓋是用來封閉減速器箱體上的軸承座孔,以及固定軸組件的軸向位置并承受軸向力。 8.3其它技術(shù)說明 1)減速器的潤滑 良好的潤滑
54、可降低傳動件和軸承的摩擦損耗,減少磨損,保護(hù)其不受銹蝕,提高其使用壽命和機(jī)械效率,還可起到散熱,減振,降噪音等作用。 2) 齒輪的潤滑 齒輪潤滑采用油池浸浴潤滑,利用浸在油池中的轉(zhuǎn)動件齒輪將潤滑油帶到嚙合表面,甩到箱壁上,為了避免攪油損耗過大,又要使齒輪嚙合處充分潤滑,傳動件浸入油中的深度不宜太甚或太淺?! ? 3)軸承潤滑 選擇軸承潤滑時,根據(jù)軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速確定區(qū)間查出潤滑油黏度,經(jīng)查表,潤滑油粘度選在60~150間, 確定潤滑油牌號: 選用工業(yè)齒輪油 4)破碎機(jī)械的密封形式 破碎機(jī)的密封包括箱體,軸承等處的密封,密封的作用是防止灰塵,水分,酸氣
55、和其他雜物進(jìn)入軸承和箱體內(nèi),并阻止?jié)櫥瑒┑男孤?。 ? 9 對輥式破碎機(jī)生產(chǎn)能力計算方法的推導(dǎo) 根據(jù)以上分析可知,物料是被齒強(qiáng)行掃出破碎腔的,所以破碎機(jī)的生產(chǎn)能力等于將輥齒看作是物料單位時間內(nèi)通過兩齒輥之間的物料的總體積減去所有的輥齒在其中所占的體積,即: ( 9-1 ) 式中 Q——破碎機(jī)的生產(chǎn)能力,t/h; K——物料的填充系數(shù); V1——將輥齒看作物料單位時間內(nèi)通過兩輥之間的物料的總體積,m3/h; ——物料粒度,t / m3;V2——單位時間內(nèi)通過兩輥之間的所有輥齒的體積,m3/h。
56、 9.1推導(dǎo)過程 1)求 由于物料是被輥齒強(qiáng)行掃出的,所以與輥齒接觸的物料以輥齒接觸點(diǎn)處的線速度運(yùn)動。如圖2所示,兩輥之間的間隙為AD段。AC表示左輥上的齒高,BD表示右輥上的齒高。從圖中可以看到,兩輥上的輥齒從軸向看有重疊部分,即BC段。物料通過BC段某一點(diǎn)的速度應(yīng)該取兩輥齒在該點(diǎn)的線速度的平均值。物料通過AB段和CD段某一點(diǎn)的速度則簡單地分別由左右輥齒在該點(diǎn)的線速度決定。考慮到通過AD段的物料關(guān)于的垂直等分線具有對稱性,則有: ( 9-2 ) 式中 ——單位時間內(nèi)通過AB段的物料(包括輥齒)的體積;——單位時間內(nèi)通過
57、BO段的物料(包括輥齒)的體積。 ( 9-3 ) 其中 ——角速度rad/s; L——輥軸有效長度,m; ——輥齒中心距,m; D1——輥齒大徑,,m; R——輥軸半徑,m;h——輥齒高度,m?!? 設(shè)BC段上一點(diǎn)坐標(biāo)值為,則兩輥上的輥齒在該點(diǎn)的線速度分別為 那么物料通過點(diǎn)的平均速度為: 可見物料通過BC段的速度恒等于O點(diǎn)的線速度。則 ( 9-4 ) 將式子( 3 )和( 4 )代入式子( 2 )可得: ( 9-5 ) 將 代入上式得:
58、 ( 9-6 ) 2)求 單位時間內(nèi)通過兩輥之間的所有輥齒的體積 式中 m——兩個齒輥上安裝的總齒數(shù); n——齒輥轉(zhuǎn)速,r/min; ——單個齒的體積,m3?! ? 3)求 將式( 6 )和( 7 )代入式( 1 )就得到生產(chǎn)能力Q的計算公式: K值選取將是本公式運(yùn)用的關(guān)鍵。因?yàn)镵值與物料性質(zhì)、物料松散系數(shù)以及進(jìn)料飽和度等因素有關(guān),要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到,經(jīng)試驗(yàn)測定 ?!? 9.2對輥式破碎機(jī)2PGC-T0405DE的生產(chǎn)能力校核 型號說明 2PG——對輥式破碎機(jī) C——齒
59、輥 T——彈簧調(diào)節(jié) 04——齒輥直徑 05——齒輥長度 單個齒的體積 m3 齒總數(shù) (3環(huán)4齒雙輥+輔助輥齒) 單位時間內(nèi)通過兩輥之間的所有輥齒的體積 m m m m 理論計算的生產(chǎn)能力 =130.7t/h 滿足生產(chǎn)能力要求。 10 對輥式破碎機(jī)的安裝、使用與維護(hù) 10.1對輥式破碎機(jī)的安裝 齒輥破碎機(jī)是以整體形式供應(yīng)的,所以也以整體形式進(jìn)行安裝。在安裝中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn): (1) 首先找平基礎(chǔ)。設(shè)備安裝在不平整的基礎(chǔ)上,將使破碎機(jī)的機(jī)座扭曲變
60、形,導(dǎo)致齒輪工作狀況惡化,使用壽命縮短。 (2) 為了緩沖破碎機(jī)對廠房結(jié)構(gòu)的振動,可以在破碎機(jī)機(jī)架與廠房結(jié)構(gòu)梁之間墊以木墊,起隔振作用。 (3) 由于電動機(jī)機(jī)架和破碎機(jī)機(jī)架不是一個整體,所以安裝時應(yīng)注意兩機(jī)架的高度和平行度,齒輥的軸心線應(yīng)與軸中心線平行?! ? (4) 保險裝置的彈簧要有一定的預(yù)壓量,應(yīng)根據(jù)破碎機(jī)及破碎物料的要求進(jìn)行調(diào)整。對于兩個彈簧來說,正常工作時的彈簧松緊度應(yīng)該一樣?! ? (5) 為使輥齒磨損均勻,安裝給煤設(shè)備時,應(yīng)使原料能夠給進(jìn)破碎機(jī)齒輥的整個寬度上?!? 齒輥破碎機(jī)的安裝可按下列順序進(jìn)行: (1) 安裝前,首先對整個設(shè)備進(jìn)行全面的檢查、校正和情洗
61、。應(yīng)無損傷和缺件?!? (2) 驗(yàn)算基礎(chǔ)負(fù)荷。破碎機(jī)不論安裝于地面或樓層,均應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)承載負(fù)荷的驗(yàn)算,其動力系數(shù)一般可取設(shè)備總質(zhì)量的6~8倍。 (3) 校對基礎(chǔ)螺栓與設(shè)備各部尺寸。 (4) 安裝機(jī)架。在機(jī)架與混凝土基礎(chǔ)或樓層梁之間墊以硬質(zhì)方木或橡膠板,以減小機(jī)體對基礎(chǔ)的負(fù)荷振動。找正機(jī)架后,可用螺栓將其固定。 (5) 裝上從動齒輥移動架,固定從動齒輥。隨后用扳手?jǐn)Q緊絲杠螺母,壓緊彈簧,已達(dá)到機(jī)體內(nèi)若進(jìn)入難于破碎的礦物時,迫使彈簧壓縮牽動從動齒輥后移,增大兩齒輥間隙,排除礦物。 (6) 移動架上左、右兩組彈簧的壓縮度一致,其差值不得超過。 (7) 裝上主動齒輥。在安裝
62、時必須注意,應(yīng)使一個齒輥的齒置于另一個齒輥的齒中間,也就是說,使之處于另一齒輥四個齒的對角線交點(diǎn)上?!? (8) 齒輥安裝后,兩尺輥齒牙彎端應(yīng)與,兩齒輥不應(yīng)有軸向竄動?! ? (9) 齒輥軸瓦間隙以及各齒輪的嚙合間隙根據(jù)要求進(jìn)行找正?! ? (10) 安裝后的固定軸水平不應(yīng)大于?! ? (11) 兩帶輪的平行度及輪槽中心重合度應(yīng)符合要求?!? (12) 安裝破碎機(jī)外罩,連接入料溜槽和漏斗。各法蘭盤均應(yīng)加膠墊密封,以減小煤塵污染空氣,改善工作條件?!? 設(shè)備全部安裝后,應(yīng)進(jìn)行連續(xù)數(shù)小時的空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),并檢查和測定其電流大小、軸承溫度及齒輪嚙合等情況。設(shè)備經(jīng)過空負(fù)荷試車確認(rèn)無問題時,可帶負(fù)荷試
63、車。帶負(fù)荷連續(xù)試車時間不少于8h,最后進(jìn)行交接驗(yàn)收并投入生產(chǎn)系統(tǒng)使用?!? 10.2對輥式破碎機(jī)的使用與維護(hù) 破碎機(jī)必須正確使用,精心維護(hù),才能保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,在操作時應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1) 開車前,全面檢查各部螺栓緊固情況,各軸承油位潤滑情況以及V帶松緊度。如發(fā)現(xiàn)螺栓松動、油量不足或V帶過松等情況,應(yīng)及時處理?!? (2) 設(shè)備啟動,并進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,方可正式加料?!? (3) 在運(yùn)轉(zhuǎn)中,應(yīng)經(jīng)常注意檢查軸承溫度及其油位。軸承溫度一般不得超過65?! ? (4) 定期檢查齒板、軸瓦等易損件的磨損情況,必要時應(yīng)及時更換?!? (5) 保持齒輥移動架滑座平面清潔干凈,以
64、便機(jī)體內(nèi)進(jìn)入不能破碎的大塊物料,能及時排除故障?! ? 破碎機(jī)要求空載啟動,切忌破碎機(jī)內(nèi)存在物料時開車,否則易造成破碎機(jī)事故損壞。所以停止破碎機(jī)時,應(yīng)把破碎物排空。事故停車也將其中物料清除后再啟動。如果破碎產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)大量的大塊煤,這可能是保險彈簧過松或齒輥磨損所造成,應(yīng)通過調(diào)整彈簧的松緊程度或調(diào)整齒輥之間的間距來消除。 結(jié) 論 通過此次畢業(yè)設(shè)計,使我受益匪淺,在將大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識都全面檢驗(yàn)一遍的同時更開闊了我的知識面,對我日后的學(xué)習(xí)和工作都將有很大的幫助?! ? 本文滿足設(shè)計要求,根據(jù)設(shè)計題目主要是完成對輥式破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。我主要通過以下幾個階段完成:
65、 1、總體方案的確定 主要對礦用破碎機(jī)常見結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。包括機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式、齒輥,傳動裝置和減速裝置等。這個過程是設(shè)計的關(guān)鍵所在,方案的好壞直接關(guān)系到整個裝置性能的優(yōu)越與否,因而也是我的工作重點(diǎn)。在老師的指導(dǎo)下,最終確定了現(xiàn)有的方案。 2、齒輥的設(shè)計 這個過程主要是根據(jù)破煤粒度,生產(chǎn)能力等要求查閱相關(guān)資料說明,從而確定齒輥的結(jié)構(gòu),包括輥齒、齒環(huán),齒帽及襯板的結(jié)構(gòu)尺寸。 3、帶輪的設(shè)計 帶傳動是本設(shè)計的高速級減速裝置,此過程主要涉及傳送帶的選型及帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,受力分析等。 4、減速齒輪的設(shè)計 直齒圓柱齒輪是設(shè)計的低速級減速裝置,此過程主要涉及齒輪的結(jié)構(gòu)
66、尺寸,受力分析等。 5、軸的設(shè)計 這個過程主要是完成軸的階梯化,承載校核?! ? 6、主要零部件的設(shè)計與選型 包括軸承、鍵、密封圈、調(diào)整墊片、聯(lián)接螺栓等的選型, 由于時間以及所學(xué)知識的局限性,本設(shè)計從整體上來說,還存在很多需要改進(jìn)的地方。對此懇請老師給予批評指正,我將在以后的工作中吸取教訓(xùn)?!? 參考文獻(xiàn) [1] 王少懷.機(jī)械設(shè)計師手冊.北京:電子工業(yè)出版社2006 [2] 陳立德.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京:高等教育出版社,2006 [3] 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京:高等教育出版社,2006 [4] 周明衡.聯(lián)軸器選用手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000 [5] 唐增寶,何永然,劉安俊.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.武漢:華中科技大學(xué)出版社,1994 [6] 機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [7] 周元康.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.重慶:重慶大學(xué)出版社,2001 [8] 施高義等.聯(lián)軸器.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988.6 [9] 《聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖冊》編
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