0898-56963960
1 1 前言 建材产品的生产 ,从原料、燃料到半成品都需要进行破碎和粉磨 ,其目的是使物料的表面积增加 ,以提高物理作用的效果及化学反应的速度 ,如促进均匀混合 ,提高物料的流动性 ,便于贮存和运输 ,提高产量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最终产品 ,其磨碎的粒度越细 ,表面积越大 ,则水泥的标号就越高。改善和提高产品的质量和数量 ,减少动力消耗 ,降低生产成本 ,对达到优质、高产、低消耗具有重要意义。 机械冲击粉碎是建材行业材料破碎的主要手段，其设备效率是重要的技术和经济指标。目前在 搅拌机 的设计研究中，主要集中在耐磨材料和常规设计的改进。 在水泥行业、选矿电力等工业领域中广泛使用粉磨机械，但各类粉磨机械都有生产效率低，能耗高的缺点。当前的发展趋势是“以破代磨”，借助加强粉磨机前的粉碎，降低入料粒度，可大幅度提高粉磨机产量，降低综合能耗。本课题是结合市场上所使用的各类型号的 搅拌机 及由厂家在使用过程中所反馈的信息 ,分析其问题的来源 ,并相互比较综合各类 搅拌机 的优点 ,经师生讨论而确定的。 设计要求 :a、最大进料粒度： S , 故 a a 剖面安全。 b. b b截面右侧 抗弯截面系数 38333 1010001.01.0 mmmmdW 抗扭截面系数 38323 1021 0 0 02.02.0 mmmmdW T 弯曲应力 M P aM P aWM bb 04.0103760953 8 M P aba 04.0 0m切应力 M P aM P aWT TT 07.01021 4 46 3 0 0 0 8 M P aM P aTmT 035.0207.02 由附表 10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数 89.16.2 KK 、。 又 1.02.00.176.081.0 、。则 233602.004.081.00.1 6.23001 maKS 8 1 50 7 5.01.00 7 5.076.00.1 89.11 5 51 maKS 7698152336 8152336 2222 SSSSS 显然 SS ，故 b b 截面右侧安全。 c. b b截面左侧 nts桨叶式 破碎机设计 18 38333 10210002.02.0 mmmmdWT b b截面左右 侧的弯矩、扭矩相同。 弯曲应力 M P aM P aWM bb 04.09 9 74 6 7 1 63 7 60 9 5 3 M P aba 04.0 0m切应力 M P aM P aWT TT 07.01021 4 46 3 0 0 0 8 M P aM P aTma 035.0207.02 01.02 drr dD 、，由附表 10-2 查得圆角引起的有效应力集中系数 29.138.1 KK 、 ，由附表 10-4查得绝对尺寸系数 。、。又、 1.02.00.178.06.0 。则 326002.004.06.00.1 38.13001 maKS 2214035.01.0035.078.00.1 29.11551 maKS 0 22143260 2222 SSSSS 显然 SS ，故 b b 截面左侧安全。 以上计算表明：轴的弯扭合成强度和疲劳强度是足够的。 5.3.3 转子的设计 本设计参阅了国内市场上对 搅拌机 的研究资料 ,结合各类型 搅拌机 转子的不同结构 ,锤头排列分布方式如图 5-3 所示 。 nts 19 图 5-3 转子的安装结构 1-键； 2-轴套； 3-上圆盘； 4-中圆盘； 5-锤头； 6-下圆盘； 7-转子隔套 ； 8、 9-偏心销轴； 10-键； 11-轴套； 12-主轴 由图 5-3 可知 , 锤头在两隔板之间是按 60的间隔布置着六个锤头 ,即着六个锤头中心线处在一个平面上。设计时适当调整锤头间隔套尺寸 ,保持锤头总数不变， 而如 此排布锤头在破碎腔空间上有效利用了锤头的“空间打击”能力，能够显著提高破碎效率，降低了能耗。 5.3.3.1 锤头的设计 11 锤头是锤式破碎的主要工作零件。锤头的质量、形状和材质对 搅拌机 的生产能力有很大的影响。锤头动能的大小与锤头的质量成正比，动能越大，即锤头的质量愈大，破碎效率越高，能耗也愈大。因此 ，要根据不同的进料块尺寸来选择适当的锤头质量 。锤头的耐磨性是其主要质量指标，提高锤头的耐磨性，可缩短搅拌机 的检修停车时间。从而，提高 搅拌机 的利用率和减少维护费用。传统的锤头一般是用高碳钢锻造或铸造，也有用高 锰钢铸造的。近来有的用高铬铸铁锤头复合铸造，即锤柄采用 ZG310 570 钢，而锤头采用高铬铸铁，其耐磨性比高锰钢锤头提高数倍。 现在锤头的设计已经由传统的整体式设计转变为组合式的结构设计。另外，新型材料的研制，特别是高硬度耐磨材料的研制成功也为锤头的设计及锤头性能的提高提供了保证条件，也为本课题提供了较大的选择余地。在综合考虑了本课题的技术要求和工作要求后，我们决定采用新型的组合式锤头结构设计（如图5-4 所示）。 nts桨叶式 破碎机设计 20 图 5-4 组合式锤头 5.3.3.2 安装 3 转子与主轴之间的配合为间隙配合，配合为 D8/H8。 5.4 轴承和键的选用 8 5.4.1 轴承的选用和润滑 a 轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择滚动轴承的主要依据。 上端选： GB/T288-1994 1536622 型调心滚子轴承 下端选： GB/T288-1994 153622 型调心滚子轴承 GB5801-1994 9039430 型推力调心滚子轴承 b 校核轴承的使用寿命 根据 hPCfnL r rth 1 6 6 67（ 5-31） 对于 153662 型轴承，假定其寿命为 3 年 查手册 NC r 619670 min/800 rn NPr 7207 hL h 1 44 00163 003 58.43316 087016667 310hh LhL 该轴承符合要求 。 c 轴承润滑方式选用 油管 润滑 。 5.4.2 键的选用 a 键分别选平键 28 16 104 （ GB1095-86） 36 20 848 （ GB1095-86） b 平键的校核 nts 21 根据 MPadhlTp 4（ 5-32） T 转矩 ， mmN ； d 轴的直径 ， mm ； h 键的高度 ， mm ； l 键的工作长度 ， mm ； P 许用挤压应力 ， aMP ， 由机械手册表 3.1 查得 P=30 45aMP。 键一： 28 16 104 M P adhl T pp 8.101041690 5 3 5 9 6944符合要求 。 键二： 36 20 848 M P aM P adhl T pp 03.184820130 1053596944 3 符合要求 。 nts桨叶式 破碎机设计 22 6 相 关零件的设计 6.1 反击板的设计 反击板的作用是承受被板锤击出的物料在其上冲击破碎，将破碎后的物料重新弹回破碎区，再次进行冲击破碎。设计的要求是，被板锤冲击后的物料经反击后的位置刚好 为该板锤旋转以后的位置，以利用再次进行冲击破碎。反击板结构如图 6-1所示 。 图 6-1 反击板结构图 搅拌机 反击板经各种表面积形状实验比较 ,采用棱条结构效果最好 。 因为棱条尖角部分铸造质量和热处理后硬度高 , 抗磨损能力强。而且抗磨面是逐渐加大，磨损尺寸逐渐减缓。反击板材质采用耐磨合金钢，这 些措施都有利于反击板寿命的延长。反击板的安装方式为从侧面推入铰接件，再由紧固螺栓压紧。 6.2 门的设计 在物料破碎过程中，难免有难破碎的大块物料，落在反击板与转子之间。由于 物料粒径较大，难以从下料口排出，易引起物料阻塞。为清除阻塞物料 ,保证机构的正常运行，所以开设防护门。门的结构如图 6-2所示 nts 23 6-2 门的结构 防护门为组焊件，门材料为 45 钢。耳环焊接在门上面，接头形式为角焊接。 nts桨叶式 破碎机设计 24 7 辅助零件的设计 7.1 注油管 对滑动轴承采 用油润滑，须用到注油管。注油管可用两端有螺纹的钢管。一端固定在机盖上，一端用螺母固定在机座上。 7.2 密封装置的选择 本设计中的密封方式选用毡圈式密封，利用矩形截面的毛毡圈嵌入梯形槽中所产生的对轴的压紧作用、获得防止润滑油漏出和外界杂质、灰尘等侵入轴承室的密封效果。 nts 25 8 结论 本次设计总体来说较为成功。在分析目前市场上的各类型的 搅拌机 的结构特点、技术特点以及使用情况后，我们确定了设计一种新型的 搅拌机 的课题，就是将锤式 搅拌机 和反击式 搅拌机 的优点结合起来。在这个指导思想下，设计 过程中，我们特别注意吸收各种新的技术 ，新的设计方法，并将之尽量融入到我们的设计中，使这种新型 搅拌机 的各项性能都能够达到一个较高的水平。同时我们自始至终贯彻机器设计的经济性要求，尽量降低 搅拌机 的生产成本和维护费用等，因此，本设计具有很大的实用性。 本设计的主要特点有： a 反击式破碎的板锤和转子是刚性联结的，利用整个转子的惯性对物料进行冲击，使其不仅破碎而且可以获得较大的速度和动能。 b 破碎腔较大，使物料有一定的活动空间，物料受到冲击作用，经过多次反复打击而得到充分破碎。 c 破碎效率高、能量消耗低。 d 破碎比大，可达到 15 20mm 左右，这样，可以减少破碎段数，简化生产流程，节省投资、降低生产成本。 e 设备的构造简单，便于制造，操作维修也较方便。 本设计的创新点主要有： a 采用新型的转子设计结构（反击式破碎的钢盘结构和锤式破碎的锤盘交错布置结构），有效增强了 搅拌机 的工作性能。 b 新型锤头结构设计。锤头抛弃传统的整体式结构设计，而采用组合式结构设计，大大提高了锤头的使用寿命，有效降低了生产费用和减少了设备的调整次数。 本设计是在结合反击式 搅拌机 和锤式 搅拌机 的优点，并在此基础上再融入了各种新技术、新思想 的条件下成型的。因此，设计中也存在一些不足之处，有待进一步的设计改造。总体来说，其存在的主要问题有： a 两级转子的空间位置有待进一步的研究。它们的相互位置如何优化设计，才能更加充分发挥两种破碎方式的优点。 b 反击板的安装方式较为繁琐，安装时需花费较多的时间。 c 机体的结构设计不够简便，维护调整时的拆装要花费一些时间。 d 各参数的选择有待进一步探讨。 这些问题都是在以后的设计改进中应该加以重视的。 nts桨叶式 破碎机设计 26 参考文献 1 濮良贵 ,胡综武 ,张邻康 机械设计 M沈阳：西北工业大学， 1992. 2 许林发 .建筑材料机械设计 M.武汉：武汉工业大学出版社， 1997. 3 王伯平互换性与测量技术基础 M北京：机械工业出版社， 2000. 4 吴宗泽 .机械结构设计 M.北京：机械工业出版社， 1988. 5 洛阳建材工业学校 .复鹗式 搅拌机 毕业设计参考手册 M.洛阳建材工业学校材机教研室 ,1988. 6 王宗荣 .工程图学 M北京：机械工业出版社， 2001. 7 范祖尧现代机械设备设计手册 (第 3 卷 ) M北京：机械工业出版社， 1996. 8 陈秀宁 ， 施 高义机械设计课程设计 M浙江：浙江大学出版社， 2001. 9 甘永立 .几何量公差与检测 M上海：上海科学技术出版社， 2001. 10 成大先 .机械设计手册 (机械传动 ) M.北京：化学工业出板社 ,2004. 11 唐敬鳞 .破碎与筛分机械设计手册 M.北京：化学工业出版， 2000. 12 徐锦康 .机械设计 M. 北京 :机械工业出版社， 2001. nts 27 致 谢 历时三个多月的毕业设计，在孙俊兰老师的悉心指导下，现已划上了圆满的句号。 在 设计过程中，孙老师及时的了解我设计中遇到的难题，帮助我解决了不少问题。由于本人对水泥工艺及 搅拌机 了解不多，实践知识更是不足，孙老师耐心地给我们讲解有关方面的知识，使我得以按时内完成设计工作。同时，教导我们不管是在以后的工作还是学习中，都要保持治学严谨的态度。在本次毕业设计中，刘平成老师和其他老师也给我提供了很多帮助，我向他们表示衷心的感谢。 此次设计的圆满和同组其他人员的通力合作也是分不开的，他们给了我许多帮助和指点，在此一并表示感谢！ nts桨叶式 破碎机设计 28 附件清单 1 总装配 图 L1000-05-01 A0 2 门 L1000-05-02 A2 3 转子 L1000-05-03 A1 4 进料斗 L1000-05-04 A2 5 机盖 L1000-05-05 A2 6 底座 L1000-05-06 A1 7 反击板 L1000-05-07 A3 8 隔板 L1000-05-08 A3 9 下料斗 L1000-05-09 A2 10 方头螺栓 L1000-05-10 A4 11 UG 三维图集一份 nts
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