2100標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)設(shè)計(jì)【含11張CAD圖紙+文檔全套】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第53頁(yè) 1 緒論 1.1引言 隨著社會(huì)的進(jìn)步，原材料消耗不斷增加，導(dǎo)致富礦資源日益枯竭，礦石品位日趨貧化。以我國(guó)冶金礦山為例，鐵礦石平均品位31%、錳礦石品位22%。絕大多數(shù)的原礦需要破碎和選礦處理后才能成為爐料。破磨作業(yè)是選礦的龍頭，也是能耗、鋼耗的大戶。因此，節(jié)能、降耗是破磨設(shè)備研究的主題，“多碎少磨”是節(jié)能、降耗的重要措施，其關(guān)鍵問(wèn)題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均勻，可將礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級(jí)別顆粒，可以滿足入磨粒度的需要，成為金屬礦山選礦廠的主要破碎設(shè)備。 破碎機(jī)的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前破碎機(jī)正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動(dòng)化方向發(fā)展。 1.2歷史發(fā)展 圓錐破碎機(jī)誕生于20世紀(jì)初葉。彈簧式圓錐破碎機(jī)是由美國(guó)密爾沃基城西蒙斯（Symons）兄弟二人研制的，故稱之為西蒙斯圓錐破碎機(jī)。其結(jié)構(gòu)為主軸插入偏心套，用偏心套驅(qū)動(dòng)動(dòng)錐襯板，從而使礦巖在破碎腔內(nèi)不斷地遭到擠壓和彎曲而破碎。破碎效果差，振動(dòng)大，彈簧易損壞。用大型螺旋套調(diào)整排礦口大小，調(diào)整困難，過(guò)載保護(hù)用彈簧組，可靠性差。多年來(lái)，雖然不斷改進(jìn)，結(jié)果日趨完善，但其工作原理和基本構(gòu)造變化不大。 20世紀(jì)40年代末，美國(guó)Allis Chalmers公司首先推出底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)，是在旋回式破碎機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的陡錐破碎機(jī)。該機(jī)采用液壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了液壓調(diào)整排礦口和過(guò)載保護(hù)，簡(jiǎn)化了破碎機(jī)結(jié)構(gòu)，減輕了重量，提高了使用性能。 20世紀(jì)50-60年代，法國(guó)Dragon公司的子公司Babbitless公司和日本神戶制鋼有限公司等推出上部單缸、周邊單缸液壓圓錐破碎機(jī)。 20世紀(jì)70-80年代，美國(guó)Allis Chalmers公司在底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上推出高能液壓圓錐破碎機(jī)；Nordberg公司推出旋盤式圓錐破碎機(jī)，適用于中硬物料的破碎，其給料粒度小，偏心距小，破碎力不大。之后，相繼又推出超重型短頭圓錐破碎機(jī)。該機(jī)加大了功率，強(qiáng)化了彈簧并采用合金鋼機(jī)架，但增加了制造成本。為此，該公司又推出了Omni型圓錐破碎機(jī)。Babbitless公司推出BS704UF型超細(xì)圓錐破碎機(jī)，它采用滾動(dòng)軸承替代偏心套，由電動(dòng)機(jī)、皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)動(dòng)錐擺動(dòng)，頂部采用單缸液壓缸裝置來(lái)調(diào)整排礦口和實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，給料粒度-10mm,產(chǎn)品粒度-6.3mm占80%。 20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)Nordberg公司推出新一代HP系列圓錐破碎機(jī)；瑞典Svedala公司推出新的H系列圓錐破碎機(jī)；俄羅斯烏拉爾機(jī)械研究院和米哈諾貝爾研究設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)出新型短頭圓錐破碎機(jī)，破碎機(jī)分上、下兩部分，上腔按料層原理破碎物料，下腔為平行區(qū)。應(yīng)用表明：細(xì)級(jí)別含量較一般圓錐破碎機(jī)提高5%-10%，襯板金屬消耗降低20%。 20世紀(jì)50年代初期，國(guó)內(nèi)圓錐破碎機(jī)在仿原蘇聯(lián)的2 100和1 650彈簧圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)的1 200和2 200型彈簧圓錐破碎機(jī)。在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)了1 200、1 750、2 200多缸液壓圓錐破碎機(jī)和1 200、1 650、2 200底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)。20世紀(jì)80年代，沈陽(yáng)重型機(jī)器廠從美國(guó)Nordberg公司引進(jìn)西蒙斯和旋盤式圓錐破碎機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并合作生產(chǎn)該系列圓錐破碎機(jī)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)一些礦山、石料加工廠和建設(shè)工程先后又引進(jìn)了HP系列圓錐破碎機(jī)、G型圓錐破碎機(jī)和Omni型圓錐破碎機(jī)，均取得了良好應(yīng)用效果。北京礦冶研究院于1993年與俄羅斯圣彼得堡工程科學(xué)院合作成立中外合資北京凱特破碎機(jī)有限公司。桂林冶金機(jī)械廠與圣彼得堡工程科學(xué)院共同創(chuàng)辦了中俄合資桂林湟新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)慣性圓錐破碎機(jī)。洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的慣性圓錐破碎機(jī)，東北大學(xué)也在研究振動(dòng)破碎機(jī)。 隨著我國(guó)石料加工廠的發(fā)展，中小型圓錐破碎機(jī)也取得了進(jìn)展。上海建設(shè)·路橋機(jī)械設(shè)備有限公司與日本神戶制鋼有限公司合作生產(chǎn)AF型圓錐破碎機(jī)；沈陽(yáng)華楊機(jī)械廠推出需蒙斯、旋盤式和HP系列圓錐破碎機(jī)；上海龍陽(yáng)機(jī)械廠、上海多靈-沃森機(jī)械設(shè)備有限公司和鞍山礦山機(jī)械總廠也都生產(chǎn)中小型圓錐破碎機(jī)。 目前，我國(guó)圓錐破碎機(jī)已形成大、中、小型系列，品種規(guī)格齊全，基本滿足國(guó)內(nèi)需求。但產(chǎn)品的制造質(zhì)量，特別是耐磨材料，以及使用可靠性等方面與國(guó)外同類產(chǎn)品尚有差距，有待進(jìn)一步研究、改進(jìn)。 1.3應(yīng)用效果 近來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的新型高效圓錐破碎機(jī)破碎物料應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，破碎產(chǎn)品粒度小，破碎效果顯著。 美國(guó)Nordberg公司的MP-1 000型破碎機(jī)在Butte選礦廠替代Symons圓錐破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度-12mm占80%，使磨機(jī)生產(chǎn)能力提高37%。波蘭柳賓(любин)在錘式破碎機(jī)后使用MP型破碎機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充破碎使產(chǎn)品粒度降至-14mm占80%，從而提高了磨機(jī)生產(chǎn)能力，降低磨礦能耗。 鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠采用HP700型圓錐破碎機(jī)。從1997年9月投入運(yùn)行，中碎機(jī)排料粒度-75mm，處理能力790t/h；細(xì)碎機(jī)排料粒度-12mm占92%，處理能力350t/h ,提高了磨機(jī)生產(chǎn)能力，降低了磨機(jī)能耗。 北京礦冶研究總院和安徽銅陵某有色公司聯(lián)合攻關(guān)用PD90 120型顎式破碎機(jī)和GYP1 200型慣性圓錐破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩段開(kāi)路破碎工藝流程，生產(chǎn)能力70-80t/h，從給料-750mm破碎到-8mm，使系統(tǒng)能耗降低20%，磨機(jī)處理能力提高25%。 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1圓錐破碎機(jī)的類型 根據(jù)破碎腔型不同，圓錐破碎機(jī)可分為：標(biāo)準(zhǔn)型（中碎用）、中間型（中、細(xì)碎用）、和短頭型（細(xì)碎用）三種型式，其中以標(biāo)準(zhǔn)型和短頭型應(yīng)用最廣。 我國(guó)制造的中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)用漢語(yǔ)拼音字母和動(dòng)錐的底部直徑表示型號(hào)，如PYB2200、PYZ2200和PYD2200，其中P—破碎機(jī)、Y—圓錐、B—標(biāo)準(zhǔn)型、Z—中間型、D—短頭型、2200—?jiǎng)渝F底部直徑（毫米）。 根據(jù)調(diào)整排礦口和過(guò)負(fù)載時(shí)的保險(xiǎn)方式，圓錐破碎機(jī)分為彈簧保險(xiǎn)和液壓保險(xiǎn)兩種類型。 本設(shè)計(jì)方案采用的是2100標(biāo)準(zhǔn)彈簧圓錐破碎機(jī)，即PYB2100。 2.2圓錐破碎機(jī)的工作原理 圖2.1 圓錐破碎機(jī) 1— 馬達(dá)； 2—傳動(dòng)軸； 3—傘齒輪； 4—偏心軸套 5—主軸； 6—?jiǎng)渝F； 7—定錐； 8—球面軸承 D—?jiǎng)渝F底部直徑 如圖2.1所示，破碎機(jī)馬達(dá)1的動(dòng)力由傳動(dòng)軸2、傘齒輪（圓錐齒輪）3帶動(dòng)偏心軸套4而旋轉(zhuǎn)。主軸5插在偏心軸套的錐形孔里，動(dòng)錐6固裝在主軸上并支持在球面軸承8上。隨著偏心軸套的旋轉(zhuǎn)，動(dòng)錐6的中心線OO1以O(shè)為頂點(diǎn)繞破碎機(jī)中心線OO2作錐面運(yùn)動(dòng)。這樣，當(dāng)動(dòng)錐中心線OO1轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，動(dòng)錐靠近定錐7，則礦石處于被擠壓和破碎狀態(tài)，而動(dòng)錐另一面離開(kāi)定錐，此時(shí)被擠碎了的礦石靠自重從兩錐體底部排出。圓錐破碎機(jī)是隨動(dòng)錐轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)的進(jìn)行破碎礦石，所以它比其他破碎機(jī)生產(chǎn)率高而工作又比較平穩(wěn)。 圖2.2 2100標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī) 1—機(jī)架下蓋；2—止推盤了；3—偏心軸套；4—直襯套；5—機(jī)架中心套筒；6—大傘齒輪； 7—平衡重；8—方銷；9—進(jìn)水管口；10—機(jī)架；11—球面軸承座；12—球面軸承； 13—擋油環(huán)14—襯板；15—彈簧；16—毛氈密封；17—固定環(huán)（支承環(huán)）；18—弧形齒板； 19—鎖緊螺帽；20—制動(dòng)齒板；21—分礦盤；22—漏斗；23—支承罩；24—“U”型螺栓； 25—定錐襯板；26—耳環(huán)；27—注黃油孔；28—調(diào)整環(huán)；29—螺栓；30—?jiǎng)渝F；31—領(lǐng)緣； 32—環(huán)形油槽；33—排水管口；34—傳動(dòng)軸套筒；35—小傘齒輪；36—排油口；37—錐襯套； 38—主軸；39—進(jìn)油口 2.3簡(jiǎn)述各部分結(jié)構(gòu)及功用 圖2.2的圓錐破碎機(jī)由下列主要部分組成：機(jī)架部分；傳動(dòng)軸部分；偏心軸套部分；球面軸承部分；動(dòng)錐部分；調(diào)整環(huán)部分。 圖中的機(jī)架部分是整個(gè)破碎機(jī)的主體，所有部分都裝在機(jī)架上，它被四個(gè)地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。 傳動(dòng)軸套筒34插入機(jī)架中心套筒5中，用螺釘固定。中心套筒里壓入直襯套4（也叫直銅套）。直襯套原來(lái)用青銅材料制作，由于尼龍軸承有許多優(yōu)點(diǎn)，所以，目前很多廠礦已改用尼龍直襯套代替直銅套，使用效果很好。但今后使用尼龍軸承是發(fā)展方向。為了防止直襯套上串，在直襯套的上口開(kāi)兩個(gè)缺口，裝一壓板將其壓住。 傳動(dòng)部分裝在機(jī)架傳動(dòng)軸套內(nèi)，它的前端小傘齒輪和偏心軸套上的大傘齒輪相嚙合。其另一端借聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連接。 圓錐破碎機(jī)傳動(dòng)軸的軸承，有滾動(dòng)軸承也有滑動(dòng)軸承。采用滾動(dòng)軸承的破碎機(jī)，有時(shí)由于滾動(dòng)軸承承受很大的沖擊力而遭損壞，所以必須采用較好的軸承。 偏心軸套部分是由偏心軸套3、大傘齒輪6和錐襯套37組成。錐襯套原來(lái)用青銅或用巴比合金制作，現(xiàn)在用尼龍錐襯套的。錐襯套壓裝在偏心軸套的錐形孔里并在其上部缺口處鑄鋅加固。大傘齒輪與偏心軸套之間是用鍵連接。為了平衡動(dòng)錐30的慣性力和使偏心軸套與直襯套沿全長(zhǎng)接觸，大傘齒輪齒輪頂部裝有平衡重7。 偏心軸套被支承在四片止推盤2和機(jī)架下蓋1上，最下面一片銅盤沿圓周方向有三個(gè)爪卡在端蓋1的槽中，所以它是不轉(zhuǎn)動(dòng)的；最上面一片鋼的止推盤用銷子與偏心軸套相聯(lián)，能隨偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，而中間兩片止推盤自由的放在上下兩盤中間。這兩片中，上面一片是銅的，呈平盤狀，下面一片是鋼的，表面有徑向潤(rùn)滑油溝。原來(lái)上面一片銅板由于沒(méi)有徑向限位，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，沿外圈碰損很嚴(yán)重，壽命很短。 球面軸承部分有球面軸承座11和球面軸承（球面瓦）12組成。球面瓦用銷子固定在球面軸承座上，其上有回油孔而球面軸承座外圈有檔油環(huán)13，防止從軸面瓦外緣擠出的油進(jìn)入防塵水中。球面軸承座上有一圈環(huán)形溝槽32是為裝防塵水用的。球面軸承座的下部止口與機(jī)器上的環(huán)形加工面相配合。 球面軸承原來(lái)也是用青銅材料制作的。現(xiàn)在也有采用尼龍球面軸承的。隨著對(duì)尼龍軸承的不斷地試驗(yàn)改進(jìn)，此種軸承將會(huì)越來(lái)越多地被采用。 動(dòng)錐部分由動(dòng)錐體和主軸38組成，用熱壓配合裝配在一起。動(dòng)錐的外表面裝有錳鋼襯板14。為了使它們之間緊密貼合，中間鑄以鋅。上部用鎖緊螺帽19鎖緊。在鎖緊螺帽的頂部裝有分礦盤21。為了防止破碎機(jī)工作時(shí)鎖緊螺帽退扣，裝有制動(dòng)齒板20。制動(dòng)齒板的外齒卡在鎖緊螺帽的內(nèi)齒中，而制動(dòng)齒板下面的方形鍵卡在主軸頭部的缺口內(nèi)，以防止主軸與鎖緊螺帽的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 礦石從給礦漏斗22落到分礦盤上，隨分礦盤不斷的幌動(dòng)，礦石便被均勻地分配到破碎腔里。破碎后的礦石，從兩錐體下部落地運(yùn)輸帶上。 調(diào)整環(huán)部分也是一個(gè)動(dòng)錐體，其外圓錐表面有鋸齒形螺紋，而內(nèi)部錐體上有七個(gè)缺口，定錐襯板25上面相應(yīng)地有八個(gè)耳環(huán)26。用“U”形螺栓24穿過(guò)缺口鉤在耳環(huán)上，將定錐襯板固定在調(diào)整環(huán)28上。調(diào)整環(huán)與固定環(huán)17靠鋸齒形螺紋聯(lián)接；借旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)使定錐上升或下降，從而改變破碎機(jī)排礦口大小。因調(diào)整環(huán)是右螺紋，所以向右旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)排礦口便減小；向左旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)，則排礦口增大。 為了防止調(diào)整環(huán)自動(dòng)退扣，用弧形齒板18鎖緊。為了保護(hù)螺紋和使調(diào)整環(huán)容易轉(zhuǎn)動(dòng)以及不讓灰塵浸入，在固定環(huán)17的徑向方向上有加注黃油的孔27和在其下端裝設(shè)有毛氈密封16。 固定環(huán)（也叫支撐環(huán)）的錐面與機(jī)架上部的錐面相配合，固定環(huán)沿圓周方向有16組彈簧15，每組有10支，每組用5根螺栓將彈簧壓在兩托盤之間，靠彈簧的張力把固定環(huán)壓在機(jī)架上。這樣，當(dāng)不能破碎的物料落入破碎腔時(shí)能起保險(xiǎn)作用。 破碎機(jī)的傳動(dòng)軸承、止推盤、錐襯套和主軸、直襯套與偏心軸套以及球面軸承的表面是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面。為了保證破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各摩擦表面必須要很好的進(jìn)行潤(rùn)滑與防塵。 防塵裝置：中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)比粗碎圓錐破碎機(jī)產(chǎn)生灰塵更加嚴(yán)重，因此要求它有完善的防塵裝置。目前彈簧式中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)都是用水封防塵裝置。 在球面軸承座上有盛水的環(huán)形溝槽15，而在動(dòng)錐上焊有截錐形的領(lǐng)緣34，其下端插入溝槽15的水中，領(lǐng)緣把灰塵擋住，使它落入水槽中，不讓灰塵進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)部。 防塵水從進(jìn)入水管口35進(jìn)入溝槽，充滿后從排水管口36流走，同時(shí)把落入水中的灰塵帶走。 破碎機(jī)的潤(rùn)滑：破碎機(jī)各摩擦表面都是采用稀油循環(huán)潤(rùn)滑。油從中心套筒的端蓋上的進(jìn)油孔37進(jìn)入偏心軸套的止推盤中，由于止推盤上有放射狀的油溝，油流過(guò)中心孔時(shí)也同時(shí)進(jìn)入各溝槽潤(rùn)滑止推盤；油經(jīng)止推盤中心孔沿偏心軸套內(nèi)外表面和主軸上的中心孔上升，同時(shí)也潤(rùn)滑各摩擦表面，最后潤(rùn)滑球面軸承和傘齒輪，從傘齒輪上甩下的油順排油孔38排出。 軸承是采用單獨(dú)的油路給油和排油進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑。 破碎機(jī)的保險(xiǎn)裝置：它是裝在機(jī)架一圈的16組彈簧。當(dāng)不能破碎的物料進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)，定錐與固定環(huán)向上抬起，并壓縮彈簧，增大動(dòng)錐與定錐表面間的距離，使不能破碎的物料經(jīng)排礦口排出，從而保護(hù)破碎機(jī)不受損壞。之后固定環(huán)和調(diào)整環(huán)借彈簧的張力恢復(fù)原位。這樣，能在一定程度上保證破碎機(jī)的安全。 3 圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計(jì)算 3.1結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.1.1給礦口寬度與排礦口寬度 給礦口寬度，給礦粒度D系根據(jù)選礦流程決定。排礦口寬度應(yīng)該有一個(gè)調(diào)整范圍，以供破碎各種硬度礦石的需要。 2100標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)用于中碎，最大給礦粒度初選260mm，即最大給礦口寬度B初選312～325mm. 圖3.1 圓錐破碎機(jī)的嚙角和平行帶 對(duì)于不同硬度的礦石，其排礦的過(guò)大顆粒系數(shù)（dmax是產(chǎn)品的最大粒度，e是排礦口寬度）不同。對(duì)于中碎用圓錐破碎機(jī)來(lái)說(shuō)，破碎硬礦石時(shí)Z=2.4；中硬礦石Z=1.9軟礦石Z=1.6。確定中碎用圓錐破碎機(jī)的排礦口寬度時(shí)，必須考慮產(chǎn)品中過(guò)大顆粒對(duì)細(xì)碎破碎機(jī)給礦粒度的影響，因?yàn)橹兴橛闷扑闄C(jī)一般不設(shè)檢查篩分。 3.1.2嚙角α 由文獻(xiàn)[5，4-1]可知，圓錐破碎機(jī)的嚙角仍需滿足下列要求： （3.1） 式中、——破碎錐與固定錐的錐面傾斜角。 ——破碎錐軸線與機(jī)器中心線的夾角一般，。 ——礦石與襯板之間的摩擦角。 設(shè)計(jì)時(shí)，通常取。中碎用圓錐破碎機(jī)??；在不斷增加結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，盡量增大，這樣可以提高機(jī)器的生產(chǎn)率。本設(shè)計(jì)中采用的 3.1.3破碎機(jī)的擺動(dòng)行程 圖3.2 破碎錐的擺動(dòng)行程 破碎錐的擺動(dòng)行程s（排礦口平面內(nèi)的破碎錐軸線的擺動(dòng)行程）由圖3.2所示的幾何關(guān)系計(jì)算得： （3.2） 式中 r ——破碎錐軸線在排礦口平面內(nèi)的偏向距； H ——破碎錐下邊緣到球面中心O點(diǎn)的高度。 mm 破碎錐下部A點(diǎn)的行程為： （3.3） 式中 L ——破碎錐母線長(zhǎng)度。 mm 3.1.4平行碎礦區(qū)l 為了保證破碎機(jī)的產(chǎn)品到達(dá)一定的細(xì)度和均勻度，圓錐破碎機(jī)的破碎腔下部必須設(shè)有平行碎礦區(qū)。在平行碎礦區(qū)內(nèi)物料至少要受一次檢查性破碎。由文獻(xiàn)[5，4-4]可知，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎，平行碎礦區(qū)的長(zhǎng)度可按下式確定： （3.4） 式中D是破碎錐的底部直徑。 mm 取為170毫米。 3.2工作參數(shù) 3.2.1破碎錐的擺動(dòng)次數(shù) 圓錐破碎機(jī)破碎錐的傾角較小，在破碎錐下部還有不同長(zhǎng)度的平行碎礦區(qū)，故破碎了的礦石幾乎沒(méi)有可能自由下落，多半靠礦石自重沿破碎錐斜面而排出，因此，圓錐破碎機(jī)破碎錐的擺動(dòng)次數(shù)是根據(jù)它的排礦特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 圖3.3 礦石在破碎錐上所受的力 圖3.3表示已破碎的礦石從平行碎礦區(qū)的始點(diǎn)滑到末點(diǎn)時(shí)所受的力。礦石重力分力、摩擦力和離心慣性力P。但是，慣性力P隨時(shí)間而改變自己的方向，在破碎錐擺動(dòng)一次的時(shí)間內(nèi)，它對(duì)礦石下滑的影響平均為零，因此可以不考慮。 由圖3.3知礦石沿破碎錐平行碎礦區(qū)下滑時(shí)產(chǎn)生的加速度按下式確定： 故 式中 f——礦石與破碎錐表面的摩擦系數(shù)，一般f=0.25～0.35； g——重力加速度，g=9.81m/s。 假定礦石以等加速度在破碎錐擺動(dòng)一次的時(shí)間t秒內(nèi)滑過(guò)平行碎礦區(qū)長(zhǎng)度l厘米，故 則 次/分 （3.5） 公式（3.5）系指標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)而言。上述理論計(jì)算公式系根據(jù)全部礦石都按自由下滑的條件來(lái)考慮，事實(shí)上必有一部分礦石呈現(xiàn)跳躍式運(yùn)動(dòng)，不能保證礦石在平行區(qū)內(nèi)受1～2次破碎，可能造成產(chǎn)品粒度過(guò)大。因此，適當(dāng)?shù)靥岣甙瓷鲜龉接?jì)算的圓錐破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速（可提高10%）,既可以增加礦石在破碎腔內(nèi)特別是在平行區(qū)內(nèi)的受沖擊次數(shù)，使合格產(chǎn)品粒度增多，破碎機(jī)本身產(chǎn)量增加，同時(shí)，還可以減少閉路碎礦作業(yè)中的礦石循環(huán)量和對(duì)篩面的磨損，而且有利于提高下段破碎或磨碎設(shè)備的產(chǎn)量。但是轉(zhuǎn)速也不能過(guò)高，以免過(guò)分增加破碎礦石時(shí)的離心力，反而影響礦石下滑速度，影響排礦和產(chǎn)量。 由文獻(xiàn)[5，4-6]可知，圓錐破碎機(jī)實(shí)際有利轉(zhuǎn)速可以用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 次/分 （3.6） 式中 D——破碎錐底部直徑，米。 次/分 3.2.2生產(chǎn)率 圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率與礦石性質(zhì)（可碎性、比重、節(jié)理、粒度組成等）、機(jī)器的類型、規(guī)格、以及破碎機(jī)操作條件（破碎筆、負(fù)荷系數(shù)、給甌礦均勻程度）等因素有關(guān)，同時(shí)還與破碎機(jī)在選礦工藝流程中的配置情況有關(guān)。目前還沒(méi)有把所有這些因素全部包括進(jìn)去的理論計(jì)算方法，一般多采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行概略計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際條件加以校正。 由文獻(xiàn)[5，4-7]可知，在開(kāi)路破碎時(shí)，圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率按下式計(jì)算： 噸/小時(shí) （3.7） 式中 K——礦石的可碎性系數(shù)，查表得K=1.0； K——破碎比的修正系數(shù)，查表由插值法得K=1.13～1.23； ——單位排礦口寬度的生產(chǎn)能力，查表由插值法得=12.67～13.67； ——排礦口寬度，e=60； ——礦石的松散比重，取=0.94。 噸/小時(shí) 噸/小時(shí) 由文獻(xiàn)[5，4-8]可知，在閉路破碎時(shí)，圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力按閉路通過(guò)礦量來(lái)計(jì)算： 噸/小時(shí) （3.8） 式中 Q——開(kāi)路時(shí)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，頓/小時(shí)； K——閉路時(shí)平面給礦粒度變細(xì)的系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)型取K=1.34。 噸/小時(shí) 所以此圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為500～800噸/小時(shí)。 3.2.3電動(dòng)機(jī)功率 由文獻(xiàn)[5，4-9]可知，圓錐破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （3.9） 式中 D——破碎錐底部直徑，米。 KW 查表得實(shí)際選用的電動(dòng)機(jī)功率為200KW。 3.3圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué) 圓錐破碎機(jī)具有在空間擺動(dòng)的破碎錐。破碎錐的軸線與機(jī)器中心線相交于O點(diǎn)，其夾角為。破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎錐軸線對(duì)機(jī)器中心線作圓錐面運(yùn)動(dòng)，其錐頂為球面軸承O。O點(diǎn)在破碎錐的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持靜止。因此，破碎錐的運(yùn)動(dòng)可視為剛體繞定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 由于破碎錐支承裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，破碎錐不僅隨偏心軸套的偏心孔繞機(jī)器的中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且還繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)。 圖3.4 破碎錐的角速度向量圖 因此破碎錐的運(yùn)動(dòng)是由兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組成：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或牽連運(yùn)動(dòng)——破碎錐繞機(jī)器中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)——破碎錐繞自己的軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。破碎錐的這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)稱為規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可以歸結(jié)為破碎錐繞瞬時(shí)軸線旋轉(zhuǎn)的角速度向量是進(jìn)給角速度向量和自轉(zhuǎn)角速度向量的幾何和，即按平行四邊形法則而相加。角速度向量的所在線與物體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相重合，角速度向量的方向由右螺旋規(guī)則決定。 破碎錐的進(jìn)動(dòng)角速度向量、自轉(zhuǎn)角速度向量和絕對(duì)角速度向量在坐標(biāo)軸上ox和oz上的投影為： （3．10） 解上列聯(lián)立方程組得： 圖3.5 與角的關(guān)系曲線 （3.11） 式中為瞬時(shí)軸線與機(jī)器中心線之間的夾角。 當(dāng)和為定值時(shí)，則的函數(shù)關(guān)系如圖3.5。 從圖中可以看出，當(dāng)時(shí)，有最小值： （3.12） 當(dāng)時(shí)，則有最大值： （3.13） 破碎機(jī)在空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和又載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎錐的瞬時(shí)軸線位置是不同的。 破碎機(jī)在空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于安裝或制造的質(zhì)量，或球面軸承和偏心軸套內(nèi)孔的潤(rùn)滑等情況的變化，可能出現(xiàn)兩種極限情況： 圖3.6 空載時(shí)破碎錐的角速度 向量圖 （1）當(dāng)時(shí)，則，即破碎錐的瞬時(shí)軸線與破碎機(jī)的中心線重合，也就是瞬時(shí)軸線的最終位置。這種情況表明破碎錐與偏心軸套一起轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生的原因則是由于安裝或制造的誤差，造成破碎錐主軸與偏心軸套內(nèi)孔局部接觸，或因潤(rùn)滑不好、軸與偏心軸套內(nèi)孔之間的間隙過(guò)小而使主軸被偏心軸套抱住。這種情況是絕對(duì)不允許的。 （2）當(dāng)時(shí)，說(shuō)明安裝質(zhì)量和制造質(zhì)量以及潤(rùn)滑都很好。。根據(jù)平行四邊形法則可以求得的大小和方向。從圖3.6中可以看出，由于，，故為等腰三角形，，因此， （3.14） 所以，圓錐破碎機(jī)的。 的大小可由下式確定： （3.15） 根據(jù)以上分析，破碎機(jī)空載時(shí)，破碎錐的絕對(duì)角速度的轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終與偏心軸套的回轉(zhuǎn)方向相同。根據(jù)實(shí)踐，破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎錐的絕對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)為轉(zhuǎn)/分，即。 圖3.7 有載時(shí)破碎錐的速度計(jì)算圖 破碎機(jī)有載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，礦石對(duì)破碎錐表面的摩擦力大大地超過(guò)了作用在破碎錐的上部支承點(diǎn)和偏心軸套內(nèi)孔對(duì)破碎錐的摩擦力，因此，破碎錐就以通過(guò)球迷中心和破碎錐與礦石的接觸點(diǎn)的連線為瞬時(shí)軸線（由于接觸點(diǎn)是變化的，可以近似的區(qū)破碎錐的母線位瞬時(shí)軸線）沿位于破碎腔內(nèi)的礦石層作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)。滾動(dòng)的角速度可由破碎錐軸線上的B點(diǎn)繞以破碎錐母線位瞬時(shí)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度來(lái)確定。 軸上的B點(diǎn)以角速度繞瞬時(shí)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，故B點(diǎn)的速度為： 式中c為B點(diǎn)至瞬時(shí)軸線（破碎錐的母線）的垂距。 軸上的B點(diǎn)又以角速度繞oz軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故B點(diǎn)的速度亦為： 式中為B點(diǎn)之oz軸的垂距。 因此，則知： 即 （3.16） 式中負(fù)號(hào)表示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。根據(jù)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，通常， 。 破碎機(jī)又載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，。破碎機(jī)的絕對(duì)角速度的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與偏心軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。 3.4圓錐破碎機(jī)的動(dòng)力學(xué) 圖3.8 牽連慣性力對(duì)ox’,oy’,oz’軸的力矩 圓錐破碎機(jī)的破碎錐和偏心軸套的質(zhì)心都不再其回轉(zhuǎn)中心線上，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，必然要產(chǎn)生慣性力和對(duì)固定點(diǎn)o的慣性力矩。它們作用于機(jī)架上時(shí)，則為一種周期性的動(dòng)載荷，因而引起機(jī)架的振動(dòng)和偏心軸套的偏斜，嚴(yán)重影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，必須研究產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩的大小和方向，以便采取措施消除其有害的影響。 3.4.1破碎錐的慣性力和慣性力矩 根據(jù)圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，圓錐破碎機(jī)的破碎錐是作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。為使破碎錐作規(guī)則運(yùn)動(dòng)，必須在其上加一具有一定大小和方向的固定點(diǎn)o的外力力矩，反過(guò)來(lái)說(shuō)，在迫使破碎錐作這種運(yùn)動(dòng)時(shí)，在破碎錐上將作用有與外力力矩大小相等方向相反的慣性力矩。 作用在破碎錐上的慣性力矩可以用下述方法確定。 以固定點(diǎn)o為原點(diǎn)，取定坐標(biāo)系oxyz,是oz軸（即角速度向量的方向）與破碎機(jī)中心線重合（圖3.8）；取動(dòng)坐標(biāo)系，使軸（即相對(duì)角速度向量的方向）與破碎錐的軸線重合，并且使軸位于oz軸與軸構(gòu)成的垂直平面內(nèi)，則軸垂直于該平面。從軸的正向一端看去，由到轉(zhuǎn)到一個(gè)角的方向是正的轉(zhuǎn)向，即反時(shí)針的方向。 將破碎錐分成許多垂直并對(duì)稱于軸的薄圓片。另表示任一薄圓片上的質(zhì)點(diǎn)，其絕對(duì)加速度為： （3.17） 式中 ——牽連加速度，； 為至oz軸的垂距； ——相對(duì)加速度，； 為至軸的垂距； ——哥式加速度，；為的相對(duì)加速度。 設(shè)為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，則加于質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，則加于質(zhì)點(diǎn)上的慣性力為： （3.18） 下面就分別確定牽連慣性力、相對(duì)慣性力、哥式慣性力對(duì)、、軸的力矩。 （1） 牽連慣性力對(duì)、、軸的力矩 將質(zhì)點(diǎn)的牽連力沿定坐標(biāo)軸ox、oy分解為： （3.19） 因此，則可寫出質(zhì)點(diǎn)系的牽連慣性力的分力對(duì)、、軸的力矩為：（沿坐標(biāo)軸方向的力矩向量為正）： （3.20） 由圖3.8可知： （3.21） 將公式（3.21）分別代入公式（3.20）中得： 因?yàn)槠扑殄F對(duì)稱于，所以破碎錐對(duì)于軸的離心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 式中，和分別為至，軸的距離，所以和分別為破碎錐對(duì)和軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 式中，。 （2）相對(duì)慣性力對(duì)、、軸的力矩 相對(duì)角速度為常數(shù)，故相對(duì)加速度只有向心加速度。因破碎錐對(duì)稱與軸，所以破碎錐內(nèi)每?jī)蓚€(gè)對(duì)稱質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)慣性力總是大小相等，方向相反。它們互相抵消，因而對(duì)與任何軸的力矩為零。 （3）哥式加速度對(duì)、、軸的力矩 將移到處，并沿和軸分解為和，其值為： 和組成的平面與坐標(biāo)面平行，因此，哥式加速度沿和軸的分量為（圖3.9）： 其方向沿線的離心方向。 圖3. 9 哥氏慣性力對(duì)ox’,oy’,oz’軸的力矩 圖3.10 哥氏慣性力對(duì)ox’,oy’,oz’軸的力矩 其方向垂直于平面而與軸反向。 因此，對(duì)應(yīng)于哥式加速度分量的慣性力為： （3.22） 都通過(guò)軸，而且破碎錐內(nèi)每?jī)蓚€(gè)對(duì)稱質(zhì)點(diǎn)的這種慣性力彼此平衡，因而整個(gè)破碎錐的這種慣性力也成平衡，故其對(duì)于任何軸的力矩皆為零。而的方向與軸一致。與對(duì)稱的質(zhì)點(diǎn)的慣性力具有同樣大小，但方向相反。因此，這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的慣性力組成一個(gè)力偶，作用面平行于坐標(biāo)面，力偶矩等于： 整個(gè)破碎錐的哥式慣性力由在平行平面內(nèi)的這些力偶組成，它們對(duì)于、、軸得力矩為： （3.23） 因破碎錐對(duì)軸是對(duì)稱的，，故 式中代表一對(duì)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量。因此可知： 由上述可知，各慣性力對(duì)、、軸的力矩之和為： （3.24） 為了計(jì)算破碎錐的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和，可把破碎錐及其心軸分成許多簡(jiǎn)單形狀的單元體（圖3.10），由下式分別求出每個(gè)單元體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和，然后取其總合即為和。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式如下： （3.25） 式中 ——每個(gè)單元體的質(zhì)量； ——破碎錐及其心軸材料的比重，噸/米； ——重力加速度，米/秒； 及——破碎錐的軸線到相應(yīng)單元體的邊緣的距離，米； 及——破碎錐的懸掛點(diǎn)到單元體的邊緣的距離，米。 破碎錐繞破碎機(jī)中心線以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理，破損錐的慣性力為： 圖3.10 破碎錐轉(zhuǎn)動(dòng)慣量近似確定法 （3.26） 式中 ——破碎錐的質(zhì)量； ——破碎錐的質(zhì)心到破碎機(jī)中心線的距離。 破碎錐的慣性力作用線到固定點(diǎn)o的距離為： （3.27） 通過(guò)公式初步估算一下： m 慣性力位于水平方向，不通過(guò)破碎錐的質(zhì)心。 3.4.2偏心軸套的慣性力 由于偏心軸套的質(zhì)心不在其回轉(zhuǎn)軸線上，因此，它在旋轉(zhuǎn)中也產(chǎn)生慣性力，其值等于偏心軸套內(nèi)錐孔所包容的質(zhì)量，以相同的角速度繞同一軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，但方向相反。慣性力的大小和作用點(diǎn)的位置可用積分方法確定： （3.28） （3.29） 式中 ——偏心孔體的微分慣性力； ——偏心孔體的微分體積； ——偏心軸套的比重； ——的重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離； 圖3.11 偏心軸套的慣性力 ——從偏心軸套的上平面到作用線的距離； 圖3.12 偏心軸套的慣性力 ——從偏心軸套的上平面到的合力作用線的距離。 偏心軸套的各幾何尺寸見(jiàn)圖3.11。 根據(jù)圖可以寫出： 將、和值代入公式和公式中，積分得： （3.30） （3.31） N m 3.5偏心部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐的運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)軸、小傘齒輪、大傘齒輪（與偏心軸套固聯(lián)在一起）驅(qū)動(dòng)主軸，使動(dòng)錐軸線以O(shè)為頂點(diǎn)，繞破碎機(jī)中心線作錐面運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，動(dòng)錐還繞本身軸線自轉(zhuǎn)。這樣的運(yùn)動(dòng)叫旋回運(yùn)動(dòng)。所以，圓錐破碎機(jī)又稱為旋回破碎機(jī)。 ① 偏心部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 圖3.12 動(dòng)錐上的作用力 所謂偏向部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指：孔載荷有載時(shí)注重在錐襯套里和偏心軸套在直襯套支靠在哪一邊的問(wèn)題。破碎機(jī)偏心部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由作用力大小、方向和著力點(diǎn)所決定。為了找到偏心部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就必須求出動(dòng)錐對(duì)O點(diǎn)的力矩方程。 空載時(shí)，作用在動(dòng)錐上的力有：錐的自重G，動(dòng)錐的慣性力，平衡重的慣性力，偏心軸套的慣性力和其它作用力。為了簡(jiǎn)化，動(dòng)錐自重G和其它作用力可省略不計(jì)，求得對(duì)球面中心點(diǎn)O的力矩方程式為： 圓錐破碎機(jī)的主軸和偏心軸套支靠在哪一邊，根據(jù)上公式可有三種情況： 1) 當(dāng)時(shí)，也就是沒(méi)有平衡重或平衡重較小時(shí)，破碎機(jī)主軸和偏心軸套的薄邊靠在直襯套的左側(cè)。 2) 當(dāng)時(shí)，也就是有平衡重并平衡重較大時(shí)，破碎機(jī)主軸靠在偏心軸套的薄邊，而偏心軸套靠在直襯套的右邊。 3) 當(dāng)時(shí)，也就是使動(dòng)錐慣性力完全平衡，實(shí)際上這是不可能的。 當(dāng)破碎機(jī)又載時(shí)，不管哪種情況在破碎力的作用下，動(dòng)錐主軸俄偏心軸套都靠在直襯套的右側(cè)。 (a) (b) (c) 圖3.13 破碎機(jī)偏心部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 破碎機(jī)由空載轉(zhuǎn)到有載由于有間隙的存在，必然產(chǎn)生沖擊。由于第二種偏心部件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它的沖程（間隙）較第一種偏心部件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的笑，所以產(chǎn)生沖擊載荷較??；產(chǎn)品粒度也較整齊和比較小，但直襯套受力較大。 選礦廠細(xì)碎圓錐破碎機(jī)，力求有較小的排礦口，能得到更小的粒度的產(chǎn)品。因此細(xì)碎破碎機(jī)必須采用第二種偏心部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是在偏心軸套的大傘齒輪上方裝有平衡重并使，從而又能減弱慣性力和慣性立即對(duì)機(jī)場(chǎng)的振動(dòng)和對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的有害作用，達(dá)到破碎機(jī)平衡的目的。我所設(shè)計(jì)的2100標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)的偏心部分就是這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，即空載時(shí)，主軸靠在偏心軸套的薄邊，偏心軸套用厚邊壓在直襯套上；有載時(shí)，主軸靠在偏心軸套的厚邊而偏心軸套還是用厚邊壓在直襯套上。 ②大傘齒輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 圓錐破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏心軸套與直襯套與直襯套中間有較大的間隙而且偏心軸套的厚邊總是壓向直襯套，所以大傘齒輪不是繞它本身的中心線OO旋轉(zhuǎn)而是直襯套間隙2C之半為半徑繞破碎機(jī)中心線作圓周運(yùn)動(dòng)。 一對(duì)傘齒輪正常嚙合時(shí)，必須是兩錐頂交于一點(diǎn)并且節(jié)線相重合。大傘齒輪這種特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不可避免的破壞了一對(duì)傘齒輪的正確嚙合條件。因此，在破碎機(jī)正常工作中，在齒輪和傳動(dòng)軸上產(chǎn)生很大的沖擊載荷和在齒面上產(chǎn)生附加的磨損。所以，這種破碎機(jī)傘齒輪磨損特別嚴(yán)重，壽命很短。 ③偏心部分的間隙 所謂偏心部件的間隙是指直襯套與偏心軸套，主軸與錐襯套之間的間隙。 圖3.13 大傘齒輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 1—直襯套2—偏心軸套3—大傘齒輪 為了使破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在各摩擦表面形成可靠的潤(rùn)滑油膜，為了補(bǔ)償偏心部件制造和裝配的誤差以及為了防止偏心部件熱膨脹和變形卡住，偏向部件各摩擦表面之間必須留有合適的間隙。間隙太小容易發(fā)熱產(chǎn)生抱軸現(xiàn)象；間隙太大降低機(jī)器使用壽命和產(chǎn)生沖擊與振動(dòng)。 4 電動(dòng)機(jī)的選擇及軸的計(jì)算 4.1主電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 4.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機(jī)專用電動(dòng)機(jī)，又根據(jù)式（3-9）選擇JSQ1410-10型電動(dòng)機(jī)，額定功率P0=200kw,同步轉(zhuǎn)速n0=590r/min. 4.1.2傳動(dòng)比的分配 根據(jù)2100標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)的實(shí)際工作的空偏心軸轉(zhuǎn)數(shù)nw=243r/min,得： （4.1） 4.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： KW （4.2） r/min （4.3） N·mm （4.4） 1軸（小齒輪軸）： KW （4.5） r/min （4.6） N·mm （4.7） 2軸（筒體） KW （4.8） r/min （4.9） N·mm （4.10） 4.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1齒輪的計(jì)算 1初步計(jì)算 （1）材料選擇 由文獻(xiàn)[1]表可知，選擇小齒輪的材料為40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS， 大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS. 選齒輪精度為7級(jí)。 （2）節(jié)錐角的計(jì)算 （4.11） （4.12） （4.13） 由文獻(xiàn)[2]表可知， （4.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 取小齒輪齒數(shù)， （4.15） 取大齒輪齒數(shù)。 （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 mm （4.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm （4.17） mm （4.18） （5）錐距 mm （4.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻(xiàn)[3]表可知， 齒頂高 mm （4.20） 齒頂圓直徑 mm （4.21） mm （4.22） 齒根高 mm （4.23） 齒輪基圓直徑 mm （4.24） mm （4.25） （7）齒寬 由文獻(xiàn)[2]表可知，， mm （4.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s （4.27） 4.3.2齒輪的校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 （4.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 計(jì)算載荷系數(shù) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取 平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s 由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得； 由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，； 由文獻(xiàn)[4]表可知，； ② 由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)； ③ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 計(jì)算得， MPa （2） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 （4.29） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa ②最小安全系數(shù) ③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ④尺寸系數(shù) ⑤工作硬化系數(shù)，按 ⑥潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)， 計(jì)算得， MPa （3）由于MPaMPa，故安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）齒根應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即 （4.30） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， ② 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， 計(jì)算得， MPa （2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即 （4.31） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①?gòu)澢跇O限MPa ③ 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ④ 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ④彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 計(jì)算得， （3）由于MPaMpa，故安全。 4.3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）初步確定軸的直徑 mm （4.32） 根據(jù)工作條件，取mm （2）傳動(dòng)軸受力分析 N （4.33） N （4.34） N （4.35） 圖4.1 傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖 （3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由，得： （4.36） N 由，得： N （4.37） ②水平面支反力： 由，得： （4.38） N 由，得： N （4.39） （4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （4.40） ②水平面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （4.41） ③合成彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （4.42） （5）作轉(zhuǎn)矩T圖： N·mm （6）校核軸的強(qiáng)度： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （4.43） 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （4.44） 抗扭截面系數(shù) mm （4.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （4.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 Mpa （4.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa （4.48） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。 由文獻(xiàn)[1] 附表可知，用插入法求出 ， 軸按精車加工，由文獻(xiàn)[1] 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （4.49） 由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （4.50） （4.51） （4.52） 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)[1]附表查取。因，， ， 又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （4.53） 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 4.3.4滾動(dòng)軸承的選擇和壽命驗(yàn)算 （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力