立軸錘擊式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-09 16:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)δ在許用范圍內(nèi)的前提下，求出飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J從而最后定出飛輪的主要尺寸。飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定：設(shè)錘式破碎機(jī)在空行程和部分無(wú)負(fù)載的工作行程時(shí)間t1秒內(nèi)的功率消耗為P1，轉(zhuǎn)子在工作行程的破碎時(shí)間t2秒內(nèi)的功率消耗為P2，電動(dòng)機(jī)的額定功率為P并且P1﹤P﹤P2。轉(zhuǎn)子在t1秒時(shí)間內(nèi)，P﹥P1的情況下，多余的功率就使飛輪的能量增加，如果在空轉(zhuǎn)階段開(kāi)始時(shí)，飛輪的角速度等于ωmin在空轉(zhuǎn)階段終結(jié)時(shí)，飛輪的角速度增加為ωmax。在有載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)P2﹥P，飛輪就輸出能量，飛輪的角速度就由ωmax降到ωmin列出空轉(zhuǎn)時(shí)的平衡方程式[2] （47）或 則飛輪儲(chǔ)存的能量為： 設(shè)空轉(zhuǎn)的功率消耗 （p稱損失系數(shù)）故 η—考慮摩擦損失的機(jī)械效率η=則 ，而 d—飛輪的直徑，米；ω—飛輪的平均角速度，即主軸的角速度， δ—速度不均勻系數(shù)，δ=—，錘式破碎機(jī)可取δ=；t1—空轉(zhuǎn)時(shí)間取t1=t2=30/n。由以上理論計(jì)算公式可得本次設(shè)計(jì)飛輪的直徑為645mm,取飛輪直徑D=650mm。聯(lián)軸器是用來(lái)連接軸與軸的，使它們一起回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器有彈性和剛性兩類，剛性聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，并具有吸收振動(dòng)和緩和沖擊的能力，錘式破碎機(jī)由于破碎礦石，要產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。當(dāng)有金屬物進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)，錘頭的強(qiáng)烈碰撞而未能將其破碎將使得電機(jī)的轉(zhuǎn)矩迅速上升，為了保護(hù)電機(jī)和轉(zhuǎn)子等重要部件，應(yīng)使用剪切銷安全聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上的安全銷釘會(huì)被剪斷而避免部件損壞造成事故。銷釘材料采用45鋼，其抗剪強(qiáng)度[τb]=80Mpa。由公式 （48）式中：T——電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，； D—銷釘中心圓直徑，mm；τb—銷釘抗剪強(qiáng)度，Mpa；Z——銷釘個(gè)數(shù)。每個(gè)銷釘?shù)闹睆綖椋?偏于安全考慮，最后確定銷釘直徑為10mm。平鍵聯(lián)接最易發(fā)生的失效形式是磨損和壓潰，此處針對(duì)耐磨性條件和擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核。擠壓強(qiáng)度條件[4] （49） 耐磨性條件 式中 T——轉(zhuǎn)矩，；d——軸徑，mm；h——鍵的高度,mm；l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm；對(duì)A型鍵l=Lb； ——許用擠壓應(yīng)力，MPa（此處為6090）； ——許用壓強(qiáng)，MPa（此處為30）。求得三處鍵聯(lián)接處的擠壓強(qiáng)度和耐磨性強(qiáng)度分別為： MPa、 MPa，均小于其許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)，故安全。軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)是工作能力計(jì)算。后者主要是指強(qiáng)度計(jì)算。主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來(lái)承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強(qiáng)度，采用的是35號(hào)硅錳鋼鍛造，其斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。示意如圖所示。圖51 主軸結(jié)構(gòu)圖主軸直徑設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)公式[5] (51)式中Dmax為最大進(jìn)料粒度，Dmax為200mm。，則D=100mm。主軸長(zhǎng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 （52）式中 Q——生產(chǎn)率，t/h。 D——轉(zhuǎn)子的直徑，m； P——物料的密度。取 K=38；得 錘式破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速可按圓周速度來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)公式 （53） 式中 v——主軸的圓周速度，m/s。 D——轉(zhuǎn)子直徑，m。主軸圓周速度在18—70m/s之間選取。對(duì)中小型破碎機(jī)，取v=25—70m/s，轉(zhuǎn)速在750—1500r/min。對(duì)大型破碎機(jī)v=18—25m/s,轉(zhuǎn)速為200—300r/min。速度越高，產(chǎn)品粒度越小，篦條、襯板和錘頭磨損也越快，功率消耗也越大，對(duì)機(jī)加工、安裝的精度要求也隨之增高，所以在滿足產(chǎn)品粒度的情況下，主軸圓周速度應(yīng)偏低選取。轉(zhuǎn)速 v取40m/s,則n=931r/min。軸上受的載荷是由軸上的零件產(chǎn)生的，所以在計(jì)算時(shí)可以將主軸上的分布載荷情況簡(jiǎn)化為集中力。其作用點(diǎn)可以一律簡(jiǎn)化，取為分布載荷的中點(diǎn)，作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起，通常把當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。圖52 主軸受彎矩、力矩圖從軸的載荷分析圖52可看出C處軸所承受的載荷最大，所以此處就是最危險(xiǎn)截面。作用在主軸上的相當(dāng)彎矩： （54）式中 ——作用在主軸上的彎矩， ；
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