【文章內(nèi)容簡介】 和均勻。為此，要盡可能的增大過渡處的圓角半徑；同一段軸上相鄰截面處的剛性變化應(yīng)盡可能的小等等。在不可避免的要產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減荷槽來降低應(yīng)力集中的影響。②選用疲勞強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法和強(qiáng)化工藝。③提高主軸的表面質(zhì)量。比如將處在應(yīng)力較高區(qū)域的主軸表面加工得較為光潔?；蛘?，如果，有的軸段，工作在腐蝕性介質(zhì)中，則要對該軸段規(guī)定適當(dāng)?shù)谋砻姹Ｗo(hù)。④盡可能地減小或消除主軸表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對于延長其疲勞壽命有著提高材料性能更為顯著的作用。因此，對于重要的軸段，在設(shè)計圖紙上應(yīng)規(guī)定出嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法和要求。⑤降溫、減載荷，對于發(fā)熱摩擦副的軸頸采取降溫設(shè)計，也可顯著提高其疲勞壽命。因?yàn)橹鬏S是一個轉(zhuǎn)動件，所以，在低應(yīng)力下運(yùn)轉(zhuǎn)一定周數(shù)后，再逐步提高到設(shè)計的應(yīng)力水平。因?yàn)檩S承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動軸承，絕大數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因而，我們需要進(jìn)行一部分設(shè)計內(nèi)容，根據(jù)具體的工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸。另外是軸承組合的設(shè)計，它包括安裝、調(diào)整、潤滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計。軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后，其硬度一般不低于HRC60。一般這些元件需要150度回火處理，所以其通常的工作溫度不高于120度，此時，硬度不會下降。 軸承的類型有很多種，主要根據(jù)其承載情況和調(diào)心等要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)樵撔吞柕钠扑闄C(jī)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉(zhuǎn)速很高，負(fù)荷很大，且工作時間很長，最主要的是，經(jīng)過很長時間工作后，會因?yàn)殄N頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當(dāng)錘頭的不均勻磨損嚴(yán)重時，此力就成為總負(fù)荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會產(chǎn)生撓曲，此外，軸承的中心也難保證同心，因此選用調(diào)心滾子軸承。 圖45 軸承的游動和軸向位移軸承在實(shí)際工作時，工作前后的溫差大，為了適應(yīng)軸和外殼不同熱膨脹的影響，防止軸承卡死?？梢允挂欢说妮S承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之可以軸向位移。這樣，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對位置有不大的變化時，仍然可以正常工作。也可以使外圓與座孔配合較松，以保證外圓相對于座孔能做軸向竄動。 軸承的安裝和拆卸為了便于軸承在主軸上的安裝和拆卸，必須考慮到軸承座有剖分面，這樣就不必考慮沿軸向安裝和拆卸軸承部件，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承了。 圖46 傳動方式的選擇與計算（V帶傳動計算）該部分的設(shè)計主要體現(xiàn)在V帶輪的設(shè)計上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，主要由帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇。其基準(zhǔn)直徑又與相連接的電動機(jī)的型號有關(guān)。根據(jù)前面對電動機(jī)功率的計算，以及轉(zhuǎn)速的要求，可以采用Y系列的三相異步電動機(jī)，其額定功率為45KW。型號是Y225M2。滿載轉(zhuǎn)速2970r/min，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。因?yàn)橐蟮拇髱л喌霓D(zhuǎn)速在900 r/min到1100 r/min之間，所以，當(dāng)小帶輪的直徑依據(jù)電動機(jī)選擇160mm時，這樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑依據(jù)傳動比，可以求出475左右，因?yàn)閹л喌幕鶞?zhǔn)直徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，所以可取475mm。要求帶的根數(shù)，必須按以下的計算步驟：1．先確定出帶的型號。由表可查到，根據(jù)計算功率P和小帶輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。經(jīng)過查表得， 式中 ── 名義傳動功率。── 工作情況系數(shù)。再查表可知，則可以計算出計算功率P為63KW。再由表，可查出帶的型號為A型。2．需要確定單根V帶的基本額定功率，（教材書下冊）可以知道，對A型帶，因?yàn)槠湫л嗈D(zhuǎn)速接近2800 r/min，基準(zhǔn)直徑為160mm的情況下，為基本額定功率， 。為長度系數(shù)， 。為包角系數(shù)， 。為單根V帶的基本額定功率的增量， 。其值由帶的型號、小帶輪轉(zhuǎn)速以及傳動比確定。則帶的根數(shù)就可以用下式求出：將上面的數(shù)據(jù)代入，就可以求出。這樣，整個帶輪的尺寸的具體的確定過程如下：根據(jù)其參數(shù)，仍然由教材書上的表可查到。 ── 靠近兩端的槽中心到帶輪端部的距離。 ── 相鄰槽間的距離。另外，根帶的型號和其基準(zhǔn)直徑D，可以確定出輪槽角的大小和，。 ── 輪槽的根部到帶輪鍵槽的最小要求距離。 ── 相鄰帶輪在中心線上的距離。── 齒頂高的最小距離。── 齒根高的最小距離。其鍵槽可以由其寬度進(jìn)行選擇標(biāo)準(zhǔn)的長度。這樣，其他的尺寸也可以確定了。飛輪的作用是，是轉(zhuǎn)子在運(yùn)動中儲存一定的動能，避免破碎大塊或較影的物料時，速度損失不致過大和減小電機(jī)的尖峰負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)采用腹板式。 圖47其具體的尺寸可以采用常見的類型。只要較好的實(shí)現(xiàn)其功能即可。如圖48。 蓖條與錘頭端部的間隙由兩個裝置來實(shí)現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來實(shí)現(xiàn)的。而彈簧用來進(jìn)行“微調(diào)”，當(dāng)手柄操作不能達(dá)到滿意的位置時，需要用彈簧進(jìn)行再調(diào)整。凸輪的運(yùn)動是由棘輪來實(shí)現(xiàn)的, 棘輪也因?yàn)橐呀?jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)槠涑叽绲拇_定是比較自由的，所以，棘輪只需要根據(jù)凸輪的工作狀況，實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動功能即可。另外，考慮經(jīng)濟(jì)性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時有較大 圖48的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動精度較低。其典型的結(jié)構(gòu)形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動爪等組成:彈簧用來使止動爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設(shè)置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機(jī)構(gòu)的傳動軸上，而搖桿則是空套在傳動軸上。當(dāng)搖桿逆時針擺動時，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動棘輪轉(zhuǎn)過一個角度。當(dāng)搖桿順時針轉(zhuǎn)動時，止動爪阻止棘輪順時針運(yùn)動，同時，棘爪從棘輪的齒背上滑過，所以此時，棘輪靜止不動。這樣，當(dāng)搖桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動時，棘輪便得到了單向的間歇運(yùn)動。前面提到了，彈簧所能起到的作用是調(diào)整蓖條與錘頭間隙的作用。彈簧一般所起到的作用是：。在這里，它實(shí)現(xiàn)的是第一個功能。根據(jù)受載荷的情況的不同，彈簧可分為拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲彈簧。根據(jù)所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。所以，應(yīng)該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當(dāng)中，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)和范圍，我們可以選用普通的圓柱螺旋彈簧。這種彈簧的特性線呈直線，剛度穩(wěn)定，承受壓力，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用最廣泛。無特殊要求時，可以選右旋。彈簧的選擇的一個關(guān)鍵是，對彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關(guān)系的曲線成為彈簧的特性線。使彈簧產(chǎn)生單位變形所需要的載荷成為彈簧的剛度。用表示。一臺機(jī)器的總重量當(dāng)中，機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。同時在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度以及抗振性能。所以，正確合理的選擇機(jī)座和箱體的材料，并且正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料。提高工作精度等重要途徑。根據(jù)有關(guān)資料，機(jī)座（機(jī)架和基板等）和箱體（包括機(jī)殼等）的形式很多。按構(gòu)造形式可以分為機(jī)座類、機(jī)架類等。本次設(shè)計到的錘式破碎機(jī)，是固定式重型機(jī)器。而且，機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度要求也較高，因此，通常都是鑄造。鑄造材料常用便于施工而又便宜的鑄鐵。（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）。而且該破碎機(jī)的機(jī)座，屬于大型機(jī)座的制造，所以，常采用分零鑄造，然后焊成一體的辦法。因?yàn)榻^大數(shù)的機(jī)座和箱體受力情況較為復(fù)雜，因此要產(chǎn)生振動，彎曲等變形。所以，當(dāng)受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時，截面形狀對其剛度和強(qiáng)度的影響很大。所以，正確設(shè)計出合理的機(jī)座和箱體的截面形狀，可以起到既不增大截面面積，又不增大（或者減?。┝慵|(zhì)量（材料消耗量）的效果。而且增大了截面系數(shù)以及截面慣性矩，就能提高其強(qiáng)度和剛度。在使用中，絕大數(shù)的機(jī)座和箱體都采用這種截面形狀，就是這個緣故。雖然矩形截面的彎曲強(qiáng)度不及工字型截面，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不及圓形截面的，但是它的扭轉(zhuǎn)剛度卻大得。而且采用矩形截面的機(jī)座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設(shè)其他的機(jī)件。所以，對機(jī)座和箱體來說，它是結(jié)構(gòu)性能較好的截面形狀。 肋板的布置一般地說，增加壁厚固然可以增大機(jī)座和箱體的強(qiáng)度和剛度，但不如加設(shè)肋板來得有利。因?yàn)榧釉O(shè)肋板時，增大強(qiáng)度和剛度，又可以增大壁厚的同時減小質(zhì)量；因?yàn)樵撈扑闄C(jī)的機(jī)殼是鑄件，所以，對于鑄件，由于不需要增加壁厚，就可以減少鑄造的缺陷；對于有些焊接的部位，壁薄時更容易保證焊接的品質(zhì)。在考慮到鑄造、焊接工藝時以及結(jié)構(gòu)要求時的限制時，例如為了便于砂型的安裝和清除，以及需要在機(jī)座內(nèi)部安裝其他的機(jī)件等，往往需要把機(jī)座設(shè)計成兩面敞開的，或者至少在某些部位開出比較大的孔洞（就是該機(jī)器中的檢修孔）。由于這樣做，必然大大削弱了機(jī)座的剛度，所以，加設(shè)肋板是必需的。其結(jié)構(gòu)形狀必須考慮到各種重要因素，主要有工藝、成本、重量等。同時還要隨具體的應(yīng)用場合以及不同的工藝要求（如鑄造、焊接等）而設(shè)計成不同的結(jié)構(gòu)形狀。第五章 錘頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)問題 改進(jìn)的介紹在厚度上增加了15mm，其端部寬度增加了20mm，懸掛孔到端部的長度增加了10mm,懸掛處外圓的半徑由90mm變?yōu)?5mm. 改進(jìn)的效果1．對物料的沖擊力增加了。因?yàn)殄N頭的重心在回轉(zhuǎn)半徑徑向上外移，錘頭在運(yùn)轉(zhuǎn)中線速度加大。錘頭對物料的沖擊功增加了，從而改善了破碎效果。2．錘頭的有效磨損量增加了。錘頭單重一般按27千克算，有效磨損量占三分之一，即9千克。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)總重量變化小，有效磨損量達(dá)16千克。改進(jìn)后一套的錘頭相當(dāng)于改進(jìn)前的兩套，降低了使用成本。3．降低了出料粒度，提高了臺時產(chǎn)量。改進(jìn)后，懸掛孔到錘頭端部長度由350毫米到360毫米，回轉(zhuǎn)直徑大約1250到1270毫米，錘頭到殼板間隙由25毫米減小到15毫米。故可使出料粒度，由原來的20毫米以下，25%的粉狀物，變?yōu)?—10毫米，60%的粉狀物，大大改進(jìn)了破碎機(jī)的破碎效果，從而提高了臺時產(chǎn)量。4．改善了粉磨效果。石灰石等物料經(jīng)二次破碎后，要從能量消耗和效率上研究，破碎比研磨效率高，電耗小。所以，要求并希望石灰石多破碎，少研磨。出料粒度8—10毫米，60%的粉狀物，極大改善了粉末機(jī)的生產(chǎn)效果。產(chǎn)量由每小時12噸提到每小時16噸，降低了生料的生產(chǎn)成本。 延長錘頭使用壽命的研究下面重點(diǎn)討論一下錘頭耐磨性提高，使用壽命延長的問題。決定一個板錘的使用壽命，有以下幾個因素來評定：1．工作是否可靠。在板錘與物料沖擊過程中，不準(zhǔn)板錘飛離轉(zhuǎn)子，或因板錘的緊固不良，引起其他的機(jī)械故障，故板錘的固定是個值得注意的問題。否則，無“壽命”可言。2．板錘的裝卸是否方便，尤其再生產(chǎn)現(xiàn)象，在工作一段時間后，機(jī)器的各部件必不能按理想狀況進(jìn)行，比如偏心、局部磨損等，需要及時調(diào)整。能否快速裝卸是一個很重要的指標(biāo)。3．板錘的金屬利用率是否合理。因板錘的磨損是不可避免的，一塊重量一定的板錘，使其不能利用的質(zhì)量最小，即板錘的形狀及空間尺寸如何選擇為最佳是值得考慮的問題。4．減少無謂的磨損，以提高板錘的使用壽命，要充分利用轉(zhuǎn)子的能量，提高破碎比，就必須研究最大破碎力，同時也具有很大的理論價值。5．板錘的及時合理調(diào)配非常關(guān)鍵。破碎機(jī)在使用中運(yùn)行不穩(wěn)，震動大，主要原因是，板錘磨損后，原有的平衡狀況被破壞，未用科學(xué)的方法合理調(diào)配所致。6．板錘的材質(zhì)，是解決錘頭耐磨性，使用壽命的最核心的因素。現(xiàn)今應(yīng)用比較廣泛，也經(jīng)受了實(shí)踐的考驗(yàn)。比如有改性高錳鋼板錘和錘頭，中碳多元合金鋼錘頭。下面就后三種因素，做一些具體的分析： 錘式破碎機(jī)中單顆粒物料的最大破碎力研究錘式破碎機(jī)具有破碎效率高、破碎能耗少等優(yōu)點(diǎn)，它在礦山、建材、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。到目前為止，該機(jī)型的最大破碎力還沒有一個理想的公式進(jìn)行計算。國外有人根據(jù)碰撞理論和破碎力呈線性變化的觀點(diǎn)，提出了最大破碎力等于二倍平均破碎力的公式。但在破碎機(jī)實(shí)際破碎過程中，最大破碎力與平均破碎力并不是呈線性變化，因而，有必要對該機(jī)型的最大破碎力做進(jìn)一步的探討。⑴ 錘式破碎機(jī)對物料的破碎過程建立的力學(xué)模型為了便