立轴式破碎机的设计开题报告

哈尔滨理工大学 毕业设计 (论文 ) 开 题 报 告 学生姓名 林 宽 学 号 1330060310 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 13 指导教师 赵金涛 2017 年 3 月 17 日 课题题目及来源： 题目： 立轴式破碎机的 设计 题目来源： 自拟 课题研究的意义和国内外研究现状： 究目的 由于立轴式破碎机的运用非常广泛， 结构设计方案也多种多样 ，所以立轴式破碎机的研究设计将会提高破碎的效率和效果，对于生产的 优质、高产、低消耗具有重要意义。 本课题是 立轴式破碎机的结构 设计 ，对 立轴式破碎机 的总体结构设计以及各个零部件的具体结构设计，达到满意的设计技术 要 求。当前由于 立轴式破碎机 适应性强而被广泛的运用在 建筑产品和矿山 的各个领域，所以 立轴式破碎机 的结构设 计可以极大的 提高这些方面的生产效率 ，促进社会的发展和进步 。 究意义 破碎机体内研磨介质运动状态分为二部分，其一为在筒体内旋转，其二为带到一定高度后抛落，即抛落运动状态。前者粉碎的主要形式为研磨，而后者为冲击。磨内物料随着研磨和冲击的综合作用而使物料粉碎。立轴式破碎机的破碎部分主要由锤击部分和反击部分两部分组成，物料由进料口进入破碎腔，经过锤头的冲击、剪切、劈碎、折断，使得物料粒径降低，然后再经过反击破碎，通过反击破碎中反击板的冲击、剪切和物料的自撞破碎，进一步降低和均衡物料的粒径，从而实现了 物料粉碎的目的。 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。目前在破碎机的设计研究中，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。 从生产工艺上看，这种能源消耗可分为两部分：一部分是消耗燃料多的熟料烧成系统；一部分是消耗电能多的原料和熟料的粉磨系统。因此，各国都在积极开发节能降耗的水泥成套设备。磨前破碎正是向节能方向发展的一个重要路口，也正是水泥设备发展的必经之路。 内外研究现状 立轴式破碎机即立式冲击式 破碎机 ，俗称制砂机 图 1 是国内现在较成熟的立轴式破碎机 工作原理 物料由制砂机进料斗进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮内被迅速加速，其加速度可 达数百倍重力加速度，然后以 60 /秒的速度从叶轮三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡支腔内物 料衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡动腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。这样一块物料在涡动破碎腔内受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。和循环筛分系统形成闭路，一般循环三次即可将物料破碎成 20 目以下。 性能特点 1、制砂机是九十年代开发的新型中 、细碎石设备，也是目前世界上广泛用于替代圆锥破碎机、对辊机、球磨机的机型。 2、结构新颖、独特、运转平稳。 3、能量消耗小、产量高、破碎比大。 4、设备体积小、操作简便、安装和维修方便。 5、具有整形功能、产品呈立方状、堆积密度大。 6、生产过程中，石料能形成保护底层，机身无磨损，经久耐用。 7、少量易磨损件用特硬耐磨材质制成，体积小、重量轻、便于更换配件。 图 2 是国内成熟度立轴式破碎机 本系列制砂机适用于软或中 硬和极硬物料的破碎、整形，广泛应用于各种矿石、水泥、耐火材料、铝凡土熟料、金刚砂、玻璃原料、机制建筑砂、石料以及各种冶金矿渣，特别对碳化硅、金刚砂、烧结铝矾土、美砂等高硬、特硬及耐磨蚀性物料比其它类型的破碎机产量功效更高。 在工程领域，是机制砂、垫层料、沥青混凝土和水泥混凝土骨料的理想生产设备。 在矿业领域，广泛地应用于磨矿前段工艺，它能产生大量的粉矿，减少高成本的磨矿负荷。 由于本系列制砂机优良的低磨耗特性，该设备也为高磨蚀性和二次解体破碎生产所采用。除此之外，由于对产品的零污染， 冲击式破碎机能很好地适应于玻璃石英砂和其他高纯度材料的生产中， 10h 的生产能力范围，冲击式破碎机几乎可以满足任何生产要求 该 立式冲击破碎机由进料斗、分料器、涡动破碎腔、叶轮体、主轴总成、底座、传动装置及电机等七部分组成。 进料斗的结构为一倒立的棱台体（或圆筒体），进料口设置耐磨环，从给料设备的来料经给料斗进入破碎机。 分料器安装在涡动破碎腔的上部 ,分料器的作用就是将从给料斗来料进行分流 ,使一部分物料经由中心入料管直接进入叶轮被逐渐加速到较高 速度抛射出去，使另一部分物料从中心入料管的外侧，旁路进入涡动破碎腔内叶轮的外侧，被从叶轮抛射出来的高速度物料冲击破碎，不增加功率消耗，增大生产能力，提高破碎效率。 涡动破碎腔的结构形状为上、下两段圆柱体组成的环形空间，叶轮在涡动破碎腔内高速旋转，涡动破碎腔内也能驻留物料，形成物料衬层，物料的破碎过程发生在涡动破碎腔内，由物料衬层将破碎作用涡动破碎腔壁隔开，使破碎作用仅限于物料之间，起到耐磨自衬的作用。观察孔是观察叶轮流道发射口处耐磨块的磨损情况及涡动破碎腔顶部衬板的磨损情况， 破碎机工作时必须将观察孔密封关严。分料器固定在涡动破碎腔的上部圆柱段。叶轮高速旋转产生气流，在涡动破碎腔内通过分料器、叶轮形成内部自循环系统。 叶轮结构由特殊材料制作的一空心圆柱体，安装在主轴总成上端轴头上，用圆锥套和键联接传递钮距，高速旋转，叶轮是立式冲击破碎机的关键元件。物料由叶轮上部分料器的中心入料管进入叶轮的中心。由叶轮中心的布料锥体将物料均匀的分配到叶轮的各个发射流道，在发射流道出口，安装有特殊材料制成的耐磨块，可以更换。叶轮将物料加速到 60s 速度抛射出去，冲击到涡动破碎腔内的物料衬层，进行强烈的自粉碎，在锥帽和耐磨块之间装有上、下流道板，保护叶轮不受磨损。 主轴总成安装在底座上，用以传递电动机经由三角皮带传来的动力及支撑叶轮旋转运动。主轴总成由轴承座、主轴、轴承等组成。 涡动破碎腔、主轴总成、电动机、传动装置均安装在底坐上，底座结构形状，中部为四棱柱空间，四棱柱空间的中心，用于安装主轴总成，两侧形成排料通道。双电动机安装在底座纵向两端，底座可安装在支架上，也可直接安装在基础上。 采用单电机或双电机驱动的皮带传动机构 (75上 ,为双电机传动 ),双电机驱动两台电动机分别安装在主轴总成两侧 ,两电机皮带轮用皮带与主轴皮带轮相连 ,使主轴两侧受力平衡 ,不产生附加力矩。 根据破碎机工作场所不同 以考虑配置支架或不配置支架。 用美孚车用润滑脂特级集中润滑，润滑部位为主轴总成上部轴承和下部轴承两处，为使注油方便，用油管引到机器外侧，用于油泵定期加油 课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法： 研 究对象：立轴式破碎机 析立轴式破碎机的构成组件 立轴式破碎机由筒体、转子、机盖附件、底座、动力部分组成 1、筒体由机壳、门、隔板、反击板组成，各部件分别用焊接螺栓、螺钉连结成一体； 2、转子由主轴、锤架组成。锤架上偏心销轴将锤头分 4 排悬挂在锤架之间，为了防止锤架和锤头的轴向窜动，锤架一端用轴套轴向固定，一端用止退垫圈和锁紧螺母固定，转子支承在三个滚动轴承上，机壳内部有反击板，反击板磨损后可以更换，机盖与轴之间漏灰现象严重，为了防止漏灰，设有轴封。主轴是破碎机支承转子的主要零件，冲击力由它来承 受。因此，要求主轴的材质具有较高的硬度和韧性，如用 45 钢。主轴断面为圆形，锤架用平键与轴连接，锤架是用来安装锤头的，但破碎机在逆转时，锤架与物料接触，易造成磨损，所以选择的材料要具有一定的耐磨性。锤头的质量、形状和材质对破碎机的生产能力有很大的影响。锤头动能的大小与锤头质量成正比，动能越大，即锤头质量越大，破碎效率愈高，但能耗佷大。因此，应根据不同的进料尺寸来选择适当的锤头质量。锤头耐磨性是其主要质量指标之一，提高锤头的耐磨性，可以缩短破碎机的检修停车时间，就能大大的提高立轴式破碎机的利用率和减少检修费用。 3、机盖部件由机盖、滚动轴承、圆锥套、上轴承盖、上密封环、圆螺母以及直通式油杯组成，用螺栓连接在一起，轴承盖用于轴承的外圆定位，轴承盖内的内油毡槽用以安装油毡起密封油的作用，轴承盖外面有凸起的环体，挡住外面的灰尘进入轴承盖内，圆螺母和止退垫圈使轴承的内圈得以定位，上密封环挡住筒体内的灰尘进入到机盖内，即采用迷宫密封来挡灰。轴承的润滑采用直通式油杯油润滑，轴承间隙的调整可通过调整垫片得以实现。 4、底座部件由支承套、滚动轴承、下轴承盖、下密封环、轴套、垫片、注油装置、底座等组成，用螺栓连接在一起，底座用 于整个转子轴的定位，支承套用来支承两个滚动轴承和下轴承盖，调心滚子轴承主要用来承受轴向力，推力调心滚子轴承主要承受径向力，在两个轴承之间增加一块垫片，隔开两轴承以避免两轴承直接接触，影响两轴承的寿命。上轴承盖用来定位，推力调心滚子轴承的外圈定位，两轴承之间的垫片用于保证两轴承的内圈定位，轴承盖内毛毡用来保证润滑油的密封，下轴承盖和下密封环组成的环形密封用来挡住筒体内的灰尘进入到轴承中。 5、动力部分采用电动机，电动机动力输出平稳，噪音低，维护方便。传动选用带传动，结构简单，效率高。 究的问题： 1、阐述课题背景，对国内外相关研究现状进行总结和分析； 2、根据主要技术指标，在分析国内外研究现状基础上制定总体设计方案，并阐明方案制定依据； 3、对立轴式破碎机进行机械结构设计；完成立轴式破碎机零部件的具体结构设计； 4、对所设计的结构进行精度和刚度校核； 5、得出设计结论。 要解决问题 1、机械传动部分的选择 2、整体结构的强度和耐久度的校核 3、整体机构的设计 决办法 1、 功能原理分析法：通过 立轴式破碎机 的 功能、原理的分析，分析 斗轮堆取料机 在使用中存在的问题，提出问题并分 析原因，作出合理的解释判断，最终解决问题。 2、 可靠性设计：分析、计算机械零部件的运行寿命 ,构件必须能保证 立轴式破碎机 的 寿命持久性，保证 立轴式破碎机 运行安全可靠，因此必须进行可靠性设计。 3、用 立虚拟模型 工程图 课题研究所需的 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 M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 M械工业出版社， 1988. 5 洛阳建材工业学校 M1988. 6 王宗荣 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 M上海：上海 科学技术出版社， 2001. 10 成大先 机械传动 ) M学工业出板社 ,2004. 11 唐敬鳞 M学工业出版， 2000. 指导教师审查意见： 指导教师签字： 20 年 月 日 指导委员会意见审核意见： 组长签字： 20 年 月 日