【導(dǎo)讀】在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展中，錘式破碎機(jī)大量應(yīng)用于水泥廠、電廠、礦山等部門。通過把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤獨(dú)立安裝，減輕了更換錘頭時(shí)的工作量，提高了工作效率。位移云圖觀察其變形情況。破碎機(jī)的整體的設(shè)計(jì)中，通過對(duì)零件材料的選擇，對(duì)。個(gè)別的零件進(jìn)行強(qiáng)度、壽命的校核，對(duì)錘頭金屬的工藝性進(jìn)行改良。

　　

【正文】 足飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求。 1) 計(jì)算功率 PkP Ac? （ ） 式中： Ak 工況系數(shù)。 由表 51 可知，破 碎機(jī)的載荷變動(dòng)很大，每天工作 1016h,空載啟動(dòng)， Ak =。 5 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 23 由公式 得 : KwPC ??? 表 51 電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)的系數(shù) KA 2) 選定帶型 根據(jù) Pc=154kw,n=950r/min。 有查表 52,可知選擇窄 V帶 SPB 型。 表 52 基準(zhǔn)寬度制窄 V帶選型圖 3) 確定帶輪的直徑 小帶輪的直徑：由查表 5 54 選取 mmdd 2801 ?。 工況 KA 空載、輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù) 10 10~16 16 10 10~16 16 載荷變動(dòng)較大 斗式提升機(jī) 磨粉機(jī) 振動(dòng)篩 載荷變動(dòng)很大 破碎機(jī) 磨碎機(jī) 24 表 53 有效寬度制窄 V帶選型圖 表 54 窄 V帶輪直徑系列 注： ? 表示優(yōu)先選用； ? 表示可以選用； 表示不選用。 。 大帶輪的直徑：由公式 可得 ； )(9501490)1(12 12 mmdnnd dd ?????? ? （ ） 。徑為由表可知，取大輪的直 取值可以省略。由于對(duì)速度要求不高， mm450d 2d ?? 有效直徑 d 槽型 基本值 min 9 JN/ 15 JN/ 選用情況 maxed 選用情況 maxed 250 250 ? 254 ? 257 265 265 ? 272 280 280 ? ? 287 300 300 ? 307 5 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 25 m i n)/(450 12801490)1( 21221 rddnn dd ?????? ? %950 %1211 ?????n nn? 由于誤差小于 5%，所以帶輪的選擇符合要求。 4) 驗(yàn)算帶速 )/( 21 smndv d ?????? ? 5) 初定軸間距 oa 14 60511 )()( 2121 ?? ????o ddodda ddadd 所以取 oa =1000mm 6) 所需帶的基準(zhǔn)長度 doL ? ?)( 1 44 0 0 01 7 027 3 02 0 0 04)(22221221mmaddddaLoddddodo???????????? 由表查得：選取窄 V帶的基準(zhǔn)長度為 mmLd 3150? 7) 實(shí)際軸間距 a ）（ mmLLaa dodo 3107315010002 ??????? 8) 小帶輪的包角 1a ??? ???????? 121 a dda dd 9) 單根 V帶的基本額定功率 1P 根據(jù)帶型號(hào)、 :55 111 KPVnd d ?得帶查表窄、 。 當(dāng)傳動(dòng)比 1?i 時(shí)，單根 V帶額定功率增量 1P? ,根據(jù)帶型、 1n 和 i ，查得1P? =。 26 表 55 基準(zhǔn)寬度制窄 V帶額定功率 型號(hào)SPB mmdd /1 ii /1或 11 min/ ??rn 700 800 950 1200 1450 kwP/1 280 1 3 315 1 3 10) V帶的根數(shù) z lac KKPP Pz )(11 ??? （ ） 。帶長修正系數(shù)， ；，查表小帶輪包角修正系數(shù)，式中： ?? ?? ll aa KK KK 代入式子 得： 8 .7 8. 2 61 542 ???z 取 z=9。 表 56 小帶輪包角修正系數(shù) Ka 小帶輪包角 )/(?a Ka 小帶輪包角 )/(?a Ka 180 1 165 175 160 170 155 11) 單根 V帶的預(yù)緊力 OF 2)(500 mvzvPKF caO ??? （ ） mkgmV /?查得。由表帶每米長的質(zhì)量， ，代入式 中。 5 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 27 )( 2 NF O ?????????? ??? 表 57 V帶單位長度質(zhì)量 12) 作用在軸上的力 QF )( i i n2 1 NazFFOQ ?????? 在皮帶設(shè)計(jì)中，新帶的初預(yù)緊力通常是正常預(yù)緊力的 倍，所以新帶的預(yù)緊力如下式 。 ）（ NFF 31 6 4 0 5 . a x ?? （ ） 式中： 新帶初預(yù)緊力。?m a xQF 13) 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的結(jié)構(gòu)工藝性，質(zhì)量分布均勻，帶輪材料常用灰鑄鐵，鋼鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應(yīng)用最廣， 當(dāng)皮帶的速度達(dá)到一定程度2 0 01 5 0/25 HTHTsmv 或時(shí)，用? 。帶輪的槽型結(jié)構(gòu)如圖 所示，結(jié)構(gòu)是尺寸如表 58，帶輪示意圖如圖 所示。 圖 基準(zhǔn)寬度制 v 帶輪輪槽尺寸 圖 大帶輪示意圖 基準(zhǔn)寬度制窄 V帶 型號(hào) 每米長度質(zhì)量（ mkg/ ） SPZ SPA SPB SPC 28 表 58 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸圖 項(xiàng)目 基準(zhǔn)寬度 基準(zhǔn)線上槽深 基準(zhǔn)線下槽深 槽間距 槽邊距 最小輪緣厚 外徑 符號(hào) bd minah minfh e minf min? ad 槽型 SPB 14 ? ada hdd 2?? 6 錘式破碎機(jī)軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 29 6 錘式破碎機(jī)軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的安裝、定位、以及軸的制造、工藝等方面的要求，合理的定出結(jié)構(gòu)尺寸。軸的工作能力的計(jì)算不僅指軸的強(qiáng)度計(jì)算，還有剛度、穩(wěn)定性的計(jì)算。 選擇軸的材料和熱處理方法，主要根據(jù)軸的受力、轉(zhuǎn)速、重要性等對(duì)軸的強(qiáng)度和耐磨性提出的要求。 對(duì)破碎機(jī)來說，只需進(jìn)行強(qiáng)度的計(jì)算。本設(shè)計(jì)中軸的材料選擇了 SiMnMo38 . 零件在軸上的安裝和拆卸方案確定后，軸的形狀便基本確定了，各軸段上的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷大小有關(guān)，在初步確定其直徑的同時(shí)，不知道支反力的作用點(diǎn)，不能確定其彎矩大小的分布情況，因此還不能按軸上的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定主軸的直徑。先按軸的扭矩初步估算所需要的軸的直徑，并計(jì)次時(shí)所求出的最小直徑。然后按照主軸的裝配方案和定位要求，從最小直徑處逐一確定各軸段的直徑大小。 本次設(shè)計(jì)采用 SiMnMo38 ，采用調(diào)質(zhì)熱處理工藝。性能如表 61： 表 61 軸材料的性能參數(shù) ）布氏硬度（ HBS 229286 ? ?1??靜應(yīng)力 275MPa s?屈服點(diǎn) 590MPa 脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力 ? ?o? 120MPa 1?彎曲疲勞極限 365MPa 對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 ? ?1?? 70MPa 1?扭轉(zhuǎn)疲勞極限 210MPa 軸的直徑計(jì)算 主軸主要傳遞的轉(zhuǎn)矩，所以應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算如式 ： ? ? 33 5nPATd ?? ? （ ） 30 mmmm。: 。軸的傳遞轉(zhuǎn)矩，軸的直徑，式中 ??? NTd ?? ? ?。見表系數(shù)。軸的材料的許用切應(yīng)力軸的轉(zhuǎn)速，軸傳遞的額定功率，式中：26,a。m i nw。????AMPrnKP? 表 62 常用軸材料的許用切應(yīng)力及 A的系數(shù) 軸 的材料 Q235A 20 Q275 35 45 40Cr 35SiMn 42SiMn 38SiMnMo ??MPa? 1525 2035 2545 3555 A 149126 135112 126103 11297 )(950 3m in mmd ?? 由于軸的截面上開有鍵槽應(yīng)適當(dāng)增大軸徑，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的鍵槽，軸徑應(yīng)增大 %15~%10 。 )(61%)151(m in mmdd ??? 對(duì)軸的最細(xì)處進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： )/( 23636 mmNnd P ??? ?????? （ ） 由式 得出： ????? ，即最細(xì)處的強(qiáng)度滿足其要求。 軸上的各段直徑及長度 確 定主軸的各段的長度，盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證，轉(zhuǎn)子以及帶輪、軸承所需要的裝配和調(diào)整的空間，也就是說，所確定的軸的各段長度，必須考慮到各零件與主軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的間隙。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)子、帶輪的大體尺寸，所以軸的長度也可大致確定。軸的結(jié)構(gòu)如圖 與裝配如圖 所示： 6 錘式破碎機(jī)軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 31 圖 軸的結(jié)構(gòu)示意圖 1) 主軸的最小直徑處安裝的是帶輪，所以 軸的最 右 端 12 軸段是裝 大 帶輪故取mmdd 6121 ??? ,它的 右 端用軸端擋圈定 位， 左 端用 軸肩 軸向定位。 可算出大帶輪的寬度為 194mm,所以取 mmL 19521 ?? 。 為使 帶輪 不致與機(jī)殼接觸，取 帶輪 與軸承箱體的距離為 120mm。 2) 軸承的選擇， 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，且主軸承受大轉(zhuǎn)矩并受沖擊載荷，如果選用一般滾動(dòng)軸承則會(huì)卡死 ， 選用雙列的調(diào)心滾子軸承， 因?yàn)?2 的左端設(shè)置軸肩， 參照 軸承 要求并根據(jù) mmd 7532 ?? ，選用 調(diào)心 滾子軸承 2315，dDB=7516055，左端采用軸肩進(jìn)行軸向定位， 查得該軸承內(nèi)圈高為 ，為了拆卸軸承方便，規(guī)定軸肩高度不應(yīng)大于 )4/33/2( ? 內(nèi)圈高。取軸肩 h=.取 mmd 9043 ?? 。 右端與 軸承箱體 之間采用套筒定位。其長度 L套 =45mm。滾子軸承寬度B=55mm。 為使套筒可靠的壓緊軸承，取 mmL 22032 ?? ，軸承箱體寬度 100mm，箱體至機(jī)殼外壁距離 25mm，機(jī)殼壁厚 10mm，取制造誤差 s=10mm，故取mmL 12543 ?? 。 轉(zhuǎn)子圓盤用軸套壓緊定位，取軸肩高度 h=10mm， mmd 11054 ?? ，為了可靠的壓緊轉(zhuǎn)子圓盤 ， mmL 91054 ?? 。由于軸承 采取 對(duì)稱布置 方式 ，仍取 , mmL ?? mmL 10576 ?? ， 軸承用套筒和擋圈定位 。最終得出主軸的全長 mmL 1680? 。 圖 軸上零件的裝配示意圖 32 軸上零件的周向定位 轉(zhuǎn)子圓盤， 帶 輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)結(jié)。 帶 輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 mmlhb 1301118 ????? ，帶輪與軸的配合方式為 67KH ，鍵槽用鍵槽銑刀加工；圓盤錘架與軸也通過平鍵進(jìn)行周向定位， mmd 11054 ?? ，所以選取平鍵的規(guī)格為 1622???hb .軸承與軸的配合為過盈配合，常用 k m m r6 等。軸承的外圈與座孔選用有間隙的配合，常用 H7， G7， J7 等。 軸所受靜載荷及軸的強(qiáng)度校核 1) 軸的靜力分析 軸的設(shè)計(jì)不同于一般 零部件的設(shè)計(jì)。它包含兩個(gè)主要內(nèi)容 : 強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了保證其足夠的工作能力 , 必須對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 , 必要時(shí)還要做剛度計(jì)算。 而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式比較保守，憑借經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行的校核，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。 由于錘式破碎機(jī)在工作中承受沖擊載荷，而這種沖擊載荷主要集中在打擊物