標準型圓錐破碎機的設計【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+任務書+文獻綜述】

標準型圓錐破碎機的設計【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+任務書+文獻綜述】

24頁 7100字數(shù)+論文說明書【詳情如下】

中期檢查表.doc

主軸.dwg

任務書.doc

傳動軸.dwg

傳動軸套.dwg

偏心軸套.dwg

分料盤.dwg

動錐.dwg

壓緊環(huán).dwg

大錐齒輪.dwg

小錐齒輪.dwg

底蓋.dwg

支承盤.dwg

標準型圓錐破碎機的設計開題報告.doc

標準型圓錐破碎機的設計文獻綜述.doc

標準型圓錐破碎機的設計說明書.doc

標準型圓錐破碎機裝配圖.dwg

軸承端蓋.dwg

摘  要

圓錐破碎機是一種對礦山原料進行破碎的設備，主要由進料口、分料盤、動錐、主軸、定錐、偏心軸套、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒輪、帶輪、電動機等裝置組成。本次畢業(yè)設計的內容有對圓錐破碎機的國內外現(xiàn)狀進行簡單的介紹；對圓錐破碎機的工作原理和主要結構進行說明；對圓錐破碎機與其他破碎裝備相比較，突出其優(yōu)點；對圓錐破碎機的某些結構進行優(yōu)化設計，并對其進行計算和校核；對圓錐破碎機的總體裝配圖和主要零件圖進行繪制，其中包括CAD軟件的繪制與手工繪圖。

圓錐破碎機傳動裝置的結構還存在某些缺點，影響其工作效率。本次畢業(yè)設計主要是通過對圓錐破碎機傳動裝置的結構設計進行改進和優(yōu)化、計算與校核，來達到提高圓錐破碎機的工作效率和生產量的目的。

關鍵詞: 圓錐破碎機；改進； 數(shù)據(jù)計算； 圖紙 

ABSTRACT

Cone crusher is a kind of mining materials crushing equipment, mainly consists of inlet, tray, moving cone, spindle, cone, eccentric shaft sleeve, a transmission axis, a small bevel gear, bevel gear, belt wheel, motor unit composition and so on. The content of this graduation design is for a simple introduction about the present situation of cone crusher at home and abroad. The working principle and main structure of the cone crusher is explained; To compare other crushing equipment cone crusher, highlight its advantages; Some structural optimization design of cone crusher, and carries on the calculation and checking; General assembly drawing and main parts of cone crusher for mapping, including CAD drawing and drawing by hand. 

Cone crusher shaft structure also has some disadvantages, affect their work efficiency. This graduation design is mainly through to the cone crusher shaft, improvement and optimization of structure design, calculation and checking, to improve the work efficiency of cone crusher and the purpose of production.

Key words:Cone crusher; improve; Data calculation; drawings

目  錄                                

1 緒論 1

1.1 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 1

1.2存在問題及發(fā)展方向 1

1.3圓錐破碎機的優(yōu)勢 1

2設計方案的確定 2

2.1圓錐破碎機的基本參數(shù) 2

2.2工作原理與基本結構 2

3圓錐破碎機的主要結構 3

3.1給礦口與排礦口寬度 3

3.1.1給礦口寬度 3

3.1.2排礦口寬度 3

3.2嚙角 3

3.3破碎平行區(qū) 3

4工作參數(shù)計算 4

4.1工作參數(shù) 4

4.2動錐的擺動次數(shù) 4

4.3生產率 5

4.4電動機功率 5

5電動機的選擇和傳動裝置的計算 6

5.1電動機的選擇 6

5.2傳動裝置的參數(shù)計算 6

5.2.1軸的計算 6

5.2.2角接觸球軸承的選擇和壽命驗算 14

5.3傳動零件的設計 14

5.3.1齒輪的計算 14

5.3.2齒輪的校核 15

結  論 18

參考文獻 19

致  謝 20

1 緒論

1.1 國內外發(fā)展現(xiàn)狀

在日常的生活和生產中破碎設備具有非常廣泛的應用，它是將直徑比較大的物體破碎成直徑較小的物體顆粒。圓錐破碎機由于結構簡單，工作可靠和效率較高，成為礦山破碎行業(yè)的主要設備。

19世紀90年代末世界上第一臺圓錐破碎機問世，并在這時開始被美國應用于生產。我國最早的圓錐破碎機是仿照蘇聯(lián)而進行設計的，但是卻存在諸多的缺陷，需要對其進行優(yōu)化和改進。

    現(xiàn)在的圓錐破碎機雖然在一步步進行改進，如結構的不斷完善，但是其基本的結構卻并沒有發(fā)生太大的變化。所以對圓錐破碎機的水平進行提高，還是我們當前的主要任務。

    從現(xiàn)在我國的破碎設備來看，最常用的中碎設備還是標準型圓錐破碎機，而細碎設備還是短頭型圓錐破碎機占據(jù)主導地位。

1.2存在問題及發(fā)展方向

1)新型耐磨材料的應用比較少

圓錐破碎機是一種對物料進行加工，使物料由大顆粒變成較小的顆粒的一種設備。所以對其耐磨性是一種很大的考驗，如果耐磨材料應用較少會嚴重降低圓錐破碎機的使用壽命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，則會大大提高圓錐破碎機的使用壽命?，F(xiàn)在在圓錐破碎機的生產中增加新型耐磨材料的使用，是當前發(fā)展的新趨勢。

2)生產制造工藝水平較差

由于圓錐破碎機生產設備的落后，而導致圓錐破碎機的生產水平較低，加工精度不高。所以引進先進的加工設備和加工工藝成了當務之急。

3）圓錐破碎機傳動裝置的結構存在某些缺點

通過對傳動裝置的結構進行優(yōu)化設計、計算和校核來解決傳動裝置存在的缺陷，以達到提高效率的目的。

1.3圓錐破碎機的優(yōu)勢

與其他破碎機相比較，圓錐破碎機的突出特點為：

(1) 圓錐破碎機工作連續(xù)、生產能力高、單位耗電低。

(2) 圓錐破碎機工作平穩(wěn)、振動較輕、機器設備的基礎質量輕。

(3) 圓錐破碎機的啟動比其他破碎機容易。

(4) 圓錐破碎機生成的產品顆粒粒度均勻，且片狀產品少。

結  論

本文首先是介紹了最常見的各種破碎機械的種類，以及它們的發(fā)展歷史。機械設備的歷史都是從不完善逐漸改進從而逐漸完善的，所以機械的每個改進都有著很重要的意義。相對而言，圓錐破碎機作為礦山和煤炭最常用的破碎機械，因為它的功率大、性價比大、生產效率高的特點，有著別的破碎機械無可替代的優(yōu)勢。

了解這次設計的目標后，初步確定圓錐破碎機的基本參數(shù)，簡單闡述圓錐破碎機的結構、功能和工作原理。

接著根據(jù)以選定的生產參數(shù)，進行各個結構的參數(shù)選擇，如給礦口的寬度，嚙合角的大小，及其破碎機的擺動次數(shù)等。

本文主要是對破碎機中的傳動軸軸承，齒輪進行了詳細的計算和校核，并使其達到了要求。

傳統(tǒng)的圓錐破碎機的動力部分是采用大功率、低轉速、高扭矩的特種電機，成本比較高，而普通的Y系電動機也能達到額定的功率，扭矩也符合要求，但轉速偏高。本文采用了帶輪式的傳動方式，將原先的高轉速經過帶輪傳遞變成較低的轉速，從而符合破碎機的使用要求。采用Y系列電動機，將大大的降低破碎機的生產成本，同時也有利于后期的維修。

本文主要設計了一款中小功率的中型破碎機，對破碎機的傳動部分進行了選擇和設計并進行計算，使其達到了理論可行的要求。

參考文獻

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[11]  鄧文英,宋立宏. 金屬工藝學[M]. 北京：高等教育出版社, 2008: 20-54. 

致  謝

通過本次的畢業(yè)設計，有效的鞏固了我大學四年來所學的知識，也提高了自己的相關能力，對自己存在的缺陷也更加的清楚。四年的學習生涯，在同學和老師的共同陪伴下，使我收獲頗多。在畢業(yè)論文即將提交的這刻，我感謝所有在畢業(yè)設計中幫助我的良師益友，特別是我的導師，是她的耐心指導，無私的關愛和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，激勵我不斷的進取，完善自己的設計。其次，還要感謝在這四年的學習中教過我的所有老師們，謝謝他們傳授給了我知識。在他們的關注和幫助下我才能完成這篇畢業(yè)設計，在這里請接受我誠摯謝意。 

長城學院本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 系：工程技術系 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 檢查日期： 學生姓名 張宏寶 論文題目 圓錐破碎機設計 任務書 已完成（ √ ），進行中（ ） 參考文獻 11 篇：其中外文文獻 0 篇 外文翻譯 已完成（ √ ），進行中（ ）；完成字數(shù)約： 3000 字（翻譯成的漢字字數(shù)） 開題報告 已完成（ √ ），進行中（ ）；完成字數(shù)約： 3000 字 正文 已完成（ ），進行中（ √ ）；完成比比例： 60 % 已完成的 任務 目前完成了開題報告、任務書、外文翻譯、文獻綜述，以及部分設計說明書的撰寫。 待完成的 任務 完成對剩余部分設計說明書的撰寫，并在老師指導下進行修改完成初稿，完成設計圖紙的繪制。 存在的 問題 設計過程中某些結構的設計不夠完善，某些計算過程不夠詳細。 采取的 辦法 通過查閱相關的資料，詢問指導老師以及與同學相互交流，來解決設計過程中存在的問題。 指導教師 意見 指導教師簽名： 注：按表中的要求填寫，選項打鉤（ √ ）； 業(yè)論文（設計）教師指導記錄表 畢業(yè)論文（設計）題目 圓錐破碎機設計 學生姓名 系 （部） 學生學號 專業(yè)班級 指導教師姓名 職稱 主要指導內容：確定畢業(yè)設計題目，布置任務，指導完成開題報告的準備工作 。 指導時間： 主要指導內容：查閱資料，完成開題報告，并開始準備畢業(yè)設計的相關工作。 指導時間： 主要指導內容：通過交流，確定畢業(yè)設計的總體方向，并指出一些錯誤，幫助解決某些問題 。 指導時間： 主要指導內容：幫助完善一些設計過程中結構上的缺陷 和計算過程中的不足 。 指導時間： 注：此表由指導教師按畢業(yè)論文（設計）的主要工作階段填寫主要指導內容。 系主任簽字（蓋章）： com 1 畢業(yè) 設計 （ 論文 ）任務書 學生姓名 學號 班 級 指導教師 職稱 講師 單 位 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 題目 圓錐 破碎機設計 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 主要內容和要求： 該畢業(yè)設計主要是要完成圓錐 破碎機的 傳動 結構設計 ，實現(xiàn)更高的效率 。設計工作包括：傳動系統(tǒng)設計 、各部分的結構設計、標準設備的選擇等。通過對圓錐破碎機結構的設計，能夠將所學專業(yè)知識綜合運用到圓錐破碎機設計中，并熟練掌握實際工作中機械設計的過程、步驟和方法。通過畢業(yè)實習、調研和查閱資料，獲得圓錐破碎機的相關資料。經方案設計、比較，提出其設計方 案，并進行相應的技術設計與結構設計，撰寫設計說明書。 設計具體要求如下： 1、通過查閱文獻了解目前國內外圓錐破碎機的發(fā)展概況。 2、完成圓錐破碎機傳動裝置的方案設計，并作方案比較和技術經濟分析。 3、完成圓錐破碎機傳動裝置的結構設計，繪制結構草圖。 4、對運動機構進行校核計算、分析，寫入設計說明書。 5、 利用 圖軟件和手工制圖 繪制圓錐破碎機的裝配圖，要求設計合理并符合國家有關標準。 6、完成軸類、盤類或箱體類等零件的零件圖設計， 手工 繪制零件圖。 7、設計總圖量折合 紙至少 3 張。 8、 按畢 業(yè)設計指導書要求完成畢業(yè)設計說明書的撰寫。 畢業(yè) 設計（論文） 主要參考資料： [1] 郎寶賢，郎世平 J]冶金工業(yè)出版社 , 2008: 66[2] 趙昱東 . 圓錐破碎機的新發(fā)展 [J]. 中國鎢業(yè)， 2004(2): 42 [3] 袁祖強 . 機械設計基礎課程設計指導書 [M]. 北京 :北京航空航天大學出版社 ,2013 [4] 付求涯，邱小童 . 互換性與技術測量 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ,2011:14 [5] 郭克希 ,王建國 . 機械制圖第 2 版 [M]械工業(yè)出版社 ,2009:2 [6] 劉鴻文 . 材料力學 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 71 [7] 陳國定 ,吳立言 ,濮良貴 . 機械設計第九版 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , [8] 王三民 M] 化工工業(yè)出版社 , 2012: 381[9] 孫恒 ,陳作模 ,葛文杰 . 機械原理第七版 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 [10] 郎寶賢 , 郎世平 . 國內外破碎機的差距與發(fā)展趨勢 [J]. 礦械 , 2004: 71 [11] 鄧文英 ,宋立宏 . 金屬工藝學 [M]. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 2 畢業(yè)設計（論文）應完成的主要工作： 1、 完成圓錐破碎機資料的查找與整理。 2、 完成對圓錐破碎機的 傳動 結構設計，并確定設計方案。 3、 完成對圓錐破碎機傳動 部分的結構設計、計算和分析，并繪制結構草圖。 4、 完成 此次畢業(yè)設計的外文翻譯和文獻綜述。 5、 按學校要求完成畢業(yè)設計說明書的撰寫。 6、 利用 圖軟件和手工繪圖完成 對圓錐破碎機的總裝配圖、各個部分的零件圖的繪制，折合 紙至少 3 張。 畢業(yè) 設計（論文） 進度安排： 序號 畢業(yè) 設計（論文） 各階段內容 時間安排 備注 1 查閱、收集相關資料準備開題報告 12 月 8 日～ 1 月 4 日 2 確定設計 的總體 方案 ，并確定設計各個部分的所有數(shù)據(jù) 1 月 5 日～ 1 月 15 日 3 通過對設計各個部分的分析和計算，按學校要求撰寫設計說明書 1 月 16 日～ 3 月 25 日 4 通過 手工繪圖完成設計的總裝配圖和各個零件的圖紙 3 月 26 日～ 4 月 20 日 5 完成畢業(yè)設計的終稿 5 月 5 日～ 5 月 15 日 6 準備答辯 5 月 16 日～ 5 月 20 日 3 課題信息： 課題性質： 設計 □√ 論文 □ 課題來源： 教學 □ 科研 □ 生產 □√ 其它 □ 發(fā)出任務書日期： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 1 學院 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 開題報告 學生 姓名 學號 專業(yè) 班級 指導教師 職稱 講師 單 位 課題性質 設計 □√ 論文 □ 課題來源 科研 □ 教學 □ 生產 □√ 其它 □ 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 題目 圓錐 破碎機設計 一、 課 題的目的及 意義： 課 題的目的： 圓錐破碎機 適用于冶金、建筑、筑路、化學及硅酸鹽行業(yè)中原料的破碎，根據(jù)破碎原理的不同和海量產品顆粒大小不同，又分為很多型號。圓錐破碎機 由于結構簡單、 工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、 適用性強、 破碎比大、效率高、能耗低 等優(yōu)點，在工業(yè)上得到廣泛的應用，并且多用于各種礦石、巖石的中碎和細碎。 課 題的意義： 圓錐破碎機還存在非連續(xù)性破碎、 給礦不均勻引起粉料盤磨損不均勻。偏心軸錐形套總是松動，導致端蓋、錐形套及大皮帶輪磨損等缺點。 國產圓錐破碎機 與世界先進國家同類破碎機比較，在質量和性能上還有差距。 所以要對它進行設計和結構的優(yōu)化來彌補它的缺點，更好地服務生產。 改善國內 圓錐 破碎機落后的狀況，全面提高 圓錐 破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的 圓錐 破碎機是當務之急。 二、 研究現(xiàn)狀 世界上第一臺圓錐 破碎機專利公布于 1878 年，到 1898 年才制成產品。美國在 19 世紀末開始應用了圓錐破碎機。 彈簧式圓錐破碎機是最早的一種圓錐破碎機，它是由美國密爾沃基西蒙斯兄弟二人設計的，故得名西蒙斯圓錐破碎機。該機至今約有百年的歷史，雖然逐漸改進，結構日益完善，但基本結構沒有重大變化。 現(xiàn)在 隨著 礦山 技術的不斷發(fā)展，圓錐破碎機 的種類也逐漸增多 ， 主要分為 彈簧圓錐破碎機、軋臼式圓錐破、液壓圓錐破碎機以及復合圓錐破 碎機四大類。 按照型號分為普通的 錐破碎機、西蒙斯圓錐破碎機、復合圓錐破碎機、標準液壓圓錐破碎機、單缸液壓圓錐破碎機以及多缸液壓圓錐破碎機等諸多型號。 國內綜述： 我國在 1954 年仿原蘇聯(lián) 2100 和 1650 彈簧式圓錐破碎機基礎上，自行設計生產 了 1200彈簧式圓錐破碎機。 1958 年又設計制造了大型 2200 彈簧式圓錐破碎機。 上世紀 70 年代又研發(fā)了 底部單缸與多缸液壓圓錐破碎機，也曾經研制過中心液壓缸圓錐破碎機。 后經多年反復研究與實踐，相繼克服了舊系列彈簧壓力不足，零件強度低以及結構上某些缺點，現(xiàn)已 批量生產的彈簧式圓錐破碎機有 直徑 600、 900、 1200、 1750、 2200個規(guī)格 ， 14 種腔型；底部單缸液壓圓錐破碎機有直徑 900、 1200、 1650、 2200個規(guī)格， 12 種腔型； 多缸液壓圓錐破碎機有直徑 1200、 2200個規(guī)格， 4 種腔型。當時國產圓錐破碎機已經達到了系列化、規(guī)格化和標準化的程度，可以說產品齊全，使用可靠，受到國內外 的認可。 2 但 國產彈簧式圓錐破碎機與世界先進國家同類破碎機比較，在質量和性能上還有差距，為趕上世界先進水平，沈陽重型機器廠引進美國諾得貝格公司西蒙斯與旋盤式圓錐破碎 機技術，并合作制造該系列圓錐破碎機。 鞍山鋼鐵集團調軍臺選礦廠于 1997 年引進美國諾得貝格公司生產的 缸液壓圓錐破碎機， 2 臺中碎， 4 臺細碎； 武鋼程潮鐵礦于 2002 年初用 3 臺 缸液壓圓錐破碎機代替 3 臺直徑 2100簧式圓錐破碎機；包頭鋼鐵公司選廠也采用了 缸液壓圓錐破碎機。其他如馬鋼選廠、武鋼大冶鐵礦選廠，以及眾多的地方中小型選廠、有色金屬礦選廠都采用了 列破碎機 ，使用效果都比較滿意，基本上能夠滿足“多碎少磨”的工藝要求。 在砂石行業(yè)也引進了 列圓錐破碎機，如三峽工程中 古樹嶺石料廠采用 2 臺 臺 錐破碎機；三峽下岸溪石料廠采用 4 臺 錐破碎機；香港奧石礦廠采用 1 臺 2 臺 錐破碎機；香港新機場 工程 采用 6 臺 列和 2臺 錐破碎機；廣州黃陂石礦廠采用 3 臺 錐破碎機。此外，馬鋼孤 山鐵礦、北京三聯(lián)砂石場和張家口采石廠等也采用了諾得貝格公司生產的 G 型單缸液壓圓錐破碎機。 2000 年前后，瑞典 團首先將 列單缸液壓圓錐破碎機推向市場，繼而又將山特維克公司 列單缸液壓圓錐破碎機投向中國市場，一時又掀起了單缸液壓圓錐破碎機 的熱潮。鞍鋼集團弓長嶺、大孤山、胡家廟、齊大山等鐵礦，以及太鋼尖山鐵礦選礦廠，先后引進約幾十臺 缸液壓圓錐破碎機；江西銅業(yè)德興銅礦也先后引進了數(shù)臺 新推出的 單缸液壓圓錐破碎機于2006 年首次在洛鉬集團選廠使用后，先后也有幾十臺在多家 大型礦業(yè)公司，如重鋼太和鐵礦、安徽開發(fā)礦業(yè)、唐鋼司家營鐵礦和廣西華銀鋁業(yè)等獲得成功應用。本鋼南芬選廠也采用了 缸液壓圓錐破碎機。在水電 工程方面，福建棉花灘水電站大壩工程人工制砂系統(tǒng)第二段和第三段破碎分別采用瑞典 團生產的 色水電站人工砂石系統(tǒng)也采用了 錐破碎機；向家壩水電站人工砂石系統(tǒng)采用 2 臺 中碎；二灘水電站砂石系統(tǒng)、萬家寨人工砂石系統(tǒng)均采用了全套的山特維克生產的破碎設備。 慣性圓錐破碎機是前蘇聯(lián)產品，其專利已轉讓給日本、美國、西歐等國。國內北京礦冶研究總院與圣彼 得堡工程科學院合作成立中外合資北京凱特破碎機有限公司，生產世界一流的慣性圓錐破碎機。慣性圓錐破碎機原理獨樹一幟，仍處于應用、改進和發(fā)展中。美國 司推出的 液壓圓錐破碎機，采用全滾動軸承結構；浙江湖州的湖州新開元碎石有限公司和哈爾濱某金礦都引進了全滾動軸承圓錐破碎機 。綜上所述，凡是國外先進的圓錐破碎機國內都有引進，但對廣大的中低端用戶來說，彈簧式圓錐破碎機仍是產銷的主力軍。 國產圓錐破碎機工作性能改善已經成為我國礦山機械加工行業(yè)新的目標。國內外專家對圓錐破碎機的一些基礎研究成果，研究 人員將從破碎機工作機理和工作性能的不同角度展開，分別在物料的層壓破碎理論、圓錐破碎機生產能力的計算方式、層壓腔型模型、腔型設計規(guī)劃、破碎產品粒度分布情況和腔型多目標優(yōu)化設計等方面做細致研究： 1、研究人員分析了國內外圓錐破碎機腔型研究發(fā)展的現(xiàn)狀，并深入了解到圓錐破碎機腔型結構優(yōu)化設計與改善圓錐破碎機工作性能的重要性和迫切性。 2、對破碎物料在圓錐破碎機破碎腔內的運動特性進行了深入研究，并且探討了三種不同形式的粒子流動狀態(tài)，它們分別是滑動、自由落體、滑動與自由落體共存狀態(tài)。分析了破碎腔內散體物料運動狀態(tài)對破碎 機工作性能的影響作用，模擬分析了了圓錐破碎機破碎腔內散體物料運動軌跡，得知圓錐破碎機分層破碎特性，為破碎腔進行分層研究和設計積累理論基礎。 3、通過分析破碎機腔型對巖石產品粒度分布情況的影響，建立基于總體平衡模型的破碎產品粒度分布的計算方式，推理出圓錐破碎機生產能力新的計算方法。 3 4、致力于開發(fā)高效層壓圓錐破碎機，在圓錐破碎機工作機理和工作性能的研究基礎上，建立了圓錐破碎機生產能力、破碎產品粒度和腔型結構的多目標優(yōu)化的設計方案。結合彈簧圓錐破碎機腔型結構的多目標優(yōu)化問題，對破碎機腔型多譽目標優(yōu)化模型的求解方 法進行了深入研究。 三、 研究內容 研究目標：完成圓錐破碎機及傳動設計。 研究內容：要求完成對圓錐破碎機的結構和運動設計。設計包括：方案論證選擇、傳動系統(tǒng)設計、總體布局設計、各部分的結構設計、標準設備的選擇等。圓錐破碎機主要是擠壓完成破碎大塊物料的工作，通過對圓錐破碎機的設計訓練，能夠將所學專業(yè)知識綜合運用到機電工程設計中，熟悉并掌握機電系統(tǒng)設計的過程、步驟和方法。認真完成查找圓錐破碎機設計相關數(shù)據(jù)的任務 ,經方案設計、比較與技術、經濟分析，提出其設計方案，并進行相應的技術設計與結構設計。 主要技術參數(shù)有 ： 主 軸 的中心 線 與機器的中心 線之間 成 1° ～ 3° 夾 角 ,當 主 軸 旋 轉時 ，其中心 線做錐 面 運動 ， 錐 角成 2° ～ 6°, 每小時破碎 80～ 120噸，額定功率不小于 280 四、 研究方案 第一 階 段：準 備階 段：了解 圓錐 破碎機的 現(xiàn)狀和發(fā) 展，查 閱課題 相 關的國內 外文 獻，擬訂設計 思路。 第二 階 段： 設計階 段：確定 總 體 設計 方案，根 據(jù)課題給 定的工 況條 件和基本要 求進 行設計計 算，確定主要 參數(shù) ， 對 所 得資 料 結 果 進 行分析、 處 理， 對 破碎機的 傳動 、 驅動 等主要部件 進 行 選 型和校核。 第三 階 段：制 圖階 段：整理各 類數(shù) 據(jù)和 數(shù) 據(jù)，利用ＣＡＤ制 圖 ，分 別 做出系 統(tǒng) 的 總裝圖 及各部件的 裝配圖 和 零件圖 。 第四 階 段： 總結階 段：撰 寫設計說 明 書 ， 檢 查 圖紙 ，準 備 答 辯 。 五、 整個設計具體時間安排 12月 8日 — 1月 6日 查閱、收集相關資料準備開題報告 1月 8日 — 1月 20日 確定設計方案根據(jù)原始數(shù)據(jù)完成各部件的尺寸計算 1月 21日 — 3月 26日 撰寫設計說明書和繪制圖紙 3月 27日 — 4月 20日 完成畢業(yè)設計初稿 5 月 4 日 — 5 月 15 日 修改畢業(yè)設計初稿，由指導教師評閱后定稿 5 月 16 日 — 5 月 20 日 準備答辯 六、 預期結果 通過 對圓錐破碎機的了解和資料查找，完成對圓錐破碎機總體方案的確定和某些結構的分析計算。利用 圖軟件和手工制圖完成圓錐破碎機的總體裝配圖和各部分的零件圖的繪制。 七、 參考文獻 [1] 郎寶賢，郎世平 J]冶金工業(yè)出版社 , 2008: 66[2] 趙昱東 . 圓錐破碎機的新發(fā)展 [J]. 中國鎢業(yè)， 2004(2): 42 [3] 袁祖強 . 機械設計基礎課程設計指導書 [M]. 北京 :北京航空航天大學出版社 ,2013 4 [4] 付求涯，邱小童 . 互換性與技術測量 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ,2011:14 [5] 郭克希 ,王建國 . 機械制圖第 2 版 [M]械工業(yè)出版社 ,2009:2 [6] 劉鴻文 . 材料力學 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 71 [7] 陳國定 , 吳 立 言 , 濮良貴 . 機 械 設 計 第 九 版 [M]. 北京 : 高 等 教 育 出 版社 , [8] 王三民 M] 化工工業(yè)出版社 , 2012: 381[9] 孫恒 ,陳作模 ,葛文杰 . 機械原理第七版 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 [10] 郎寶賢 , 郎世平 . 國內外破碎機的差距與發(fā)展趨勢 [J]. 礦械 , 2004: 71 [11] 鄧文英 ,宋立宏 . 金屬工藝學 [M]. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 指導教師意見： 指導教師簽名 ： 年 月 日 教研室意見： 審查結 果： 同 意□ 不 同 意□ 教研室主任簽名： 年 月 日 中國地質大學長城學院 本科 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 文獻綜述 系 別 ： 工程技術系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動 化 姓 名： 張宏寶 學 號： 05211513 2015 年 3 月 29 日 2 摘要 ： 圓錐破碎機 適用于冶金、建筑、筑路、化學及硅酸鹽行業(yè)中原料的破碎，根據(jù)破碎原理的不同和海量產品顆粒大小不同，又分為很多型號。圓錐破碎機 由于結構簡單、 工作可靠 、制造容易、維修方便、價格低廉、適用性強、 破碎比大、效率高、能耗低 等優(yōu)點，在工業(yè)上得到廣泛的應用，并且多用于各種礦石、巖石的中碎和細碎。 關鍵詞 ： 圓錐 破碎 機 ；應用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢 1. 導言 破碎設備的作用就是將較大顆粒的物體碾壓或撞擊使其破碎成為小顆粒的物體，破碎設備的應用非常的廣泛，包括冶金、礦山、煤炭、建筑、環(huán)保等行業(yè)中。 相比于其他破碎設備，圓錐破碎機具有生產效率很高，同時破碎后的顆粒小而均勻的特點，可以滿足大多數(shù)的煤礦的基本生產需求，所以圓錐破碎機成為了礦山選礦及煤炭磨粒的主要破碎設備。 中國最早的圓錐破碎 設備是在前蘇聯(lián)的圓錐破碎機為基礎，制造研發(fā)而成的，但最早的圓錐破碎機存在著很多的問題。在科研人員的在不停的改進下，現(xiàn)階段我國的圓錐破碎設備破碎的物料范圍在不斷的擴大，同時也在不停的朝著可靠、高效、低耗、節(jié)能、自動化等方向發(fā)展。 2. 發(fā)展歷史 及國內現(xiàn)狀 世界上第一臺圓錐破碎機專利公布于 1878 年，到 1898 年才制成產品。美國在 19 世紀末開始應用了圓錐破碎機。彈簧式圓錐破碎機是最早的一種圓錐破碎機，它是由美國密爾沃基西蒙斯兄弟二人設計的，故得名西蒙斯圓錐破碎機。該機至今約有百年的歷史，雖然逐漸改進，結構日益完善，但 基本結構沒有重大變化?，F(xiàn)在 隨著 礦山 技術的不斷發(fā)展，圓錐破碎機 的種類也逐漸增多 ， 主要分為 彈簧圓錐破碎機、軋臼式圓錐破、液壓圓錐破碎機以及復合圓錐破 碎機四大類。 按照型號分為普通的 錐破碎機、西蒙斯圓錐破碎機、復合圓錐破碎機、標準液壓圓錐破碎機、單缸液壓圓錐破碎機以及多缸液壓圓錐破碎機等諸多型號。 我國在 1954 年仿原蘇聯(lián) 2100 和 1650 彈簧式圓錐破碎機基礎上，自行設計生產了 1200彈簧式圓錐破碎機。 1958 年又設計制造了大型 2200 彈簧式圓錐破碎機。上世紀 70 年代又研發(fā)了底部單缸與多缸液壓圓錐破碎機，也曾經研制過中心液壓缸圓錐破碎機。后經多年反復研究與實踐，相繼克服了舊系列彈簧壓力不足，零件強度低以及結構上某些缺點，現(xiàn)已批量生產的彈簧式圓錐破碎機有直徑 600、 900、 1200、 1750、 2200個規(guī)格， 14 種腔型；底部單缸液壓圓錐破碎機有直徑 900、 1200、 1650、 2200個規(guī)格， 12 種腔型；多缸液壓圓錐破碎機有直徑 1200、 2200個規(guī)格， 4 種腔型。當 時國產圓錐破碎機已經達到了系列化、規(guī)格化和標準化的程度，可以說產品齊全，使用可靠，受到國內外 的認可。 但國產彈簧式圓錐破碎機與世界先進國家同類破碎機比較，在質量和性能上還有差距，為趕上世界先進水平，沈陽重型機器廠引進美國諾得貝格公司西蒙斯與旋盤式圓錐破碎機技術，并合作制造該系列圓錐破碎機。鞍山鋼鐵集團調軍臺選礦廠于 1997 年引進美國諾得貝格公司生產的 缸液壓圓錐破碎機， 2 臺中碎， 4 臺細碎；武鋼程潮鐵礦于 2002 年初用 3 臺 臺直徑 2100簧式圓錐破碎機；包頭鋼鐵公 司選廠也采用了缸液壓圓錐破碎機。其他如馬鋼選廠、武鋼大冶鐵礦選廠，以及眾多的地方中小型選廠、有色金屬礦選廠都采用了 列破碎機，使用效果都比較滿意，基本上能夠滿足“多碎少磨”的工藝要求。 在砂石行業(yè)也引進了 列圓錐破碎機，如三峽工程中古樹嶺石料廠采用 2 臺 和 2 臺 錐破碎機；三峽下岸溪石料廠采用 4 臺 錐破碎機；香港奧石礦廠采用 1 臺 2 臺 錐破碎機；香港新機場工程采用 6 臺 列和 2 臺錐破碎機；廣州黃陂石礦廠采 用 3 臺 錐破碎機。此外，馬鋼孤山鐵礦、北京三聯(lián)砂石場和張家口采石廠等也采用了諾得貝格公司生產的 G 型單缸液壓圓錐破碎機。 2000 年前后，瑞典 團首先將 列單缸液壓圓錐破碎機推向市場，繼而又將山特維克公司 列單缸液壓圓錐破碎機投向中國市場，一時又掀起了單缸液壓圓錐破碎機的熱潮。鞍鋼集團弓長嶺、大孤山、胡家廟、齊大山等鐵礦，以及太鋼尖山鐵礦選礦廠，先后引進約幾十臺 缸液壓圓錐破碎機；江西銅業(yè)德興銅礦也先后引進了數(shù)臺 新推出的 單缸液壓圓錐破碎機于 2006 年首次在洛鉬集團選廠使用后，先后也有幾十臺在多家大型礦業(yè)公司，如重鋼太和鐵礦、安徽開發(fā)礦業(yè)、唐鋼司家營鐵礦和廣西華銀鋁業(yè)等獲得成功應用。本鋼南芬選廠也采用了 7800單缸液壓圓錐破碎機。在水電工程方面，福建棉花灘水電站大壩工程人工制砂系統(tǒng)第二段和第三段破碎分別采用瑞典 團生產的 單缸液壓圓錐破碎機；百色水電站人工砂石系統(tǒng)也采用了 錐破碎機；向家壩水電站人工砂石系統(tǒng)采用 2 臺 中碎；二灘水電站砂石系統(tǒng)、萬家寨人工砂石系統(tǒng)均采用了全套的山特維克生產的破碎設備。慣性圓錐破碎機是前蘇聯(lián)產品，其專利已轉讓給日本、美國、西歐等國。國內北京礦冶研究總院與圣彼得堡工程科學院合作成立中外合資北京凱特破碎機有限公司，生產世界一流的慣性圓錐破碎機。慣性圓錐破碎機原理獨樹一幟，仍處于應用、改進和發(fā)展中。美國 司推出的 液壓圓錐破碎機，采用全滾動軸承結構；浙江湖州的湖州新開元碎石有限公司和哈爾濱某金礦都引進了全滾動軸承圓錐破碎機。綜上所述，凡是國外先進的圓錐破碎機國內都 有引進，但對廣大的中低端用戶來說，彈簧式圓錐破碎機仍是產銷的主力軍。 3. 國內研究方向 圓錐破碎機還存在非連續(xù)性破碎、 給礦不均勻引起粉料盤磨損不均勻。偏心軸錐形套總是松動，導致端蓋、錐形套及大皮帶輪磨損等缺點。國產圓錐破碎機與世界先進國家同類破碎機比較，在質量和性能上還有差距。 所以要對它進行設計和結構的優(yōu)化來彌補它的缺點，更好地服務生產。 改善國內 圓錐 破碎機落后的狀況，全面提高 圓錐 破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的 圓錐 破碎機是當務之急。 國內外專家對圓錐破碎 機的一些基礎研究成果，研究人員將從破碎機工作機理和工作性能的不同角度展開，分別在物料的層壓破碎理論、圓錐破碎機生產能力的計算方式、層壓腔型模型、腔型設計規(guī)劃、破碎產品粒度分布情況和腔型多目標優(yōu)化設計等方面做細致研究： 1、研究人員分析了國內外圓錐破碎機腔型研究發(fā)展的現(xiàn)狀，并深入了解到圓錐破碎機腔型結構優(yōu)化設計與改善圓錐破碎機工作性能的重要性和迫切性。 2、對破碎物料在圓錐破碎機破碎腔內的運動特性進行了深入研究，并且探討了三種不同形式的粒子流動狀態(tài)，它們分別是滑動、自由落體、滑動與自由落體共存狀態(tài)。分析了破碎 腔內散體物料運動狀態(tài)對破碎機工作性能的影響作用，模擬分析了了圓錐破碎機破碎腔內散體物料運動軌跡，得知圓錐破碎機分層破碎特性，為破碎腔進行分層研究和設計積累理論基礎。 3、通過分析破碎機腔型對巖石產品粒度分布情況的影響，建立基于總體平衡模型的破碎產品粒度分布的計算方式，推理出圓錐破碎機生產能力新的計算方法。 4、致力于開發(fā)高效層壓圓錐破碎機，在圓錐破碎機工作機理和工作性能的研究基礎上，建立了圓錐破碎機生產能力、破碎產品粒度和腔型結構的多目標優(yōu)化的設計方案。結合彈簧圓錐破碎機腔型結構的多目標優(yōu)化問題，對破碎機腔 型多譽目標優(yōu)化模型的求解方法進行了深入研究。 4 4. 圓錐 破碎機的工作原理和各部分結構 如圖所示，由電動機 1 帶動帶輪 2 運動，從而使傳動軸 3 轉動，固定在傳動軸 3 上的小錐齒輪帶動 6 偏心軸套上的大椎齒輪 5 運動，使偏心軸套繞中心線做圓周運動，主軸 7 插在偏心軸套的錐形孔中，動錐 8 固定在主軸上，偏心軸套在主軸運動時也一同運動，主軸的中心線繞軸套的中心線做錐面運動。當運動至圖示位置時動錐 8 靠近 9 定錐，同時碾壓之間的物料，使之破碎。而另一邊已經破碎的物料由于自身的重力影響從出料口出去，就這樣不斷的循環(huán)，從而進行破碎。由于圓錐破碎機 的動錐是轉動的，所以可以對礦石進行連續(xù)的破碎，因此生產效率較高。 1 電動機 2 帶輪 3 傳動軸 4 小錐齒輪 5 大錐齒輪 6 偏心軸套 7 主軸 8 動錐 9 定錐 10 分料盤 11 進料口 5 1— 機架下蓋； 2— 止推盤了； 3— 偏心軸套； 4— 直襯套； 5— 機架中心套筒； 6— 大傘齒輪； 7— 平衡重； 8— 方銷； 9— 進水管口； 10— 機架； 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— 調整環(huán)； 29— 螺栓 ； 30— 動錐； 31— 緣； 32— 環(huán)形油槽； 33— 排水管口； 34— 傳動軸套筒； 35— 小傘齒輪； 36— 排油口； 37— 錐襯套； 38— 主軸； 39— 進油口 它是由機架、傳動部分、偏心軸套部分、動錐部分、定錐部分、調整部分、保險部分、防塵裝置和潤滑系統(tǒng)組成。 機架是整個破碎機主體，所有部件都裝在機架上，它被四個地腳螺栓固定在基礎上。 6 5. 設計總結 經過兩個多月的學習研究， 我 通過 對圓錐破碎機資料、文獻的查找，完成了這次設計的開題報告、任務書、外文翻譯、文獻綜述和一部分的畢業(yè)設計說明書。通過這次設計中對圓錐破碎機的總體 方案確定和各部分結構的計算、分析與設計使我對自己這四年所學的專業(yè)知識有了更加深刻的認識。同時 這兩個多月的設計， 使 我深深領悟到了知識的重要性。 此次畢業(yè)設計是我從學校走向 工作崗位 的重要一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖 和設計說明書的撰寫 ， 這其中 每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次 畢業(yè)設計 ，我深入地了解了 圓錐破碎機 的用途及工作原理，熟悉了 圓錐破碎機 的設計步驟，鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計的能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是進入 自己工作崗 位 前的一次熱身學習。 在 這次 畢業(yè)設計中，我收獲了很多，比如學會了怎樣查找相關資料、相關標準，怎樣分析數(shù)據(jù)，同時提高了自己的繪圖能力，并且懂得了許多經驗公式和重要東西。更重要的是，它讓我看到了自己的諸多不足，讓我感覺到了知識的缺乏，讓我更加堅定了學習的信心。 參考文獻 [1] 郎寶賢，郎世平 J]冶金工業(yè)出版社 , 2008: 66[2] 趙昱東 . 圓錐破碎機的新發(fā)展 [J]. 中國鎢業(yè)， 2004(2): 42 [3] 袁祖強 . 機械設計基礎課程設計指導 書 [M]. 北京 :北京航空航天大學出版社 ,2013 [4] 付求涯，邱小童 . 互換性與技術測量 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 ,2011:14 [5] 郭克希 ,王建國 . 機械制圖第 2 版 [M]械工業(yè)出版社 ,2009:2 [6] 劉鴻文 . 材料力學 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 71 [7] 陳國定 ,吳立言 ,濮良貴 . 機械設計第九版 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , [8] 王三民 M] 化 工工業(yè)出版社 , 2012: 381[9] 孫恒 ,陳作模 ,葛文杰 . 機械原理第七版 [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 [10] 郎寶賢 , 郎世平 . 國內外破碎機的差距與發(fā)展趨勢 [J]. 礦械 , 2004: 71 [11] 鄧文英 ,宋立宏 . 金屬工藝學 [M]. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目 圓錐破碎機設計 系 別 工程技術系 學生姓名 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 指導教師 職 稱 講師 要 圓錐破碎機是一種對礦山原料進行破碎的設備，主要由進料口、分料盤、動錐、主軸、定錐、偏心軸套、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒輪、帶輪、電動 機等裝置組成。本次畢業(yè)設計的內容有對圓錐破碎機的國內外現(xiàn)狀進行簡單的介紹；對圓錐破碎機的工作原理和主要結構進行說明；對圓錐破碎機與其他破碎裝備相比較，突出其優(yōu)點；對圓錐破碎機的某些結構進行優(yōu)化設計，并對其進行計算和校核；對圓錐破碎機的總體裝配圖和主要零件圖進行繪制，其中包括 圓錐破碎機傳動裝置 的結構還存在某些缺點，影響其工作效率。本次畢業(yè)設計主要是通過對圓錐破碎機傳動 裝置 的結構設計進行改進和優(yōu)化、計算與校核，來達到提高圓錐破碎機的工作效率和生產量的目的。 關鍵詞 : 圓錐破碎機；改 進； 數(shù)據(jù)計算； 圖紙 is a of of a a so of is a of at of is To of on of AD by is to of to of of 錄 1 緒論 ................................................................................ 1 內外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................ 1 ............................................................. 1 ............................................................... 1 2 設計方案的確定 ....................................................................... 2 ........................................................... 2 ............................................................. 2 3 圓錐破碎機的主要結構 ................................................................. 3 ............................................................. 3 ............................................................... 3 ............................................................... 3 ........................................................................... 3 ..................................................................... 3 4 工作參數(shù)計算 ......................................................................... 4 ....................................................................... 4 ................................................................. 4 ......................................................................... 5 ..................................................................... 5 5 電動機的選擇和傳動裝置的計算 ......................................................... 6 ................................................................... 6 ............................................................. 6 ................................................................. 6 承的選擇和壽命驗算 ............................................ 14 ................................................................ 14 .............................................................. 14 .............................................................. 15 結 論 ............................................................................... 18 參考文獻 ............................................................................. 19 致 謝 ............................................................................... 20 1 1 緒論 內外發(fā)展現(xiàn)狀 在日常的生活和生產中破碎設備具有非常廣泛的應用，它是將直徑比較大的物體破碎成直徑較小的物體顆粒。圓錐破碎機由于結構簡單，工作可靠和效率較高，成為礦山破碎行業(yè)的主要設備。 19世紀 90年代末世界上第一臺圓錐破碎機問世，并在這時開始被美國應用于生產。我國最早的圓錐破碎機是仿照蘇聯(lián)而進行設計的，但是卻存在諸多的缺陷，需要對其進行優(yōu)化和改進。 現(xiàn)在的圓錐 破碎機雖然在一步步進行改進，如結構的不斷完善，但是其基本的結構卻并沒有發(fā)生太大的變化。所以對圓錐破碎機的水平進行提高，還是我們當前的主要任務。 從現(xiàn)在我國的破碎設備來看，最常用的中碎設備還是標準型圓錐破碎機，而細碎設備還是短頭型圓錐破碎機占據(jù)主導地位。 在問題及發(fā)展方向 1)新型耐磨材料的應用比較少 圓錐破碎機是一種對物料進行加工，使物料由大顆粒變成較小的顆粒的一種設備。所以對其耐磨性是一種很大的考驗，如果耐磨材料應用較少會嚴重降低圓錐破碎機的使用壽命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，則會 大大提高圓錐破碎機的使用壽命?，F(xiàn)在在圓錐破碎機的生產中增加新型耐磨材料的使用，是當前發(fā)展的新趨勢。 2)生產制造工藝水平較差 由于圓錐破碎機生產設備的落后，而導致圓錐破碎機的生產水平較低，加工精度不高。所以引進先進的加工設備和加工工藝成了當務之急。 3）圓錐破碎機傳動裝置 的結構存在某些缺點 通過對傳動裝置的結構進行優(yōu)化設計、計算和校核來解決傳動裝置 存在的缺陷，以達到提高效率的目的。 錐破碎機的優(yōu)勢 與其他破碎機相比較，圓錐破碎機的突出 特點為： (1) 圓錐破碎機工作連續(xù) 、 生產能力高 、 單位耗電低。 (2) 圓錐破碎機 工作平穩(wěn)、振動較輕、機器設備的基礎質量輕。 (3) 圓錐破碎機的啟動比其他破碎機容易。 (4) 圓錐破碎機生成的產品顆粒粒度均勻，且片狀產品少。 2 2 設計方案的確定 錐破碎機的基本參數(shù) 圓錐破碎機過載時的保險分為彈簧式和液壓式兩種。本次畢業(yè)設計的是彈簧式保險的標準型圓錐破碎機。 圓錐破碎機的參數(shù)為：動錐大端直徑為 2200料口寬度為 370大給礦粒度310礦口調整范圍 32電動機功率≤ 375 作原理與基本結構 圓錐破碎機工作原理：電動機通過傳動軸而帶動偏心軸套做旋轉運動 ，偏心軸套的運動迫使動錐不僅完成自身的旋轉運動，而且還要完成擺動。當動錐與靜錐靠近時，會對物料進行多次的擠壓和碰撞，使物料由大顆粒變成小顆粒。當動錐與靜錐分開時，達到破碎要求的物料就會在自身重力的作用下由錐底排出。破碎過程中由于動錐的轉動，可以對物料進行連續(xù)的破碎，而使圓錐破碎機的生產效率提高。 圖 1錐破碎機基本結構 1電動機 2帶輪 3傳動軸 4小錐齒輪 5大錐齒輪 6偏心軸套 7主軸 8動錐 9定錐 10 分料盤 11進料口 3 3 圓錐破碎機的主要結構 礦口與排礦口寬度 礦口寬度 給礦口寬度的表示符號為 B，大小可以由經驗公式 B=(中 礦口寬度 排礦口寬度的表示符號為 b，它的大小與產品粒度和礦石硬度有關， 對于不同硬度的礦石，它排礦的過大顆粒系數(shù) K=b（ 一樣。對于中碎機，硬礦石 K=硬礦石 K=2~礦石 K=要考慮產品的粒度與礦石的硬度來確定排礦口寬度。 角 嚙角用符號α來表示，它 可以保證動錐襯板與靜錐襯板有效的夾住物料，使物料不能夠向上滑動。由文獻﹝ 1﹞可知，圓錐破碎機的嚙角應該滿足以下條件： α =α 2-（α 1 2Φ （ 公式 3 式中 1α 、 2α —— 固定錐與破碎錐 錐面 間 傾斜角 ； β —— 機器中軸線與破碎錐軸線 夾角， 常取 ? ； Φ —— 襯板與礦石 之間的摩擦角。 一般情況下， 取 3~21α = 。中碎取 5~40α 1 = ； 當結構尺寸增加時 ， 可通過 增大 1α ， 來 提高生產率。 此 設計中 取 : ， ， α 22o? 。 碎平行區(qū) 破碎平行區(qū)又叫平行帶，中細碎機都有一段平行帶，來保證產品的細度和均勻度。平行帶過長，容易使破碎機堵塞，處理能力降低，平行帶過短雖然可以改善主軸受力情 況，但會導致產品中合格品減少。 平行帶的長度 L，需要根據(jù)動錐的擺動次數(shù)和底錐角及擺動行程來計算。對于中碎機保證物料在平行帶里被壓碎 1細碎達到 2 平行帶的長度 式如下： L=D （ 公式 3 式中 位 L=2200=176（ 所以平行帶 76 4 4 工作參數(shù)計算 作參數(shù) 料的初選粒度為 300料 最大的顆粒粒度為 310后將物料破碎為 32間不同粒度的產品。 錐的擺動次數(shù) 圖 4料在動錐上的受力分析 從 圖 可以得到，物料在進入破碎區(qū)域是產生的加速度為 ： 11 G c o （ 公式 4 )11 α （ 公式 4 式中 ： f —— 物料 與破碎錐表面的摩擦系數(shù)， 通常 0 ~ 0 f ? ； g —— 重力加速度， 。 假 設 料的加速度保持不變來通過平行碎礦區(qū)的長度為 1厘米 ， 則 2112 )60)(c o s ? （ 公式 4 1 αco 3 0? 次 /分 （ 公式 4 公式（ 4適用于 標準型 的 圓錐破碎機。上 面的 理論計算公式 的 前提為礦石是自由下滑，實際上也有一些礦石不是自有下滑而是跳躍式的下落，可能沒有在平行破碎腔內被破碎 ， 所以使得破碎后的物料粒度變大。因此 ， 5 碎物料的質量。其原理就是將物料在并行破碎腔內的沖擊次數(shù)提高，從而提高圓錐破碎機的效率 ， 與此 同時， 還可以有效地減少磨損， 有利于提高磨碎設備的產量。 但考慮到轉速太大會增加機架的負荷，所以應該將圓錐破碎的的轉速控制在一定的范圍內。 通過查資料可得，計算實際轉速時可以通過以下公式 ： （ 公式 4 式中 D —— 動 錐 的 底部直徑 ，單位： m 。 n=220次 /分 產率 該破碎機的產量受到很多因素的影響。中間包括物料品質因數(shù)，同時還有破碎機的性能因子。不過，現(xiàn)在還沒有可以將上述因素都包含在內的理論計算公式，大部分采用的是通過經驗公式的大概計算，然后再按照現(xiàn)實的情況進行調校 。 根據(jù)資料得，在一般情 況下進行破碎時 ， 效率計算公式如下 ： 61δ（ 公式 4 其中 1K—— 物料破碎系數(shù) ，表得1 ； 2K—— 破碎比系數(shù)，查表 得 3； 出口生產率 ，查表得 6； b —— 出料口寬度 ， b=64； δ —— 礦石的松散比重，取 δ = ?????Q /?????Q /根據(jù)資料得， 在閉路破碎時 。 破碎機的 產量 按閉路 的生產量得出 ： ' 噸 /小時 （ 公式 4 其中： Q —— 開路 情況下的產量 ， / K —— 閉路 情況下物料 粒度變細的 因數(shù) ， 一般 取 。 =×=Q / 破碎機的 產量 為 80h。 動機功率 根據(jù)資料得， 圓錐破碎機 所使用的電機功率一般根據(jù)經驗公式得出 ： 6 P=50 （ 公式 4 其中 D—— 表示動錐下底面直徑 ， m ； 表示修正系數(shù)， D=1650D=1650～ 2100 之間時， ； 100時， 。 P=50× 《機械設計手冊》 可 得實際選用的電動機功率為 315 5 電動機的選擇和傳動裝置的計算 動機的選擇 由于 工作 的需求、 工作 環(huán)境、節(jié)約等方面的因素 ， 選用最常見的 擇定功率 為 15步轉速 480r/ 由于本設計中設定的轉速為 300轉，故在傳動中增加了帶傳動裝置。 動裝置的參數(shù)計算 0P=315n=1480r/0=106×00480315=106 N· （公式 5 1軸 501 ????? 帶?W （公式 5 740/n 101 ?? in r/ （公式 5 ??????? 7 4 0 1161 106 N· （公式 5 2軸 ?????? 齒承 ??W r/ ? ??????? 300 2262 106 N· 軸的計算 1） 確定傳動軸的直徑 7 0 33 2 1 1 4 m ? ? ?（公式 5 根據(jù)資料查得 03~126，這里取 12. 根據(jù)工作條件， 初 取 118 。 2） 傳動軸受力分析 根據(jù)軸承的選擇和計算，確定傳動軸的各段直徑和長度數(shù)據(jù)如下圖所 示： 12 118 ?? =7150N （公式 5 r t 1α c o s 7 1 5 0 2 0 c o s 1 1 3 3 ' 5 " 2 5 4 9 . 8 3 t g δ ? ? ? ?N （公式 5 a t 1α s i n 7 1 5 0 2 0 s i n 1 1 3 2 ' 5 " 5 2 0 . 3 8 t g δ ? ? ? ?N （公式 5 3） 受力分析 圖 5動軸受力分析 支反力： 因為 ∑ 0C =M，得 到 ： 2118?（公式 5 8 3 2118 =662 ?? = （公式 5 由 ∑ 0=Y ，得： C Y r B Y 2 5 4 9 . 8 3 1 1 0 2 . 7 3 3 8 8 . 8F F F? ? ? ? ?N （公式 5 由 ∑ 0C =M，得： 0- 3 （公式 5 4 9 . 8 3 1 7 7 6 8 1 . 7 5662 ?? ? ?N （公式 5 由 ∑ 0=Z ，得： C Z r B Z 2 5 4 9 . 8 3 6 8 1 . 7 5 2 6 1 8 . 5 8F F F? ? ? ? ?N （公式 5 ① 矩圖 C Y B Y 2 8 3 8 . 9 7 6 6 2 5 5 5 3 9 8 . 1 4 N m L? ? ? ? ?（公式 5 ② 彎矩圖 C Z B Z 2 6 8 1 . 7 5 6 6 2 4 5 1 3 1 8 . 5 N m L? ? ? ? ?（公式 5 ③ 合成彎矩 M 圖： 2 2 2 2C Y C Z 5 5 5 3 9 8 . 1 4 4 5 1 3 1 8 . 5 7 1 5 6 5 0 . 3 9 N m M? ? ? ? ? ? （公式 5 1) 作轉矩圖 T： 63 . 2 1 0 N m ? ? 2) 傳動軸 的強度校核： 參照 彎扭合成應力 圖對 傳動 軸的強度 進行校核： 對傳動 軸 能 承受最大彎矩 和 扭矩的截面的強度 進行校核 。 查參考資料 [7]可知 ，，計算軸的應力 22 2 6 23c α 3( α ) 8 3 4 1 2 0 . 9 7 ( 0 . 6 3 . 2 1 0 ) 1 2 . 1 1 M p 1 1 2 0? ? ?? ? ??（公式 5 3) 傳動 軸的疲勞強度 的 校核 : A. 判定那個截面為應力集中截面 9 疲勞強度的影響在應力集中方面。 截面 4 和 5 能造成較為嚴重的應 力集中，可是 5受的彎矩較大 。根據(jù)承受負載 的情況， 橫截面 3承受最大的應力。 但 由于 應力集中不大， 所以 3面不用校核。只需校核截面 5。 B. 橫 截面 5的左邊 43 ??? （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m ? ? ? （公式 5 橫 截面 5左 邊 的彎矩 M 為 ： 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m ? ? ? （公式 5 橫 截面 5的扭矩 T 為 ： ? 32000001 （公式 5 橫 截面上的彎曲應力 為： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7σ 3 . 0 4 M p ? ?（公式 5 截面上的 剪 切力 為： 1 . 8 3 M p ? ? （公式 5 傳動 軸的材料為 45 鋼，調質處理。 通過參考資料 [7] 可知，B 6 4 0 M p ，? ， ? 。 參考 [7] ，通過計算可得： εk， ??εk。 傳動 軸加工， 參考 [7] 的，它的 系數(shù)為 ： ? ββ 。 傳動 軸 沒有 表面強化 工藝 ， 1q ?β。 所以得出 得 總 系數(shù)為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 由 文獻 [7]可知， 碳鋼的特性系數(shù) ： 取 取 。 10 故傳動 軸 的 截面 5左 邊 的系數(shù) ： 75σσ σσ1σ ??????? （公式 5 1σ ττ 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1τ τ 2 . 4 3 0 . 0 522S K???? ? ?? ? ? ?（公式 5 σ τ 2 2σ τ1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 ? ? ? ???（公式 5 因此 該 傳動 軸在截面 5左 邊滿足強度要求 。 C. 截面 5右 邊 抗彎系數(shù) 為： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m ? ? ? （公式 5 抗扭系數(shù) 為： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m ? ? ? （公式 5 截面 5左 邊 M 為 ： M= （公式 5 截面 5上 T 為 ： T=3200000N· 面上的 b 2125997. 29σ 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2? ?（公 式 5 截面上的 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4? ? （公式 5 截面上 有 理論應力 ，是因為有軸肩的存在而產生的。它的 集中系數(shù)σα及τα參考 [7] 查取。因 3 0 140?， 158 1 140?。 ， 。 參考 [7] 可 以得到傳動 軸材料的σ q ， q 。 所以 有效應力集中系數(shù) 按照資料 [7] 可得 : σσσ ?????? 式 5 11 τττ ?????? （公式 5 查資料 [7] 可 以 得 出 軸的 ε通過文獻 [7] 可 知 軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數(shù) 是 ε總系數(shù) 為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 因而傳動 軸在截面 5左 邊 的安全系數(shù) 是 : 7 5σσ σ?????? ?式 5 ?????? ?式 5 22τ2στσ>=+×=+= （公式 5 4) 所以 在截面 5左 邊 的強度 ，傳動 軸是 符合要求的 。精確校核軸的疲勞強度 ： A. 危險截面 的 判斷 從 應 力 集 中 方 面 對 軸 的 疲 勞 強 度 的 影 響 ， 截 面 4 和 5 引 起 的 應 力 集 中 較 嚴 重 ， 但 5 受 的 彎 矩 較 大 ； 依 照 受 載的 情 況 ， 截 面 3 所 承 受 的 應 力 是 最 大 的 ， 但 由 于 應 力 集 中 不 大 ， 所 以 3面 不 用 校 核 。 只 需 校 核 截 面 5 。 B. 截面 5左側 43 ??? （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m ? ? ? （公式 5 截面 5左側的彎矩 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m ? ? ? （公式 5 截面 5上的扭矩 1 3 2 0 0 0 0 0 N m ?截面上的彎曲應力 為： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7σ 3 . 0 4 M p ? ?（公式 5 截面上的扭轉切應力 為： 12 1 . 8 3 M p ? ? （公式 5 軸的材料為 45 鋼，調質處理。由 文獻 [7]可知，B 6 4 0 M p ，1 2 7 5 M p ，1 1 5 5 M p 。 由 文獻 [7]可知， 用插入法求出 ： εk， ??ε 文獻 [7]可知，表面 質量系數(shù)為 ： ? ββ 軸未經表面強化處理， 1q ?β。 固得綜合系數(shù)為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 由 文獻 [7]可知， 碳鋼的特性系數(shù) ： 取 取 所以軸 的 截面 75σσ σσ1σ ??????? （公式 5 1σ ττ 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1τ τ 2 . 4 3 0 . 0 522S K???? ? ?? ? ? ?（公式 5 σ τ 2 2σ τ1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 ? ? ? ???（公式 5 所以 該軸在截面 5左側的強度是 符合 的。 C. 截面 5右側 抗彎截面系數(shù) 為： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m ? ? ? （公式 5 抗扭截面系數(shù) 為： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m ? ? ? （公式 5 13 截面 5左側的彎矩 7052296378. 63 2125997. 29 N m 1 . 5M ? ? ? ? （公式 5 截面 5上的扭矩 3 2 0 0 0 0 0 N m ? 截面上的彎曲應力 為： b 2125997. 29σ 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2? ?（公式 5 截面上的扭轉切應力 為： 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4? ? （公式 5 截面上 因為有 軸肩 從 而 產生 理論應力 ，它的 集中系數(shù)σα及τα由文獻 [7]查取。因3 0 140?， 158 1 140?， ， 通過文獻 [7]可 以得到 軸的材料的敏感系數(shù) ： q ， q 故有效應力集中系數(shù)按 文獻 [7]為 : σσσ ?????? 式 5 τττ ?????? （公式 5 由 文獻 [7]可得軸的截面形狀系數(shù)為 ε通過文獻 [7]可 知 軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數(shù) 是 ε綜合系數(shù)為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 因而 軸在截面 5左 邊 的安全系數(shù) 是 : 7 5σσ σ?????? ?式 5 ?????? ?式 5 14 22τ2στσ>=+×=+= （公式 5 接觸球 軸承的選擇和壽命驗算 1) 選 取 軸承 選擇 角接觸球 軸承 ，型號 7220C， 據(jù)文獻 [8]知r 560K ， 1 1 0 K ， ，1 2Y?。 2) 驗算 軸承的 壽命 軸承所 承 受 的 支反力合力 為： 2 2 2 2B B Y B Z 1 1 0 2 . 7 9 2 3 . 2 1 4 3 8 . 1 R? ? ? ? ? （公式 5 相較 雙列圓錐滾 子軸承， 它的 派生軸向力 可 互相抵消。 0 ， C a a 5 2 0 N 據(jù)文獻 [8]知： 公式 5 B r B 1 B a 1 4 3 8 . 1 0 . 8 0 1 4 3 8 . 1P R Y F? ? ? ? ? ?N 按 照 軸承 驗算 ： 10ε6 6 33 9 1 0 5 6 0 1 0 7 . 3 3 1 06 0 6 0 9 8 0 1 4 3 8 . 1 ???? ? ? ??? ??? ????h （公式 5 9h 7 1 0L ??h= 0? 年 經校核后，此軸承 合格。 動零件的設計 輪的計算 1） 齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù)的選擇 根據(jù)傳動方案和其他因素選擇的齒輪為直齒圓錐 齒輪。由于要滿足強度等要求，要對齒輪表面要調質處理，所以要選擇精度等級為 7級， 小齒輪就選擇 45鋼 (調質 )作為材料 ,選取的小齒輪硬度是 280齒輪選用 45鋼 (調質 )，查資料取 大齒輪硬度 240者材料硬度差為 40 2） 分度圓錐角的計算 15 1?i '''2 r c t a na r c t a n ???? i? ''''''1 5321127167190 ??? ???? 即可得 o i n 12c o ss i ''212 *m i n ???? ??? （公式 5 式中， *1* ?01 ?z 21 2 . 4 5 2 0 4 9z ? ? ?即大齒輪的齒數(shù)為 492 ?z 1) 根據(jù)工作條件要求，大端模數(shù)為 20?m 2) 齒輪分度圓直徑 4 0 0202011 ???? 2 2 0 4 9 9 8 0d m z? ? ? ?) 錐距 221 ??? （公式 5 4) 齒輪齒頂、齒根圓直徑 可得 齒頂高 20201* ???? aa （公式 5 齒頂圓直徑 0c o 11 ????? ?aa （公式 5 2 2 22 c o s 9 8 0 8 9 8 8d h ?? ? ? ? ? （公式 5 5) 齒寬 73/ 23/ ??? RB （公式 5 6) 節(jié)圓周速度 0 060 4 9 04 0 0 060 11 ?? ????? m/s （公式 5 輪的校核 1) 齒面接觸 的 疲勞強度 計算 由標準圓錐 齒輪的設計計算公式進行計算，即 2131 12 . 3 2 ( )[] u????? （公式 5 16 確定 上述 公式 中 的 所需變量的計算數(shù)值： 。 5 11 19 5 0 PT n?? （公式 5 已知1 ，1 300r/， 51 2 . 0 3 6 1 0 N m ? ?。 械設計》第九版選取齒寬系數(shù) 1d??。 械設計》第九版得材料的彈性影響系數(shù) 121 8 9 P 。 械設計》第九版 選擇 大齒輪的接觸疲勞強度極限為 5 5 0 M P ?， 小齒輪的接觸疲勞強度極限為 6 0 0 M P ?。 1 1 n 公式 5 ? ? 91 6 0 5 9 0 1 5 3 6 5 2 4 1 . 5 5 1 1 0N ? ? ? ? ? ? ? ? （公式 5 9 921 . 5 5 1 1 0 3 . 1 0 2 1 012N ?? ? ?（公式 5 械設計》 第九版 選得1 ，2 。 要求失效的概率為 1%，按可靠度要求，取安全系數(shù) 1S? ， H S?? ?（公式 5 l i m 1 H N 11] 5 5 0 1 . 0 9 5 9 9 . 5 M ?? ? ? ? ? （公式 5 l i m 2 H N 22] 6 0 0 1 . 0 5 6 3 0 M ?? ? ? ? ? （公式 5 2) 按齒根彎曲強度設計 齒根彎曲強度設計公式： 13 212 ()[]F a S ?（公式 5 確定公式內的計算參數(shù)。 械設計》第九版 能夠 查到大齒輪和小齒輪的彎曲疲勞強度極限分別為1 380 M P ?和2 500 M P ?。 機械設計》第九版 查得1 ，2 。 取安全系數(shù) ， 計算公式如下： 17 [] S?? ? （公式 5 把1 380 M P ?，2 500 M P ?，1 ，2 代入 公式 ，得 222 0 . 9 5 0 0[ ] M P a 3 2 1 . 4 3 M P 4F N F S?? ?? ? ? （公式 5 。 把 ， ， 1?， ?代入可以得到 1 . 5 1 . 2 3 1 1 . 5 1 1 . 6 5A V F K K K??? ? ? ? ? ? （公式 5 根據(jù)《機械設計》第九版 查得齒形系數(shù)1 ；2 。 根據(jù)《機械設計》第九版 查得校正1 ；2 。 1112 . 2 1 8 1 . 7 7 1 0 . 0 1 5 7 3[ ] 2 4 9 . 7 1F a S ??? （公式 5 2222 . 4 0 1 . 6 7 0 . 0 1 2 4 7[ ] 3 2 1 . 4 3F a S ??? （公式 5 大齒輪的數(shù)值大。 3） 計算 根據(jù) 1d??， ， 61 2 . 0 8 1 9 1 0 N m ? ?和1110 5 7 3[]F a ? 可算出齒輪的模數(shù)。 6133 2212 2 2 . 0 3 4 2 . 0 8 1 9 1 0( ( ) 0 . 0 1 6 0 7 m m 1 9 . 4[ ] 1 5 9F a S ? ? ?? ? ? ?? （公式 5 根據(jù)計算所得的模數(shù) 近似圓整值 20，由此可以算出大齒輪齒數(shù)。 Z2=0980=49 （公式 5 則可算出小齒輪的齒數(shù) 49=20。 這樣設計的齒輪滿足強度要求和結構緊湊的要求，使用壽命也較長。 18 結 論 本文首先是介紹了最常見的各種破碎機械的種類，以及它們的發(fā)展歷史。機械設備的歷史都是從不完善逐漸改進從而逐漸完善的，所 以機械的每個改進都有著很 重要的意義。相對而言， 圓錐破碎機作為礦山和煤炭最常用的破碎機械，因為它的 功率大、 性價比大 、生產 效 率 高的特點，有著別的破碎機械無可替代的優(yōu)勢。 了解這次設計的目標后，初步確定圓錐破碎機的 基本參數(shù)，簡單闡述圓錐破碎機的結構、功能和工作原理。 接著根據(jù)以選定的生產參數(shù) ，進行各個結 構的參數(shù)選擇，如給礦口的寬度，嚙合角的大小，及其破碎機的擺動次數(shù) 等。 本文主要是對破碎機中的傳動軸 軸承，齒輪進行了詳細的計算和校核，并使其達到了要求。 傳統(tǒng)的圓錐破碎機的動力部分是采用大功率、低轉速、高扭矩的特種電 機，成本比較高，而普通的 矩也符合要求，但轉速偏高。本文采用了帶輪式的傳動方式，將原先的高轉速經過帶輪傳遞變成較低的轉速，從而符合破碎機的使用要求。采用 Y 系列電動機，將大大的降低破碎機的生產成本，同時也有利于后期的維修。 本文 主要