噬石建筑垃圾破碎機設(shè)計

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1、噬石建筑垃圾破碎機設(shè)計 摘 要 在國民經(jīng)濟建設(shè)中，舊建筑拆除過程中，必然會產(chǎn)生大量鋼筋混凝土。鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋可以回收利用，混凝土破碎后，也同樣可以回收利用，鋼筋混凝土的破碎工藝和機械設(shè)備成為一個國家社會發(fā)展水平和綜合實力的重要衡量指標。我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展期，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為國內(nèi)投資最主要的方式。因此，水泥作為最主要的原材料之一，必然也處于擴張階段水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進行粉碎，如石灰石、黏土、鐵礦石、煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此建筑垃圾破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。 破碎過程要比粉磨過程經(jīng)濟方便，合理選擇破碎設(shè)備非常重

2、要，物料入磨前，盡可能將大物料破碎至均勻、細小的粒度，以減輕粉磨設(shè)備的負荷，提高磨機產(chǎn)量，同時也有利于物料的均勻化，提高配料的準確性。破碎機種類包括：顎式破碎機，反擊式破碎機，沖擊式破碎機、圓錐破碎機、錘式破碎機、旋回式破碎機、復(fù)合式破碎機等。反擊式破碎機由轉(zhuǎn)子，上蓋，底座，后架四大部分組成，上蓋既是破碎機的外殼，又是與內(nèi)部結(jié)構(gòu)相輔相成的組成部分，上蓋內(nèi)部的襯板對于石料破碎的粒度和破碎機的工作效率起到至關(guān)重要的作用。上蓋的設(shè)計既要要求外形的美觀又要具有實用性，一臺機器外觀設(shè)計過于花俏會造成加工工藝復(fù)雜、制造成本上升，過于臃腫，會造成運輸困難的同時也增加了制造的成本。我在設(shè)計過程中著眼于功能性，

3、節(jié)約材料，機身輕便，外形大方幾個方面，特別是制作材料的選取，選擇的材料要兼具經(jīng)濟性和耐用性。 關(guān)鍵詞：破碎機；噬石建筑垃圾；工作效率；外觀 Abstract In?national?economic?construction,?cement?is?the?indispensable?basis?of?raw?materials.?As?an?important?basic?industry,?cement?industry?development?has?become?a?national?and?social?development?level?and?comprehensive?st

4、rength?is?important?measure?index.?The?economy?of?our?country?is?in?the?period?of?rapid?development,?infrastructure?construction?has?become?the?main?mode?of?domestic?investment.?Therefore,?the?cement?as?the?main?raw?materialalso?in?the?expansion?phase.In?the?process?of?cement?production,?most?of?the

5、?raw?material?to?be?crushed,?such?as?limestone,?clay,?iron?ore,?coal?and?other.?Limestone?is?the?productionof?cement?dosage?is?the?biggest?raw?material,?after?mining?of?large?size,?high?hardness,?therefore?limestone?crusher?in?cement?plant?material?crushing?occupies?a?fairly?important?position.? Cru

6、shing?process?than?grinding?process?is?economical?and?convenient,?reasonable?selection?of?crushing?equipment?is?very?important,?the?material?into?the?grinding,?as?far?as? possible?the?large?crushing?to?uniform,?fine?granularity,?so?as?to?reduce?the?grinding?equipment?load,?improve?mill?output,?but?

7、also?conducive?to?the?material?uniformity,?high?accuracy?of?batching.?Categories?include:?crusher?jaw?crusher,?impact?crusher,?impact?crusher,?cone?crusher,?hammer?crusher,?gyratory?crusher,?compound?crusher?etc..? Strike?back?type?crushing?machine?is?composed?of?a?rotor,?cover,?a?base,?a?rear?rack?

8、four?parts,?the?upper?cover?is?broken?machine?shell,?and?is?associated?with?the?internal?structure?of?complement? component,?the?inside?of?the?upper?cover?of?the?lining?board?for?stone?crushing?granularity?and?the?crusher?work?efficiency?plays?an?important?role?in.? Cover?design?not?only?to?request

9、?the?appearance?and?practicability,?a?machine?design?too?fancy?will?cause?complex?processing?technology,?manufacturing?cost?rises,?bloated,?will?cause?the?transportation?difficulty?also?increases?the?cost?of?manufacture.?I?am?in?the?design?process,?focusing?on?the?functional,?material?saving,?light?

10、body,?generous?appearance?aspects,?especially?in?making?the?selection?of?materials,?materials?selected?to?both?economy?and?durability.? Key?words:?cement,?limestone,?strike?back?type?crushing?machine,the?upper?cover? 目錄 摘要2 Abstract3 目錄4 第一章緒論5 1.1 破碎機的發(fā)展狀況7 1.2 建筑垃圾破碎機的應(yīng)用8 1.3 各種建筑垃圾破碎機的特

11、點9 1.4 基于建筑垃圾的反擊式破碎機發(fā)展方向9 1.5 建筑垃圾破碎機的優(yōu)缺點10 第二章建筑垃圾破碎機的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計12 2.1 建筑垃圾破碎機的工作原理12 2.2建筑垃圾破碎機的結(jié)構(gòu)和布置形式15 2.3破碎的目的和意義16 第三章建筑垃圾破碎機的設(shè)計計算18 3.1動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算18 3.2 傳送帶的設(shè)計與計算18 3.3 液壓缸設(shè)計與選型22 3.4生產(chǎn)率的計算1 3.5主電動機的選擇及傳動比的分配1 3.6主軸的設(shè)計2 3.7 V帶傳動的設(shè)計計算2 3.8 后反擊部的設(shè)計5 第四章 各主要零件強度的校核計算8 4.1 主軸的強度

12、校核8 4.2滾動軸承的校核及壽命計算9 4.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計與校核10 第五章 基于ANSYS的關(guān)鍵零部件有限元分析11 5.1關(guān)鍵零部件有限元模型的建立11 5.2關(guān)鍵零部件有限元模型網(wǎng)格劃分12 5.3關(guān)鍵零部件載荷和約束的確定14 5.4求解和后處理15 5.5結(jié)果分析15 致謝19 參考文獻20 第一章 緒論 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)

13、模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械設(shè)備的用途廣泛，因結(jié)構(gòu)功能的不同而不同，現(xiàn)在社會是工業(yè)社會，各種各樣的設(shè)備層出不窮，從而來代替繁雜的手工作業(yè)，達到高效率，高精度的適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。人類在發(fā)展，科技在進步，這樣就迫使機械設(shè)備面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，需要有技術(shù)，有能力能夠不斷地開發(fā)新的設(shè)備，新的項目來滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求。這樣就對我們的設(shè)計人員，開發(fā)人員有著嚴格的要求和需要面對嚴峻的挑戰(zhàn)，只有這樣，才能滿足當下社會化大生產(chǎn)的需求，通過團隊的合作，開發(fā)出一系列滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的設(shè)備，從而提高我國在世界上發(fā)

14、達工業(yè)國家的地位。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉(zhuǎn)換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷現(xiàn)有設(shè)備，從而不斷地創(chuàng)新，不斷地研發(fā)，從而來滿足現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)的需求，為國家的工業(yè)發(fā)展做出貢獻。 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和

15、貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱

16、增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設(shè)計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復(fù)機械、蒸汽動力

17、機械、核動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 機械工程學是一門歷史悠久，不斷創(chuàng)新不斷進取的學科，隨著時代的變更和人員的更替，機械工程的發(fā)展十分迅猛，并且隨著社會主義的進步和發(fā)展，機械工程學也在不斷地隨著完善，不斷地進取，就目前來說，機械工程學科知識覆蓋面廣，內(nèi)容豐富，符合當代工業(yè)發(fā)展的需求。通過研讀機械工程學中所涉及到的內(nèi)容，可以使讀者對機械工程系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的認識，能夠讓人真正體會

18、到機械行業(yè)里的知識覆蓋范圍之廣，發(fā)展之迅猛，能夠讓讀者們更加切實地體會學習機械工程學的必要行和必然行，為以后進入社會參加工作打下牢固的基礎(chǔ)，同時，也可以滿足工作以及社會主要的發(fā)展的需求。所以學習機械工程學，是每一個志愿從事機械行業(yè)事業(yè)的學生和讀者的必要選擇，通過研讀機械工程學，能夠使學生們對機械工程的發(fā)展和現(xiàn)狀有一個系統(tǒng)的認識，能夠切實地體會到機械工程學的博大精深，進而為以后參加工作，和設(shè)計開發(fā)設(shè)備打下牢固的基礎(chǔ)。 綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互

19、相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 隨著社會的進步，原材料消耗不斷增加，導致富礦資源日益枯竭，礦石品位日趨貧化。以我國冶金礦山為例，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)鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。反擊式破碎機的生產(chǎn)效率高，排料粒度小

20、而均勻，可將礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級別顆粒，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。 破碎機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前破碎機正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 1.1 破碎機的發(fā)展狀況 反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，不久以后隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，顎式破碎機已經(jīng)不能滿足破碎技術(shù)的需要，于是在顎式破碎機的基礎(chǔ)上，人們又設(shè)計出了反擊式破碎機。到目前為止，破碎機行業(yè)已經(jīng)走過了相當

21、長的一段時間，中國的破碎機行業(yè)也日漸成熟。也有很多的機械設(shè)備制造廠家不斷的崛起，為中國機械的發(fā)展做著巨大的貢獻。 河南紅星機械設(shè)備是一家專業(yè)從事研究-生產(chǎn)-銷售為一體的制砂機、砂石生產(chǎn)線、破碎機等制砂設(shè)備專業(yè)制造供應(yīng)商。紅星機械有先進研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備，在科技研發(fā)方面有驕人的業(yè)績，公司所研發(fā)的破碎機、砂石生產(chǎn)線、制砂機、砂石設(shè)備深受用戶的好評，遠銷國內(nèi)外。我廠長期堅持質(zhì)量興業(yè)的創(chuàng)業(yè)思想，奉行“用戶滿意”的服務(wù)宗旨，以“誠實信用、實事求是”為經(jīng)營之本。多年來，紅星機械的破碎機都是行業(yè)內(nèi)的暢銷產(chǎn)品，我們做破碎機也越來越專業(yè)。近年來，紅星機械對于國內(nèi)外破碎機行業(yè)進行了分析，得出國內(nèi)外反擊式破碎機

22、存在這技術(shù)差別。從本質(zhì)意義上來說，未來破碎機的發(fā)展趨勢離不開一下幾個方面。 1） 由于現(xiàn)代工業(yè)加工設(shè)備的限制，有些零件原來加工不出來，所以破碎機的整體精度跟不上，這樣就要求未來破碎機的零部件的加工精度需要保證，需要通過高精度的加工設(shè)備來加工破碎機的零部件，這樣便于保證精度。 2） 必須不斷地研發(fā)出新型的板錘以及反擊部，從而來適應(yīng)不同物料的需求 3） 綜合運用PLC控制技術(shù)，通過程序來控制破碎機的運行以及代替人工繁雜的勞動，提供生產(chǎn)效率 4）破碎機的結(jié)構(gòu)不能太過單一，需要不斷地研發(fā)新機型來滿足不同客戶群的需要。 5）必須研發(fā)屬于我們國家的自主產(chǎn)品，對必要的結(jié)構(gòu)進行不斷地創(chuàng)新和完善才能滿

23、足現(xiàn)代工業(yè)的需要。 我國的工業(yè)發(fā)展正在蒸蒸日上，迫切需要有技術(shù)有實力的團隊來研發(fā)新型的破碎機，相信通過國家的支持，和我們的努力，技術(shù)創(chuàng)新的篇幅一定會不斷擴大。 1.2 建筑垃圾破碎機的應(yīng)用 反擊式是破碎機主要應(yīng)用于水泥，礦山等的生產(chǎn)開采過程中。此類設(shè)備破碎能力強，生產(chǎn)效率高，通過大功率的三相電機帶動V帶輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動轉(zhuǎn)子上面板錘的高速旋轉(zhuǎn)，從而對倒進腔體的物料進行高速的破碎。該設(shè)備運行平穩(wěn)，破碎能力強，可以根據(jù)不同的物料選擇不同的速度來進行破碎，是水泥生產(chǎn)，礦上開采的首選設(shè)備。 1.3 各種建筑垃圾破碎機的特點 現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的破碎設(shè)備種類繁

24、多，其分類方法也有多種。破碎設(shè)備可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、沖式破碎機和磨碎機等。 1. 顎式破碎機破碎工作是靠動顎板周期地壓向固定顎板，將夾在兩顎板之間的物料壓碎。 按照動顎運動的軌跡，可分為簡單擺顎式破碎機與復(fù)雜擺動顎式破碎機。顎式破碎機俗稱"老虎口"，是歷史悠久的破碎機之一，至今仍是破碎硬物料最有效的設(shè)備。 2. 圓錐破碎機 圓錐破碎機是借助于旋擺運動的圓錐面，周期地靠近固定錐面，使夾于兩個錐面產(chǎn)品物料受到擠壓和彎曲而破碎。它可以分為用于粗碎的旋回破碎機和用于中細碎的圓錐破碎機。 3. 輥式破碎機 輥式破碎機的工作部分是兩個相對回轉(zhuǎn)的輥子

25、。輥子表面可以帶齒牙，稱為齒輥式破碎機。它以劈裂破碎為主兼有擠壓的斷破碎，按齒輥數(shù)目又可分為單齒輥、雙齒輥與多齒輥破獲碎機。 4. 沖擊式破碎機 錘式破碎機和反擊式破碎機都是沖擊式破碎機。這種破碎機，有一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘，當物料進入破碎機后，被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量，高速拋向破碎機壁或特設(shè)的硬板而被擊碎。 5.磨碎機 磨碎機是一個兩端帶有中空軸頸的空心圓柱筒，物料從圓筒一端進入，產(chǎn)物從另一端排出。筒內(nèi)裝有磨碎介質(zhì)（鋼球、鋼棒或礫石），根據(jù)磨碎介質(zhì)的不同，磨碎機分為球磨機、棒磨機或礫磨機。筒體轉(zhuǎn)動時將介質(zhì)帶到一定高度而下落，對物料產(chǎn)生沖擊與磨剝作用，

26、使物料粉碎。 1.4基于建筑垃圾的反擊式破碎機發(fā)展方向 縱觀破碎機的發(fā)展歷程，反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，不久以后顎式破碎機就已經(jīng)不能滿足破碎技術(shù)的需要，于是，在顎式破碎機的基礎(chǔ)上，人們又設(shè)計出了反擊式破碎機。 縱觀近年來我國反擊式破石機的總體狀態(tài)，發(fā)展前景可謂非常廣闊，總的來說，未來國內(nèi)外反擊式破碎機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：　　 第一，需要對現(xiàn)有的反擊式破碎機結(jié)構(gòu)進行改進，提高反擊式破碎機的對中硬礦石的破碎能力和設(shè)備維護的方便性，其主要集中在板錘、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改進以便于板錘的更換

27、和裝卡;反擊架(破碎腔形)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高礦石的一次破碎率和能量的利用率。　　　 第二，應(yīng)用現(xiàn)代機電一體化技術(shù)和現(xiàn)代控制方法（如液壓技術(shù)、電子技術(shù)），不斷提高反擊式破碎機的自動化程度，減少工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率。例如:應(yīng)用現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計優(yōu)化反擊架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高對能量的利用率和礦石的一次破碎率?！　? 第三，為適應(yīng)市場和客戶的需要，反擊式破碎機正向系列化規(guī)格化，大型化發(fā)展?！　? 第四，堅持技術(shù)創(chuàng)新，逐漸擺脫對產(chǎn)品的單一引進和模仿。 1.5建筑垃圾破碎機的優(yōu)缺點 反擊式破碎機的優(yōu)點： ⑴、構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、能量利用充分，簡化生產(chǎn)流程，單位產(chǎn)品的功率 消耗小、

28、生產(chǎn)能力大。 ⑵、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的破碎比可達i=10～15）,產(chǎn)品的粒度 小而均勻，可以選擇性破碎，大塊物料受到較大程度的粉碎，而小塊物料則不致被粉碎得更小。 ⑶、在相同的喂料粒度和生產(chǎn)能力的條件下，其質(zhì)量系數(shù)遠比其它破碎機大 ⑷、轉(zhuǎn)子的速度靈敏影響產(chǎn)品粒度。 ⑸、制造維修方便，工作室無顯著不平衡震動，無需笨重的基礎(chǔ) 1.5.2反擊式破碎機的缺點： ⑴、不設(shè)下蓖條的反擊式破碎機不能控制產(chǎn)品粒度，同時難于生產(chǎn)單一粒度 的產(chǎn)品，產(chǎn)中有少量大塊。 ⑵、作粗碎和單機破碎時，需嚴格控制最大進料粒度。 ⑶、防堵性能較差，不適宜破碎塑性和粘性物料，在破碎硬質(zhì)物料時，板錘

29、和后反擊部磨損較大，運轉(zhuǎn)時噪音較大，產(chǎn)生粉塵大。 第二章建筑垃圾破碎機的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 建筑垃圾破碎機的工作原理 反擊式破碎機的工作原理是通過不斷旋轉(zhuǎn)的板錘，對送入破碎腔內(nèi)的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的后反擊部，再次被破碎，然后又從后反擊部拋射到轉(zhuǎn)子上面的板錘，這種循環(huán)周而復(fù)始，不斷地進行。在這個過程中，物料與物料之間也會相互碰撞，這樣就在雙重力的作用下，完成了物料的破碎過程。下圖為PF-1010的反擊式破碎機工作原理圖。 進料口 調(diào)節(jié)裝置 防護罩 轉(zhuǎn)子 板錘 后反擊部 反擊式破碎機在工作時，物料從進料口進入破

30、碎機的內(nèi)腔體后，會落在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上面，通過轉(zhuǎn)子上面的板錘，把物料向反擊部上面拋出，這樣物料在大力的撞擊的情況下，就會變得細小，從而從出料口拋出。如果物料顆粒比較大的情況下，那么物料就會在破碎機內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)，隨著板錘的撞擊而慢慢破碎，變得細小。為了使需要進行破碎的物料能夠順利落入破碎機的內(nèi)壁，我們把進料部分做成與水平面有一定夾角的形式，具體結(jié)構(gòu)見上圖。 物料的主要破碎過程是在轉(zhuǎn)子的上部進行的，見上圖。物料受到第一次沖擊后，在機內(nèi)反復(fù)地來回拋擲。 以上是單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機的工作原理，雙轉(zhuǎn)子破碎機的工作原理是一致的，只是雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機對物料的破碎過程更繳烈。雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機內(nèi)有兩個平行

31、安裝的轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子由單獨的電機帶動作相向旋轉(zhuǎn)對（也有同相旋轉(zhuǎn)的）物料進行破碎。反擊式破碎機對物料的破碎過程見下圖。 反擊式破碎機按其結(jié)構(gòu)特征可分為單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機和雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機。按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向，單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機分可逆式轉(zhuǎn)動和不可逆式轉(zhuǎn)動兩大類型。雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機可分為同向轉(zhuǎn)動式、反向轉(zhuǎn)動式和相向轉(zhuǎn)動式三種類型。 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)，單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機又分為帶勻整算板和不帶勻整算板兩種形式。雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機可分為轉(zhuǎn)子位于同水平和轉(zhuǎn)子不在同水平兩種形式。 單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機有下列三種。 （1）不帶勻整篩板反擊式破碎機，見下圖（a）、（b）、（c）。 （2）帶勻整篩板反擊式破碎機，見下圖

32、（d）、（e）。此種機型可控制產(chǎn)品粒度，因而過大顆粒少，產(chǎn)品粒度分布范圍較窄，產(chǎn)品粒度較均勻。這由于勻整篩板起著分級和破碎過大顆粒的作用。 雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機分類 （3）可逆式單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，見下圖： 轉(zhuǎn)子可以反向、正向旋轉(zhuǎn)，進料口布置在機體的正上方，在破碎腔內(nèi)對稱布置兩套后反擊部，雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機有以下三種。 a.兩轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)的雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，見上圖（a）、（c）。相當于兩臺半轉(zhuǎn)子反擊式破碎機串聯(lián)使用，破碎比大，粒度均勻，生產(chǎn)能力大，但電耗較高?？赏瑫r作為粗、中和細碎機械使用。這種破碎機可以減少破碎板數(shù)，簡化生產(chǎn)流程。 b.?兩轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，見上圖。相

33、當于兩臺單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機并聯(lián)使用，生產(chǎn)能力大，可破碎較大塊物料，作為大型粗、中碎破碎機使用。 c.?兩轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)的雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，見圖上圖（d）。 主要利用兩轉(zhuǎn)子相對拋出物料時的自相撞擊進行粉碎，所以破碎比大，金屬磨損較少。 2.2建筑垃圾破碎機的結(jié)構(gòu)和布置形式 2.2.1反擊式破碎機的結(jié)構(gòu) 反擊式破碎機的組成部分主要有機體部分，轉(zhuǎn)子，板錘子，反擊部，主傳動裝置等部分組成。 2.2.2布置方式 反擊式破碎機利用三相異步電動機通過帶傳動帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，于是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘，對送入破碎腔內(nèi)的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔

34、另一端的后反擊部，再次被破碎，然后又從后反擊部反彈到板錘，繼續(xù)重復(fù)上述過程。在往返途中，物料間還有互相碰擊作用。由于物料受到板錘的打擊、與后反擊部的沖擊以及物料相互之間的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致粉碎。當物料粒度小于后反擊部與板錘之間的縫隙時，就被卸出。具體布置方案圖如下： 進料口 調(diào)節(jié)裝置 防護罩 轉(zhuǎn)子 板錘 后反擊部 2.3破碎的目的和意義 2.3.1破碎的目的 在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和 再利用的廢料都需要用破碎機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達到單體分離，就需要用破碎機將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。

35、 磨機再將破碎機提供的原料磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠， 須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在將熟料用磨機磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、 燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。 2.3.2破碎的意義 在化工、電力部門，破碎粉磨機械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表面積， 為縮短物料的化學反應(yīng)的時間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理需用破碎機械進行破碎。因此，破碎機械在許多部門起著重要作用。 第三

36、章建筑垃圾破碎機的設(shè)計計算 3.1動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n（r/min）可按下式計算：n=60V/D; 式中D-轉(zhuǎn)子直徑，m； V-轉(zhuǎn)子線速度，m/s。 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速根據(jù)板錘所需要的線速度來決定。板錘的線速度與物料的性質(zhì)，粒度，破碎比，機器結(jié)構(gòu)，板錘的磨損諸多因素有關(guān)。通常粗碎時轉(zhuǎn)子線速度為15-40m/s ；細碎時為40-70m/s。因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高增加細粒含量，但同時能耗增加，板錘磨損加快，對破碎機制造工藝精度要求也較高，故轉(zhuǎn)子速度不宜太高。 反擊式破碎機板錘沖擊物料不同于錘式破碎機僅是錘頭質(zhì)量和速度產(chǎn)生的動能，而是靠整個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的動能通過后反擊部沖擊物料。所以，當

37、輸入功率一定時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子質(zhì)量如何優(yōu)化組合是最關(guān)鍵的問題。根據(jù)經(jīng)驗，碎煤時板錘線速度 v=50-60m/s比較合適；破碎石灰石時，板錘線速度v=30-40m/s比較合適。如果是雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，則第一級轉(zhuǎn)子的線速度V1較第二級轉(zhuǎn)子的線速度V2低，一般V1=30~50M/S,V2=35~45M/S; 3.2傳送帶的設(shè)計與計算 選擇電動機容量 工作機所需功率 ==7.98kw =80.7r/min 電動機的輸出功率 ==10.4kw η=*…..*=0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.

38、77 確定電動機的額定功率 Ped>=Pd 選擇電動機的轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。 確定電動機型號 選擇 Y160M-4 額定功率 11kw 轉(zhuǎn)速 1460r/min 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù) 各軸轉(zhuǎn)速: 電動機軸 =1460r/min 減速箱輸入軸 ==486.7 r/min 高速軸 ==235.1 r/min 低速軸 ==58.8 r/min 各軸輸入功率:==11kw =*0.95=10.45kw =*0.98*0.97*0.98=9.73KW =*0.98

39、*0.97*0.98=9.07KW 帶傳動設(shè)計 3.3.1帶輪直徑 工作情況系數(shù) =1.1 計算功率 ==1.1*11=12.1kw 選帶型號 A型 3.3.2計算帶長 求= (+)/2 =198.5mm 求ΔΔ=(-)/2=98.5mm 2(+)>=a>=0.7*(+) 初取中心距 a=600mm 帶長 L=πDm+2*a+=1839.5 基準長度 =2000mm 求中心距和包角 中心距 a= + =344.18+337.06=681.24<700mm 小輪包角 α1=180°-(D2-D1)*60°=180

40、°-(297-100)*60°/681.24 =162.6>120° z=/((+Δ)**)=12.1/((1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9根 求軸上載荷 張緊力 =500*/v*z(2.5-)/+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0.10*=149.3N 軸上載荷 =2*sin(/2)=2*9*149.3*sin(162.6°/2)=2656.5N 輸送帶的強度驗算 （1）輸送帶的計算安全系數(shù) 由式 。 （2）輸送帶的許用安全系數(shù) 表2基本安全系數(shù)與表 帶芯材料

41、工作條件 基本安全系數(shù)m0 彎曲伸長系數(shù)cw 有利 3.2 織物芯帶 正常 3.5 1.5 不利 3.8 有利 2.8 剛繩芯帶 正常 3 1.8 有利 3.2 可知=3.0，=1.8，取=1.2，=0.95，得 （3）輸送帶強度臉算 因m>[m]，故所選輸送帶滿足強度要求。 通過以上的計算結(jié)果可知，；故ST1000是滿足要。 表3　鋼絲繩輸送帶技術(shù)規(guī)格 輸送帶型號 ST1000 鋼絲繩最大直徑/mm 4 縱向拉伸強度N/mm 1000 鋼絲繩間距/mm 12 帶厚/mm 16

42、 上覆蓋膠厚度/mm 6 下覆蓋膠厚度/mm 6 輸送帶質(zhì)量kg/m2 23.1 表3可知,ST1000鋼繩芯帶中鋼繩直徑為。 3.3 液壓缸設(shè)計與選型 主要性能參數(shù)與性能要求如下：力F=N；重量G=N；快速空載下降速度=0.023m/s，工作下壓速度=0.012m/s，快速回程速度=0.052m/s，快速空載下降行程=0.21m，工作下壓行程=0.03m，快速回程：H=240mm=0.24m；啟動制動時間，液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。液壓缸采用V型密封圈，其機械效率。由式 式中—工作部件總質(zhì)量 —快進或快退速度 —運動的加速、減速時間

43、 求得慣性負載 再求得阻力負載 靜摩擦阻力 動摩擦阻力 表一 液壓缸在各工作階段的負載值 (單位:N) 工況 負載組成 負載值F 推力 起動 4600 5055 加速 2570 2824 快進 2300 2527 工進 1902300 2113667 快退 2300 2527 注:液壓缸的機械效率取 負載圖和速度圖的繪制 負載圖按上面數(shù)據(jù)繪制，如下圖a)所示。速度圖按己知數(shù)值,,,,,快速回程 負載圖和速度圖 a)負載圖 b)速度圖 由表可知，液壓系統(tǒng)在最大負載約為211KN時工作

44、壓力 。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機械效率ηcm=0.91。 液壓缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1993，取標準值D=320mm=32cm 根據(jù)快速下降與快速上升進的速度比確定活塞桿直徑d: 取標準值d=220mm=22cm 4 則：無桿腔實際有效面積 有桿腔實際有效面積 液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力和流量計算見表1。 表1 各階段的壓力和流量 工作階段 計算公式 負載F/N 工作腔壓力p/Pa 輸入流量 / 快速下降 啟動 ; 270 2853 10

45、6．3 等速 0 0 _ 工作下壓 （折彎） ; 2113667 快速回程 啟動 ; 5055 0.17 _ 等速 2824 0．095 101．7 制動 2527 0.0771 _ 液壓缸在工作循環(huán)中各階段的功率計算見表2 表2 工作循環(huán)中各階段的功率 快速下降 啟動 恒速 工作下壓 （折彎） 快速回程 啟動 恒速 制動 5 根據(jù)以上分析與計算數(shù)據(jù)處理可繪出液壓缸的工況圖： 圖液壓缸的工況圖 3.4生產(chǎn)率的計算 反擊式破碎機生產(chǎn)率也可根據(jù)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周所排出的物料

46、體積計算。設(shè)轉(zhuǎn)子 長為L,板錘與后反擊部之間最小間隙為e（相當于排料口）和板錘伸出的高h最大排料粒度d，板錘數(shù)目為z，則求得轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周所排出的物料體積V（）為：V=L*（h+e）dZ式中，長度單位為m。若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n（r/min）則求得生產(chǎn)率Q（）為：Q=60nL(h+e)dZK；該公式?jīng)]考慮物料是松散體而且排料也是不均勻的，物料中含有小于直徑d的產(chǎn)品。因此必須考慮這些因素影響，故乘上系數(shù)K。根據(jù)已有資料知系數(shù)K=0.1，煤矸石堆積密度為1200KG/M,生產(chǎn)能力為每小時50~80t,要求單位時間排出的體積為v=30000/1400=22； 3.5主電動機的選擇及傳動比的分配 3

47、.5.1電動機的選擇 根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機專用電動機，又根據(jù)工況選擇YZR280M-10型電動機，額定功率P0=55kw,同步轉(zhuǎn)速n0=556r/min. 3.5.2傳動比的分配 根據(jù)PF-1010型反擊式破碎機的實際工作的主軸轉(zhuǎn)數(shù)nw=335r/min,得： （3.1） 3.6主軸的設(shè)計 軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作為回轉(zhuǎn)運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負荷比較大，尺寸也比較大，制造精度高，要求材料具有足夠高的機械強度和良

48、好的加工性能。因此，選用材料40Cr，熱處理為對軸進行調(diào)質(zhì)處理。 由于主電機輸出軸徑為120mm，連接的聯(lián)軸器與主軸連接的軸徑為140mm，傳動的帶輪中間孔即為140mm，中間端軸徑為180mm，有牙軸端外牙M150。 此輸入軸大致圖形如下： 3.7 V帶傳動的設(shè)計計算 1.確定設(shè)計功率 查參考文獻[1]表5.7得工作情況系數(shù) －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，取＝1.2 P－傳遞的功率 2.選擇帶的型號 V帶型號根據(jù)設(shè)計功率Pd 和小帶輪轉(zhuǎn)速n1確定，查參考文獻【1】圖5.17可選取A型帶。 3.確定帶輪的基準直徑dd1和dd2 查參考文獻【1】表5.4 V

49、帶帶輪最小基準直徑ddmin，知A型帶ddmin=75mm,選取小帶輪基準直徑：dd1=300mm； 因此，大帶輪基準直徑：dd2=i·dd1=7.5×100mm=750mm。 查參考文獻【1】表5.4選取大帶輪基準直徑dd2=750mm。 其傳動比誤差為4.7%<5%,,故可用。 4.驗算帶的速度 由帶的速度公式： 式中 n1為電動機轉(zhuǎn)速； dd1為小帶輪基準直徑。 即v=7.54m/s<=25m/s,符合要求。 5.確定中心距a和V帶基準長度Ld 根據(jù)0.7（dd1+dd2）≦a0≦2（dd1+dd2）初步確定中心距 0.7（100+200）=210mma02（

50、100+200）=600mm 要求工作平穩(wěn)，選取中心距a0=300mm。 初算帶的基準長度Ld： ＝ =3360mm 式中 Ld為帶的標準基準長度； Ld’為帶的初算基準長度； a0為初選中心距。 查教材表5.2普通帶基準長度Ld及長度系數(shù)KL ，確定帶的基準長度Ld=3360mm。 計算實際中心距a 6.計算小輪包角α1 小帶輪包角： = = 7.確定V帶根數(shù)Z 根據(jù)下式確定帶的根數(shù)。 z=Pd(P0+?P0)KαKL 式中Kα為包角修正系數(shù)，考慮包角對傳動能力的影響，由參考文獻【1】表5.9查得Kα=0.95；

51、KL為帶長修正系數(shù)，考慮帶長不為特定帶長時對使用壽命的影響，由參考文獻【1】表5.2查得KL=0.91； P0為V帶基本額定功率。 由教材表5.4查取單根V帶所能傳遞的功率為P0=0.95kW； 由式?P0=Kbn1(1-1Ki) 計算功率增量?P0。 其中 －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 ni為小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min。 故得 ?P0=Kbn11-1Ki=0.7725×10-3×940×1-11.1373=0.08766KW 所以 Z = 所以，選取V帶根數(shù)z=7。 8.確定初拉力 單

52、根普通V帶初拉力計算公式： = =2360（N） 式中 Pd 為設(shè)計功率； υ為V帶速度； z為帶的根數(shù)； Kα為包角修正系數(shù)； m為普通V帶每米長度質(zhì)量，由參考文獻【1】表5.1查得m=0.1kg/m。 所以 9.計算作用在軸上的壓力FQ 壓力FQ 等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似為按帶兩邊所受初拉力的合力來計算： FQ=2zFcosβ2=2zF0sinα12 式中: 為初拉力； z為帶的根數(shù)； 為小輪包角。 所以 FQ=2zF0sinα12=2×3×148.33×sin

53、162.11°2=879.16N 10.帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準直徑查B1表8－1－16確定輪輻,具體結(jié)構(gòu)圖如下： 3.8 后反擊部的設(shè)計 后反擊部是整個反擊式破碎機系統(tǒng)的核心部件，它對于物料的破碎與否有著決定性的作用。后反擊部一般是裝在反擊式破碎機的內(nèi)部，能夠在不同方位對拋出的物料進行作用力與反作用力的施加，在反擊式破碎機中，起到

54、了至關(guān)重要的作用。 根據(jù)我們所學習過的力學的知識，我們知道，力的作用是相互的，物料撞擊在后反擊部的時候，后反擊部會施加給物料一個力，但同時，物料也會給后反擊部施加一個反作用力，而且由于物料在拋射的過程中，是呈加速度的狀態(tài)撞向后反擊部的，所以這種力的大小直接與物料顆粒的大小有直接關(guān)系，物料的顆粒越大，那么施加給反擊部的力就越大，物料越小，那么施加給后反擊部的力就會越小。 反擊式破碎機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示：反擊式破碎機的結(jié)構(gòu)有著三段后反擊部，進料口的角度與拋射的角度都不小，這樣就便于物料的進入與拋射，所以后反擊部與漸開線離得較遠。后反擊部圓弧在第一段以下更接近漸開線，但無論如何也無法實現(xiàn)按

55、漸開線制作的后反擊部，但從中可以找出特點。以拋射點為參考，因為從拋射點拋射出的物料，都是與第一反擊部有著90度夾角的，所以 。當后反擊部大約轉(zhuǎn)過25°左右被拋出的物料與第二段后反擊部呈正碰撞狀態(tài)。 下圖所示為中細碎反擊式破碎機，該機有三段圓弧后反擊部，其排料口較小角也較小，所以后反擊部與漸開線離得較近，第二段后反擊部更接近漸開線從A點拋射出的物料，基本上與第一段后反擊部呈垂直方向 。當板錘大約轉(zhuǎn)動 20°,物料被拋射的方向與第二段后反擊部正碰撞；當板錘大約轉(zhuǎn)過40°， 物料被拋射的方向與第三段后反擊部正碰撞。 下圖根據(jù)后反擊部實際磨損情況可知，破碎腔從A點的射線到后反擊部上交點起往

56、下到后反擊部排料口這個區(qū)段是物料重要破碎段，特別是在后反擊部排料口附近更主要。綜合以上分析不難找到圓弧后反擊部設(shè)計方法；對具有兩段后反擊部的，根據(jù) 和給料口尺寸B布置第一段后反擊部。從A點板錘轉(zhuǎn)過約25°，再取，以 及考慮第一級后反擊部最小排料口尺寸 和 以及 便可確定 第二段后反擊部位置。第二級后反擊部位置的確定方法是：過第一級后反擊部排料口作一條水平線與第二段后反擊部表面相垂直，并根據(jù)第二段后反擊部最小排料口尺寸.便可 確定第二級后反擊部位置。 進料口 調(diào)節(jié)裝置 防護罩 轉(zhuǎn)子 板錘 后反擊部 第4章 各主要零件強度的校核計算 4.1 主軸的強度校核 主軸

57、是機械設(shè)備里的最重要的零部件，它對設(shè)備的運轉(zhuǎn)起到了最主要的作用，在不同場合，需要用到不同類型的主軸，并且一定要對主軸的強度進行校核，這樣才能使設(shè)備的使用更加安全高效，避免不必要的事件發(fā)生。主軸的校核是一門含義很深的知識，需要系統(tǒng)地學習和了解及認知才行。對于主軸的校核，只要對軸的危險截面進行校核即可。根據(jù)本課題里軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當量彎矩圖我們可以知道，主軸的截面與電機連接處彎矩最大, 并且截面尺寸也非最大, 屬于危險截面；所以根據(jù)以上工況，主軸的校核公式如下： （2.13） ，圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)， ， ， ； 上式中，Z和Zp—軸在截

58、面的抗彎和抗截面模數(shù)； M、T—軸在計算截面上的抗彎和抗扭截面系數(shù)； 、—有效應(yīng)力集中系數(shù)； —疲勞極限； [s]—許用安全系數(shù)； —表面粗糙度系數(shù)； —表面狀態(tài)系數(shù)； 、—絕對尺寸影響系數(shù)。 D—軸徑；b—鍵的寬度。查機械設(shè)計手冊得： [s]=2.2；為275N/mm2；T為7.84N/m； =2.45； =1 =0.91；=1.7 ； =0.89； t=1.8mm ；=2.5。 ==3605.4 ==1253.6 ==0.858 ==1.076 M=0.418 N/m 機床允許的最大扭矩[6]。 S==6.89

59、S≥[S] 符合安全系數(shù) 4.2滾動軸承的校核及壽命計算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列反擊式滾子軸承350324B，由文獻[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列反擊式滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 由于破碎機的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于破碎機的沖擊力，軸承并不能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此

60、軸承合格。 4.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計與校核 4.3.1鍵的選型 根據(jù)輸入軸徑和輸出大小選取鍵，輸入軸徑為20mm，選取鍵尺寸6X6X45；輸出軸徑為30，選取鍵尺寸8X7X25。 4.3.2鍵的校核 材料選用：45鋼；許用壓強；； 鍵校核公式： 輸入軸鍵的校核：； ； 輸出軸鍵的校核：； ； 第5章 基于ANSYS的關(guān)鍵零部件有限元分析 ANSYS15.0有限元靜力分析計算在不變載荷作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)可進行線性及非線性分析。非線性靜力分析包括蠕變、大變形、應(yīng)力剛化、接觸單元等。利用線性靜力分析其求解步驟:(1)建模;(2)施加載荷及邊界條件，求解；（3）結(jié)果評價及分析。

61、反擊式破碎機轉(zhuǎn)子、反擊板、主軸承受較大沖擊載且其設(shè)計依據(jù)經(jīng)驗，通過類比確定零部件尺寸及形狀。經(jīng)驗法逐漸不能滿足設(shè)計要求，為了克服上述不利因素，有限元靜力分析是很有必要的，經(jīng)過實踐與分析我們提出一種新型的CAE分析方法如圖所示。 5.1關(guān)鍵零部件有限元模型的建立 ANSYS 中有兩種建立有限元模型的方式：實體建模和直接生成。有限元分析的最終目的是還原一個實際工程系統(tǒng)的數(shù)學行為特征，即分析必須針對一個物理原型建立準確的數(shù)學模型。實體建模是先對模型的幾何特征進行描述，通過控制單元劃分的大小及形狀，使ANSYS 自動生成節(jié)點和單元，從而生成有限元模型。實體建模有很多優(yōu)點，大部分用戶在通常情況下采用

62、該建模方法。直接建模法是先確定各個節(jié)點的位置，以及各個單元的形狀，尺寸，再定義實體模型。直接生成法要求在建立網(wǎng)格時記錄所有的節(jié)點號，需要用戶留意網(wǎng)格劃分的細節(jié)，一般來說比較耗時，也比較容易出錯。 常見的問題都需要先通過實體建模生成幾何模型，然后再對其劃分網(wǎng)格生成有限元模型。在實體建立模型時，建立幾何模型和生成有限元模型這兩個步驟通常是交織進行的。建立幾何模型的目的是生成有限元模型，在建立幾何模型時要考慮到有限元模型的生成，生成有限元模型時如果出現(xiàn)問題或者單元形狀不能滿足要求還需要對幾何模型進行修改或者簡化，因此這兩個步驟通常放在一起進行考慮。 本研究中，針對反擊板、車架、轉(zhuǎn)子、主軸以及鏟斗

63、的有限元模型建立如下圖所示： 5.2關(guān)鍵零部件有限元模型網(wǎng)格劃分 已經(jīng)建立的傳動滾筒的模型，需要對其劃分網(wǎng)格，生成包含節(jié)點和單元的有限元模型。ANSYS 為有限元模型的網(wǎng)格劃分提供了兩種方法，一是自由網(wǎng)格(free)方法；二是映射網(wǎng)格(mapped)方法[29]。在對模型劃分網(wǎng)格之前，甚至在建立模型之前，確定是采用自由網(wǎng)格還是采用映射網(wǎng)格進行分析是十分重要的。 自由網(wǎng)格對于單元形狀沒有限制，并且對幾何模型沒有特殊的要求。與自由網(wǎng)格相比，映射網(wǎng)格對其包含的單元形狀有限制，而且要求幾何模型必須滿足特定的規(guī)律。通常情況下映射網(wǎng)格具有規(guī)則形狀、排列有規(guī)律的單元。幾何模型必須生成一系列相當規(guī)則的體

64、和面才能對其采用映射網(wǎng)格進行網(wǎng)格劃分。因此在確定了選擇映射網(wǎng)格，需要從建立幾何模型開始就對模型進行比較詳細的規(guī)劃，以使生成的模型滿足生成映射網(wǎng)格的規(guī)則要求。一般來說映射網(wǎng)格往往比自由網(wǎng)格得到的結(jié)果要更加準確，而且在求解時對CPU 和內(nèi)存的需求也相對要低一些。本文正是采用映射分網(wǎng)，在生成剖面線之后就對每條線的網(wǎng)格劃分數(shù)進行了限制，使生成的模型能夠滿足映射網(wǎng)格的要求，劃分網(wǎng)格后的反擊板、車架、轉(zhuǎn)子、主軸以及鏟斗有限元模型如圖所示。 5.3關(guān)鍵零部件載荷和約束的確定 輸送帶對傳動滾筒的壓力沿滾筒的圓周方向是連續(xù)變化的，在有限單元載荷中不能直接加載連續(xù)變化的載荷，所以必須用ANSYS 自帶的二次開

65、發(fā)語言（APDL）編寫載荷函數(shù)加載到有限元模型上。由于滾筒表面的利用弧和備用弧的邊界很難劃分，所以假定在整個滾筒表面，沿圓周方向的整個圍包角內(nèi)的載荷符合歐拉公式，沿滾筒軸向載荷為均布載荷。滾筒表面壓力分布可有如下公式表示： 則摩擦力為： 建立柱坐標系，根據(jù)圍包角的大小，選擇滾筒表面圍包角范圍內(nèi)的節(jié)點。過去一些研究人員在加載時采用等效或分段函數(shù)的方法確定表面載荷，為了更好的模擬滾筒載荷情況，本文通過定義數(shù)組、編寫符合歐拉公式變化的函數(shù)載荷，利用ANSYS 命令方式將載荷加載在節(jié)點上。加載后的反擊板、車架、轉(zhuǎn)子、主軸以及鏟斗如圖所示。 5.4求解和后處理 求解即是用計算機求解由有限元方法建

66、立的聯(lián)立方程，得到的結(jié)果為： ①節(jié)點的自由度解，這是基本解； ②單元的求解結(jié)果，是派生解。 ANSYS 提供了幾種求解聯(lián)立方程的方法：直接解法、稀疏矩陣直接解法、雅克比共軛梯度法、不完全喬類斯基共軛梯度法、條件共軛梯度法、自動迭代法。默認采用直接解法。 5.5結(jié)果分析 反擊板的應(yīng)力分布如圖所示，可見，反擊板的應(yīng)力較大區(qū)域主要分布在反擊板的表面以及兩側(cè)支撐柱的部位。 反擊板的變形分布如圖所示，可見，反擊板的變形較大區(qū)域主要分布在反擊板支撐柱的區(qū)域。 架體的應(yīng)力分布如圖所示，可見，架體的應(yīng)力較大區(qū)域主要分布在橫梁的中部以及工字鋼的焊接點位置。 架體的變形分布如圖所示，可見，架體的變形較大區(qū)域主要分布在橫梁的中部。 轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分布如圖所示，可見，轉(zhuǎn)子的應(yīng)力較大區(qū)域主要分布在轉(zhuǎn)子的軸心以及裝夾區(qū)域，個別地方應(yīng)力集中較大。右圖為轉(zhuǎn)子的變形情況，主要變形在于外部擊板的變形。 主軸的應(yīng)力分布如圖所示，可見，主軸的應(yīng)力主要集中在軸的中部以及兩側(cè)的軸徑區(qū)域。 主軸的變形分布如圖所示，可見，主軸的變形較大區(qū)域主要是主軸的中心，這個區(qū)域正是轉(zhuǎn)子的固定區(qū)域。 鏟斗的應(yīng)力分布如圖所示，可