大型圆锥式破碎机的结构设计

  大型圆锥式破碎机的结构设计大型圆锥式破碎机的结构设计 第 1 页 共 44 页 本 科 毕 业 设 计 (论 文) 熟料圆锥式破碎机的机械结构设计 专业班级: 自动化2 学生姓名: 李尚志 学 号: 76 2011 年 4 月 第 2 页 共 44 页 毕业设计,论文,中文摘要 熟料圆锥式破碎机的机械结构设计 摘要:本次课程设计主要是对圆锥式破碎机的设计，将实习过程中遇到的实际问题与理论相结合，设计一款更符合大众需求的破碎机装置。 随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物，以及水泥、建材等物料的社会需求...

  大型圆锥式破碎机的结构设计 第 1 页 共 44 页 本 科 毕 业 设 计 (论 文) 熟料圆锥式破碎机的机械结构设计 专业班级: 自动化2 学生姓名: 李尚志 学 号: 76 2011 年 4 月 第 2 页 共 44 页 毕业设计,论文,中文摘要 熟料圆锥式破碎机的机械结构设计 摘要:本次课程设计主要是对圆锥式破碎机的设计，将实习过程中遇到的实际问题与理论相结合，设计一款更符合大众需求的破碎机装置。 随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物，以及水泥、建材等物料的社会需求量和生产规模日益扩大，需碎磨的物料量迅速增加。圆锥破碎机是选矿厂大型设备之一，它在选矿作业中起着重要的作用，具有结构可靠运转平稳，生产效率高，调整方便，产品粒度均匀等特点。本课题着重就圆锥破碎机的结构进行设计:根据其最大进料尺寸、出料尺寸以及解决能力即加工效率来设计破碎机的尺寸以及选择各零部件的类型。 本

  共分四章，第一章首先引入该设计的研究意义及现状;第二章介绍该设计的基本内容和原理;第三章是本论文的核心部分，主要介绍了该设计的计算过程及零部件强度的校核;最后介绍该设计的结论及出现的问题与解决办法。 关键词:圆锥破碎机;最大进料尺寸;出料尺寸;加工效率 第 3 页 共 44 页 目 录 摘要 ............................................................... 2 Abstract ........................................................... 3 目录 ............................................................... 4 第1章 绪论 ........................................................ 5 课题研究的意义及现状 ............................................ 5 1.1 1.2 论文主要研究内容 ................................................ 6 第2章 圆锥破碎机的基本内容 ........................................ 6 2.1 圆锥破碎机的概述 ................................................ 6 2.2 圆锥破碎机的优缺点 ............................................. 11 2.3 圆锥破碎机的分类及选用 ......................................... 12 第3章 整体

  设计 ............................................... 14 3.1 设计简述 ....................................................... 14 3.2 设计原理 ........................................................ 7 3.3 整体方案设计 .................................................... 7 第4章 圆锥破碎机装置的设计计算及校核 ............................. 11 4.1 破碎机的设计计算 ............................................... 11 4.2 零部件的校核及建模分析 ......................................... 20 结论 .............................................................. 25 致谢 .............................................................. 25 参考文献 .......................................................... 25 第 4 页 共 44 页 第1章 绪论 1.1 课题研究的意义及现状 随着经济的增长，各种金属与非金属矿、水泥厂、建筑、砂石冶金等行业生产规模的扩大，其加工设施——破碎机在其发展中占有十分重要的地位和作用，成为行业的支柱设备。而圆锥破碎机是比颚式破碎机、反击式破碎机破碎粒度细比制砂机磨粉机破碎粒度大的破碎机械。近日，国家为了扶持破碎机的国产化趋势，推动破碎机械——圆锥破碎机的发展，发布了《关于促进深部找矿工作指导意见》，以促进我国固体矿产勘查向深部拓展。显示出矿山机械设备将面临着新一轮的行业需求，预示着矿山机械设备股的行业景气度有望继续高涨且延续。另外，随着近几年的经济发展，重工成为中国的栋梁行业，政府为了扶持破碎机行业的发展，帮助其顺利的度过金融危机，规定财政部对大型非公路矿用自卸车及其关键零部件和原材料进口税收政策做调整。对进口核心零部件的进口关税和进口环节增值税实行先征后退，用于企业新产品的研制生产以及自主创造新兴事物的能力建设。从目前的经济发展形势分析，慢慢的变多的矿山开始使用机械化作业，提升矿山的开采率，尤其是在煤炭、铜矿、锌矿等矿山的机械化程度已极大的提升，而这些产业对成品的质量和成型的粒度要求也在不断的提高。 目前国内外利用目标规划设计圆锥破碎机研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法.提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化方法.结合圆锥破碎机设计研发过程中所存在的实际问题,通过一系列分析圆锥破碎机动锥单次摆动过程中下落物料的总量,推导并建立针对曲线腔形圆锥破碎机的生产率计算模型;基于总体平衡理论,对圆锥破碎机破碎腔分层情况加以分析、深入研究。 圆锥破碎机在采矿领域使用广泛。但目前其操控方法基本采用手动，生产效率较低。能源浪费大，针对这一问题(国内提出了一种对单缸液压圆锥破碎机进行自动控制的具体设计的具体方案。方案中系统实现了排矿口的自动调整和主电机的恒功率控制，提高了设备的生产率和自动化水平。破碎过程是选矿过程的一道重要工艺(其能耗非常大(破碎产品粒度直接影响后续磨矿作业(且破碎效率影响整个选矿厂的生产效率(进而影响选矿厂的经济效益。为研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法.提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化、生产率优化和破碎产品粒度分布 第 5 页 共 44 页 优化的计算模型.研究分析基于层压破碎原理的破碎腔型、生产率和破碎产品粒度之间的相互耦合关系模型,建立圆锥破碎机的多目标规划模型,能够为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。 1.2 论文主要研究内容 随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物，以及水泥、建材等物料的社会需求量和生产规模日益扩大，需碎磨的物料量迅速增加。圆锥破碎机是选矿厂大型设备之一，它在选矿作业中起着重要的作用，具有结构可靠运转平稳，生产效率高，调整方便，产品粒度均匀等特点。本课题着重就圆锥破碎机的结构进行设计。 圆锥破碎机适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，可以破碎中等和中等硬度以上的各种矿石和岩石。圆锥破碎机破碎比大、效率高、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石，岩石。 本课题主要是运用所建立的圆锥破碎机生产能力的计算模型，结合MATLAB编程求出不同转速下圆锥破碎机的生产能力，接着进行破碎机的尺寸及外形设计。设计过程中也许会出现一些理论与实际误差的地方，一定要经过实际考察圆锥破碎机在

  中的实际应用，才可能设计出合理的结构，所以在设计研究以前必须先进行破碎机的考察。 本课题主要是在进行圆锥破碎机实际考察研究后提出的设计思路，从理论上来讲是可行的，采用的主要方法是目标规划法。课题已经给出了该圆锥破碎机的进料最大尺寸，出口尺寸范围以及该破碎机的解决能力，从这三个已知条件入手，查手册找与该设计的基本要求相仿的圆锥破碎机类型，对其结构可以进行分析，然后根据自己的设计思路以及创新想法进行改进，使其能更好更快的完成其基本功能。 第2章 圆锥破碎机的基本内容 2.1 圆锥破碎机的概述 圆锥式破碎机(圆锥破碎机)工作时，电动机的旋转通过皮带轮或联轴器、 传动轴和圆锥部在偏心套的迫动下绕一固定作旋摆运动，从而使圆锥破碎机的破碎壁时而靠近又时而离开固装在调整套上的轧白壁表面，使矿石在破碎腔内不断受到冲击，挤压和弯曲作用而实现矿石的破碎。 第 6 页 共 44 页 一、圆锥破碎机的工作原理: 在不可破异物通过破碎腔或因某一些原因机器超载时，弹簧保险系统实现保险，排矿口增大，异物从破碎腔排出，如异物卡在排矿石可使用清腔系统，使排矿继续增大，使异物排除破碎腔。在弹簧的作用下，排矿口自动复位，机器回到正常状态工作。分粗碎圆锥破碎机、中碎圆锥破碎机和细碎圆锥破碎机三种，可按照每个用户不一样的需求选购。 二、圆锥破碎机的主要结构特点: (1)液压系统 该机具有用液压系统来调整破碎机排矿日的大小，液压系统可有效地保证设备的安全运转。在破碎腔中有异物时，液压系统可使动锥体自动下退，当异物排出后，该系统使下退的动锥体自动复位。重新保持原来的排矿口位置继续工作。 (2)破碎腔型 破碎腔型是指动锥与固定锥之问形成的几何空间。破碎腔的形状对整机的性能影响很大。破碎机腔型是破碎的主要技术指标。该机从粗碎到细碎设计了四种规格的腔型，它有六种可能的组合，这在某种程度上预示着它能最好地适用于用户特别的条件。 (3)密封可靠 采用迷宫式密封装置，取代了以往使用的水式密封，使灰尘杂质无法进人机体内，来保证了润清油的清洁，延长了滑动轴承、推力球轴承的常规使用的寿命，使得机器运转可靠. (4)更换方便 以往破碎机更换破碎壁非常慢,圆锥式破碎机新结构更换破碎壁非常快。因为上破碎壁上装有卡梢，用螺栓顶起就把破碎壁固定.下破碎壁固定是用液压螺母紧固.上、下破碎壁背面不需要加任何填充材料，所以更换快速方面，减少了工人劳动强度。 (5)调节开口 该机选用了耐高压的位移传感器，调整排矿口位置时是在操作室进行的。只要一按键，在操作台上就有显示，就能够正常的看到所需要调整的排矿口大小，十分便捷准确。该机工作时，电机通过液力偶合器、小圆锥齿轮驱动偏心套底部的大圆锥齿轮，使偏心套旋转，致使锥体作旋摆动而破碎物料。破碎机的主轴是不动的，只是支掸球面瓦，承受破碎力。由于破碎机主轴不动而偏心套传递破碎力，故该结构可承受较大破碎力，对细碎和超细破碎非常适应，因为超细破碎的破碎力是非常大的。预计其产品粒度(对于超细碎型衬板)开路时一5m二可达50^80%(视物料性质而有所差异)。该 第 7 页 共 44 页 破碎机适用于金属矿山选矿厂第三段破碎，或第四段破碎;适用于建材或非金属矿山及土木工程。特别是土木工程所需的天然砂供应不足的地区。 三、圆锥破碎机的使用: 具有破碎力大、效率高、处理量高、动作成本低、调整方便、使用经济等特点。由于零件选材与结构设计合理，故常规使用的寿命长，而破碎产品的粒度均匀，减少了循环负荷，在中、大规格破碎机中，采用了液压清腔系统，减少了停机时间，且每种规格的破碎机腔型多，用户可根据不同的需要，选不一样的腔型，以更好的适应用户要。 本机密封采用润滑脂密封，避免了给水及排水系统易堵塞的弊病及水油易混合的缺陷，弹簧保险系统是过载保护设施，可合异物、铁块通过破碎腔而不危害破碎机。本机分为标准型和短头型，一般而言，标准型给料粒度大，排料粒度也较粗，短头型的破碎锥较陡，给料粒度小，有利于生产细粒级的物料，故标准型通常用于粗、中碎，短头型用于中、细碎。 四、圆锥破碎机的维护: 圆锥破碎机由于其使用环境恶劣,粉尘大,加之有些使用单位维护不到位，往往在运行中出现各种各样的问题，一般来说，圆锥破碎机在使用操作中应注意以下问题，才可能正真的保证机器正常运作。圆锥破在工作中，给料要均匀，不能偏析。如果给料不均就会出现生产能力降低，产品粒度过大，弹簧动作频繁，碗形轴承压力大，功耗上升。 (一)、基本维护 1..要有除铁装置，防止破碎腔过铁，如果频繁过铁，则可能会导致断轴事 故。 2.要满负荷生产，否则会出现产品粒度过粗 3.生产线中的破碎比分配要合理，这样才可以最大限度发挥破碎机效率。 4.弹簧压力不能过紧，压力过大亦会发生断轴事故，压力过小弹簧会频繁跳动，影响破碎机正常工作，并且产品粒度变粗。 5.润滑油温度不能太高或太低，否则会影响机器运行。 6.润滑油要经常更换，不能太脏，太脏了会加速齿轮及碗形瓦、轴套等磨损，甚至使轴套研死。 7.传动皮带安装不能太紧，否则会引起传动轴转动不灵活或断裂;也不能太松，否则会引起破碎机闷车。 8.给料不能太湿太粘，细粒不能太多，也不能太大，否则会引起闷车。 9.破碎机排料口积矿亦会引起闷车。 圆锥式破碎机(圆锥破)在实际操作使用的过程中会有这样那样的问题，视详细情况不一样要采取不同的处理方法，这里介绍的只是实际操作中经常见到的一些情况。 第 8 页 共 44 页 (二)、日常维护: ,、轴承:破碎机的轴承担负机器的全部负荷，所以良好的润滑对轴承寿命有很大的关系，它直接影响到机器的常规使用的寿命和运转率，因而要求注入的润滑油必须清洁，密封必须良好，本机器的主要注油处转动轴承、轧辊轴承、所有齿轮、活动轴承、滑动平面( ,、新安装的轮箍易发生松动一定要经常进行全方位检查( ,、注意机器各部位的工作是不是正常( ,、注意检查易磨损件的磨损程度，随时注意更换被磨损的零件( ,、放活动装置的底架平面，应出去灰尘等物以免机器遇到不能破碎的物料时活动轴承不能在底架上移动，以致发生严重事故( ,、轴承油温升高，应立即停车检查原因加以消除( ,、转动齿轮在运转时若有冲击声应立即停车检查，并消除 (三)、安装试车: 1、该设备应安装在水平的混凝土基础上，用地脚螺栓固定。 2、安装时应注意主机体与水平的垂直。 3、安装后检查各部位螺栓有无松动及主机仓门是否紧固，如有请进行紧固。 4、按设备的动力配置电源线、检查完毕，进行空负荷试车，试车正常即可进行生产。 五、圆锥破碎机的操作需要注意的几点: (一)、设备的起动和停机 1.应根据电机型号选配合适的起动器，由起动器起动。 2.设备应按顺序开机与停机。 3.设备应空载起动，待运转平稳后方可加料。加料时要均匀，不得超载运行。 4.停机前应先停止加料，待机内物料全部排空后方可停机。 (二)、给料 1.入机物料应符合本机的技术方面的要求，粒度不允许超出规定范围，含水量与物料物性有关，不宜大于15,，以免堵塞入料口和产生糊机现象。 2.喂料应均与，以提高破碎效果，改善工作条件。 3.严禁金属物料入机，以防损坏轴承等部件。 (三)、排料 1.圆锥破碎机排料口应确保畅通，以免因出料不畅而引起设备过载发生意外事故。 2.应按时进行检查出料情况，如发现排料粒度不符合相关规定排料粒度，应检查锤头、衬板的磨损情况和V带的张紧情况，察觉缺陷应按时换磨损零部 第 9 页 共 44 页 件及调整V带的张紧力。 六、圆锥破碎机的日常维护: (一)、检查 1、机器运转点平稳，当机器振动量猛地增加时，应立即停车查明原因消除。 2、在一般的情况下，轴承的漫长不应超过35度，最高温度不应超过70度，如超过70度时，应立即停车，查明原因。 3、板锤磨损达到极限标志时应调头使用或按时换。 4、装配或更换板锤后，一定要保持转子平衡，静平衡不允许超出0.25kg.m 5、当机架衬板磨损后，应按时换，以免磨损机壳。 6、每次开机前需检查所有螺栓的紧固状态。 (二)、后上盖启闭 当机架衬板，反击衬板，板锤等易损件磨损后要换掉时，或机器出现故障需要消除时，采用棘轮装置启闭后上盖，进行更换和检修。 1、开启 在开户后上盖之前，应先拧开锁紧螺母和螺栓，然后在上盖支臂下端放好垫块。开启时，需2人同时操作，扳动棘轮装置，上盖即徐徐 开启。当开启接近终点时下端垫块应预先接触支臂下端斜面，以保证安全牢靠。 2、关闭 在完成更换或检修后，转动在棘轮装置上的小手柄在2人之间同时操作，能徐徐关闭后上盖。在关闭后上盖之前，关闭表面需要彻底清洁。 (三)、润滑 1、常常注意和及时做好摩擦面的润滑工作。 2、本机所采用的润滑油，应根据机器使用的地点，气温等条件来决定，一般可采用钙—钠基润滑油。 3、每工作八小时后往轴承内加注润滑油一次，每三个月更换润滑脂一次，换油时应用洁净的汽油或煤油仔细清洗轴承，加入轴承座内的润滑脂为容积的 50%。 2.2 圆锥破碎机的优缺点 圆锥破碎机的性能被扩大了，对这些机械设备来说更新非常快，所以就促进了科学技术的进步，圆锥破碎机就是在科技的大力推动下才会有新的突破的，以下年摆出的就是优点与缺点分析: 优点: 第 10 页 共 44 页 1、易损件消耗少、运行成本低:结构符合常理，圆锥破碎机原理及技术参数先进，运转可靠，运行成本低;破碎机的所有部件均有耐磨保护，将维修费用降低到最低限度，通常用寿命可提高30%以上。 2、层压破碎、成品粒形优异:通过采用粒间层压原理设计的特殊破碎腔及与之相匹配的转速，取代传统的单颗粒破碎原理，实现对物料的选择性破碎，显著提高了产品细料比例和立方体含量，极大程度上减少了针片状物料。 3、破碎比大、生产效率高:将更高的转速与冲程结合，使HP破碎机的额定功率和通过能力大大提高，提高了破碎比和生产效率。 4、液压保护及液压清腔、自动化程度高、减少停机时间:液压调节排料口和过载保护使圆锥破碎机运转水平得到很大提高，使维修更简单、操作更方便、停机时间更短;HP系列圆锥破碎机双向过铁释放液压缸能够让铁块通过破碎腔，该圆锥破碎机在发生过铁及瞬时闷车的情况下，能液压起顶，自动排料，大大降低了原弹簧圆锥破碎机需停机进行人工排料的烦恼，而许多其它厂家的破碎机却会因过铁卡死而停机。 5、稀油润滑、可靠先进、提高常规使用的寿命:独特的稀油润滑系统设计，大幅度的提升了设备使用寿命。高性能非接触式迷宫密封件无磨损，提高了阻挡粉尘的可靠性，从根本上消除了原弹簧圆锥破碎机油水混合等常见故障。 6、维修简便、操作使用起来更便捷: 圆锥破碎机所有零件都可以从顶部或侧面拆装和维护，动锥和定锥拆装方便，无需拆装机架、紧固螺栓，因而圆锥破碎机日常更换衬板更便捷。利用液压马达，使破碎机生产效率最佳。 7、液压圆锥破碎机提供更高的生产能力、最佳的产品粒形，而且易于自动控制，具有最大可靠性和灵活性，真正为用户创造更多价值。 8、多种破碎腔型、应用灵活、适应能力强:圆锥破碎机只须更换定锥衬板、动锥衬板，破碎腔形可从标准超粗腔型到短头超细腔型任意变换，适应大范围产品粒度要求。 缺点: 1、它不适宜于破碎潮湿和粘性矿石; 2、机器重量较大，它比相同给矿口尺寸的鄂式破碎机要重1.7-2倍，故没备投资费较 高; 3、旋回的机身较高，比鄂式破碎机一般高2-3倍，故厂房的建筑费用较大; 4、安装、维护很复杂，检修亦不方便。 2.3 圆锥破碎机的分类及选用 圆锥破碎机分标准型，短头型，通常用于中、细破碎上。标准型，一 第 11 页 共 44 页 般用于二破，即中破。短头型通常用于细破，即终破。西蒙斯圆锥破碎机有四种腔型。即特粗型、粗型、中型、细型。选用的原则是看入料粒度及排料粒大小决定，入料度大，产品粒度粗，选特粗型或粗型，反之则用中型和细型。在计算入料粒度时，是用开边最大进料口尺寸乘以0.85作为选择入料的尺寸依据，而产品的平均尺寸是最大入料除以破碎比。西蒙斯圆锥破碎机标准型多用于开路循环，短头型则多用于闭路循环。 图二:圆锥破碎机,1, 第 12 页 共 44 页 图三:圆锥破碎机,2, 在选择衬板时，用户一般一定要考虑三个因素:产量，功耗，衬板的耐磨性。 一般应按下列原则进行:最大给料尺寸;粒度的变化，给料粒度的分布;物料的硬度;物料的耐磨性。 衬板越长功耗越高，硬物料选短衬板，软物料选长衬板，在物料的分布上，细物料选短衬板，粗物料选长衬板。进料粒度的分布上，一般来说，小于闭口边排料口的物料不能超过10%，如果超过10%，则功耗上升，产品粒度则变成片状。粘性物料的含水份量的增加都能影响物料的通过量，就物料的水份来说，一般不超过5%。在功率的使用上:标准圆锥破碎机应达到75%~80%，短头圆锥破碎机应达到80%~85%。 圆锥破碎机按照应用限制范围，分为粗碎、中碎和细碎三种，粗碎圆锥破碎机又叫旋回破碎机，中碎和细碎圆锥破碎机又称菌形圆锥破碎机。旋回破碎机是一种粗碎设备，它在选矿工业和别的工业部门中，大多数都用在粗碎各种硬度的矿石。菌形破碎机主要用做各种硬度矿石的中碎和细碎设备。就我国选矿厂碎矿车间的当前情况去看，中碎设备大都采用标准型圆锥破碎机，细碎设备大都使用短头型 第 13 页 共 44 页 圆锥破碎机，几乎已经定型。但是，粗碎设备不是采用旋回破碎机，就是使用颚式破碎机。为了正确选择和合理使用粗碎没备，现将它们简要分析对比如下。 旋回破碎机(与颚式破碎机比较)的主要优点: 1、破碎腔深度大，工作连续，生产能力高，单位电耗低。它与给矿口宽度相同的颚式破碎机相比，生产能力比后者要高一倍以上，而每吨矿石的电耗则比 -1.2倍; 颚式低0.5 2、工作比较平稳，振动较轻，机器设备的基础重量较小。旋回破碎机的基础重量，通常为机器设备重量的2-3倍，而颚式破碎机的基础重量则为机器本身重量的5-10倍; 3、可以挤满给矿，大型旋回破碎机可以直接给入原矿石，无需增设矿仓和给矿机。而颚式破碎机不能挤满给矿，且要求给矿均匀，故需要另设矿仓(或给矿漏斗)和给矿机，当矿石块度大于400毫米时，要安设价格昂贵的重型板式给矿机; 4、旋回破碎机易于启动，不像颚式破碎机启动前需用辅助工具转动沉重的飞轮(分段启动颚式破碎机例外); 5、旋回破碎机生成的片状产品较颚式破碎机要少。 但是，旋回破碎机也存在以下缺点: 1、旋回的机身较高，比颚式破碎机一般高2-3倍，故厂房的建筑费用较大; 2、机器重量较大，它比相同给矿口尺寸的颚式破碎机要重1.7-2倍，故没备投资费较高; 3、它不适宜于破碎潮湿和粘性矿石;4、安装、维护很复杂，检修亦不方便。 在设计中进行粗碎设备选择时，还应考虑矿石的性质，产品的粒度要求，选厂规模和设备的配置条件等项。大致情况是:当处理的矿石属片状和长条状的坚硬矿石，或需要两台、甚至两台以上的颚式破碎机才能满足生产规格要求，而又可用一台旋回破碎机就能代替时，应优先选择旋回破碎机。尤其是粗碎厂房配置在斜坡地形时，此方案更为有利。当破碎潮湿和粘性矿石时，或生产规模较小的中、小型选厂，宜选用颚式破碎机。至于坑下破碎，通常都是用鄂式破碎机。必须指出，在进行设备选择时，应做技术经济方案比较，择优选用。 第3章 整体方案设计 3.1 设计简述 第 14 页 共 44 页 产品设计步骤最重要的包含以下几个方面: 1、立项: 2、调研: 3、收集资料: 4、总体方案:结构及形式和工作原理 5、分体结构设计:工作部分、动力部分、传动部分、控制部分、辅助部分等五部分 6、材料选择:使用性、经济性、可靠性、环保性 本次设计主要是针对圆锥破碎机的结构设计，经过市场调查与研究，现在圆锥破碎机在市场中占有相当大的比例，且使用起来更便捷简单，受到广大新老用户的欢迎，希望可以通过本次设计了解圆锥破碎机的构造，工作原理，并将内部结构可以进行创新设计。 3.2 设计原理 圆锥破碎机的活动板的摆动是借曲柄双摇杆机构来实现的，曲柄双摇杆机构由偏心轴，连杆，前推力板，和后推力板组成，偏心轴装在机架侧壁上的主轴承中，连杆(上连杆头)则装在偏心轴的偏心部分上，前后推力板的一端支撑在下连杆头两侧凹槽中的肘板座上，前推力板的另一端支撑在动颚后壁下端的肘板座上，而后推力板的另一端则支撑在机架后壁的肘板上，当偏心轴通过三角皮带轮从电动机获得旋转动力后，就使连杆产生上下运动，连杆的上下运动又带动推力板运动，由于推力板不断改变倾斜角度，因而使动颚绕心轴摆动，连杆向上运动时进行破碎矿石，当连杆位于下部最低位置时候，推力板与水平线所成的倾斜角度为十度或十二度。 第 15 页 共 44 页 图四:圆锥破碎机工作原理图 3.3 整体方案设计 见装配图: 第 16 页 共 44 页 H6800用油管及风管 液压油管及空气管耐压要求标记规格型号规格说明长度数量Mpa(m/根)(根)L润滑油回油管:4-?钢丝二端不带接头511.6MSAE 100 R1AT润滑油供油管:2-?钢丝编织高压胶管, 两端带扣压式2BSP内接头511.6NSAE 100 R2AT液压油管:3/4-?钢丝编织高压胶管,两端带扣压式3/4BSP接头7.5120QSAE 100 R1AT水平轴润滑供油管:3/4-?钢丝编织高压油管,两端带扣压式3/4BSP接头511.6USAE 100 R1AT冷却器到油箱: 2-?钢丝编织高压油管, 两端带扣压式2BSP接头011.6VSAE 100 R1AT冷却器之间: 2-?钢丝编织高压油管, 两端带扣压式2BSP接头011.6 P风管增压风机到破碎机:3/4PVC管,两端不带接头01 P风管破碎机到油箱:3/4PVC管,两端不带接头61 注: 1, U,V长度为零是指散热器和油箱不分开布置,此时随机油管长度够用; 2, P =0 :随机带有5m 风管 3, 管长若需增加,费用由买方负担. 第4章 圆锥破碎机装置的设计计算及校核 4.1破碎机的设计计算 一、 啮角(钳角) 圆锥式破碎机的啮角α见图3-4，需满足下列要求: α=α2(α1-β)?2φ 式中: α1、α2———分别为动锥与定锥的锥面倾斜角; β———动锥轴线与定锥中心线之间的夹角，通常 β=20; φ———物料与衬板之间的摩擦角(?120)。 通常取α=210-230，中碎圆锥破碎机取α1=400-450，细碎圆锥破碎机取 500-550。如果啮角α 达 260 时，就可出现物料打滑、动锥咬不住物料的现象。 因此标准型和中型圆锥破碎机的定链上部，有时制成阶梯形，也还是为了钳住物料 第 17 页 共 44 页 和防止打滑(见图 3-5 )。 图 3-4 圆锥破碎机的啮角 图 3-5 标准型破碎腔示意图 1—定锥,2—动锥 二、 动锥转速 动锥的转速即偏心衬套的转速，与旋回破碎机不同，因为这类破碎机用于物料的中细碎，为了能够更好的保证产品粒度的均匀性，使卸出料块的尺寸都小于出料口宽度，工作时应该使每块物料在平行带上起码能够受到一次破碎作用，亦即物料经过平行带的时间应不少于动锥偏转一次所需时间。 由于内锥母线的倾斜角较小，接近出料口处，定、动锥之间又有一平行带(见图 3-4 )，所以料块卸下时，是沿着动锥斜面滑下。因此不免要受到动锥斜面摩擦阻力以及动锥偏转和自转的离心惯性力的影响。因离心惯性力较小，可忽略不计。由于摩擦阻力的作用，物料沿动锥斜面滑下时的加速度α必定小于重力加速度g。 物料在锥体的情况可看作物料在斜面运动，如图3-6所示。设料块重力为G，动锥体底部倾角为α，则与斜面垂直的分力为 Gcosα沿斜面方向的分力为Gsinα。故使料块沿斜面 第 18 页 共 44 页 下滑之力为: 式中: f———物料与锥面间的摩擦系数，一般取 f=3.5。 图 3-6 物料破碎受力图 设平行带长度为l，物料从平行带的起点滑下时，初速度为零，则物料通过平行带的时间t可按下式求出: 另一方面，设动锥的转速为 n(r/min)，则每转需时间为: 为了使卸出料块的尺寸都小于破碎机的出料口宽度e(见图 3-7 )，就必须使料块通过平行带的时间t 不少于动锥每转所需时间 t1，即 t? t1，则: 第 19 页 共 44 页 为了简化计算，常用下述经验公式来估算: n=340-66d(r/min) 式中 d ———动锥锥底直径,m。 图 3-7 偏心轴转速计算 三、 行程 令动锥在排料口处垂直于破碎腔分角线方向的运动距离s 为圆锥破碎机的行程，设动锥锥面的母线高度为h。则: s=,tan(900-α1)+tan(900-α2),(见图3-4、图3-7)。 行程s 是按破碎机工作的要求而定的，然后按s 值算出β。各种规格圆锥破碎机的s值见表 3-2 。 表 3-2 圆锥破碎的行程s 破碎机规格 600 900 1200 1750 2200 行程 s/mm 20 39 51 75 95 四、 生产能力计算 圆锥式破碎机的生产能力与物料性质(可碎性、松散密度、含水率与泥质含量、粒度特性等)、破碎腔形状及尺寸、操作条件(给料是否均匀，预先筛，检查筛分，运输机械的协调工作、破碎比的大小等)有关。通常标准型和中间型圆锥破碎机用经验公式按开路流程计算其生产量，而短头型圆锥破碎机既可按开路流程，也可按闭路流程来计算其生产能力。 1.标准型圆锥破碎机的生产能力计算 生产能力: 式中: Kp————给料粒度系数，当粒度较大时Kp=1，粒 度较小时 Kp=1.1; q0———单位排料口宽度的生产能力，t/(h?mm)见表3-3; 第 20 页 共 44 页 b0———排料口宽度，mm。 2. 短头型圆锥破碎机的生产能力计算 (1)按开路流程计算: (2)按闭路流程计算: 式中 Qb ———破碎机排料中合格产品的生产量(合格产品指检查筛分的筛下产品， 破碎机排料量为合格产品量Qb及循环物料量Qe之和)，t/h; K———考虑物料可碎性及形状的系数，通常K=1.0-1.3(当物料可碎性好且呈 块状形状时，取大值)。 当出料口宽度小时，q0取高值;出料口宽度大时，q0 取低值。硬质物料q0取 低值，软质物料取高值。 五、 功率 中细碎圆锥破碎的功率消耗，可按下式进行计算 P0=6Armn(kW) 式中: A———动锥表面积,m2; rm———动锥中部的偏心矩，m; n———动锥转速，r/min。 考虑到中细碎圆锥破碎机的尖峰负荷较大，故电动机的功率为 P=3P0=18Armn(kW) 圆锥破碎机的轴功率也可以用下述经验公式: P=50d2(kW) 给定材料中: Q=100-150吨/小时，所以去、取较大值，取Q=150吨/小时 b0=15—60mm，选择出料较小的情况，取b0=15mm Kp=1 代入式子计算得: q0=150*1.6/(1*60)=16(t/h) 表 3-3 圆锥破碎机q0 值 第 21 页 共 44 页 破碎机现产/mm φ600 φ900 φ1200 φ1650 φ1750 φ2100 φ2200 标准型、中间型 1.0 2.5 4.0-4.5 7.0-8.0 8.0-9.0 13.0-13.5 14.0-15.0 q 开路流程 4.0 5.2 11.5 13.0 21.0 23.5 短头型 闭路流程 12.8 16.6 21.5 24.0 所以，取φ1750或更大直径型号的圆锥破碎机 选取H6800型号的圆锥破碎机。 结论 经过设计，选取的尺寸基本和圆锥破碎机H6800相仿，所以选取其作为设计模型，在H6800的即出生进行结构改造，并建模分析，设计出的圆锥破碎机，其生产能力要求较低，但是相对来说进料尺寸要求偏高，所以选取的尺寸较大，综合来说，本次设计较为成功。 第 22 页 共 44 页 致谢 第 23 页 共 44 页 参考文献 [1] 陈勤够,陈畅.超慢速水泥熟料细碎机的应用.水泥,2002 (3):35-36 2] 陈大年.超慢速水泥熟料细碎机的设计构思解析.水泥,2002 (11):35-36 [ [3] 濮良贵.机械零件.北京:高等教育出版社，1982 [4] 岑军键.新编非标准设备设计手册. 北京:国防工业出版社，1999 [5] 成大先.机械设计手册. 北京:化学工业出版社，1997 [6] 於仁灵编注.矿山机械构造.北京:机械工业出版社，1980 [7] 刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社，1957. 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