畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-2100標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 1 1 緒論緒論 全套完整版全套完整版 CAD 圖紙翻譯等，聯(lián)系圖紙翻譯等，聯(lián)系 153893706 1.11.1 引言引言 隨著社會的進(jìn)步，原材料消耗不斷增加，導(dǎo)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。圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均 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(jī)的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，各學(xué)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(jī)正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 1.21.2 歷史發(fā)展歷史發(fā)展 圓錐破碎機(jī)誕生于 20 世紀(jì)初葉。彈簧式圓錐破碎機(jī)是由美國密爾沃基城西蒙斯 （Symons）兄弟二人研制的，故稱之為西蒙斯圓錐破碎機(jī)。其結(jié)構(gòu)為主軸插入偏心套， 用偏心套驅(qū)動動錐襯板，從而使礦巖在破碎腔內(nèi)不斷地遭到擠壓和彎曲而破碎。破碎 效果差，振動大，彈簧易損壞。用大型螺旋套調(diào)整排礦口大小，調(diào)整困難，過載保護(hù) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 用彈簧組，可靠性差。多年來，雖然不斷改進(jìn)，結(jié)果日趨完善，但其工作原理和基本 構(gòu)造變化不大。 20 世紀(jì) 40 年代末，美國 Allis Chalmers 公司首先推出底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)， 是在旋回式破碎機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的陡錐破碎機(jī)。該機(jī)采用液壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了液壓調(diào) 整排礦口和過載保護(hù)，簡化了破碎機(jī)結(jié)構(gòu)，減輕了重量，提高了使用性能。 20 世紀(jì) 50-60 年代，法國 Dragon 公司的子公司 Babbitless 公司和日本神戶制鋼有 限公司等推出上部單缸、周邊單缸液壓圓錐破碎機(jī)。 20 世紀(jì) 70-80 年代，美國 Allis Chalmers 公司在底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)的基礎(chǔ)上 推出高能液壓圓錐破碎機(jī)；Nordberg 公司推出旋盤式圓錐破碎機(jī)，適用于中硬物料的 破碎，其給料粒度小，偏心距小，破碎力不大。之后，相繼又推出超重型短頭圓錐破 碎機(jī)。該機(jī)加大了功率，強(qiáng)化了彈簧并采用合金鋼機(jī)架，但增加了制造成本。為此， 該公司又推出了 Omni 型圓錐破碎機(jī)。Babbitless 公司推出 BS704UF 型超細(xì)圓錐破碎機(jī)， 它采用滾動軸承替代偏心套，由電動機(jī)、皮帶傳動帶動動錐擺動，頂部采用單缸液壓 缸裝置來調(diào)整排礦口和實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，給料粒度-10mm,產(chǎn)品粒度-6.3mm 占 80%。 20 世紀(jì) 90 年代以來，美國 Nordberg 公司推出新一代 HP 系列圓錐破碎機(jī)；瑞典 Svedala 公司推出新的 H 系列圓錐破碎機(jī)；俄羅斯烏拉爾機(jī)械研究院和米哈諾貝爾研究 設(shè)計(jì)院開發(fā)出新型短頭圓錐破碎機(jī)，破碎機(jī)分上、下兩部分，上腔按料層原理破碎物 料，下腔為平行區(qū)。應(yīng)用表明：細(xì)級別含量較一般圓錐破碎機(jī)提高 5%-10%，襯板金屬 消耗降低 20%。 20 世紀(jì) 50 年代初期，國內(nèi)圓錐破碎機(jī)在仿原蘇聯(lián)的 2 100 和 1 650 彈簧圓錐破碎 機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)的 1 200 和 2 200 型彈簧圓錐破碎機(jī)。在 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)了 1 200、1 750、2 200 多缸液壓圓錐破碎機(jī)和 1 200、1 650、2 200 底部單缸液壓圓錐破碎 機(jī)。20 世紀(jì) 80 年代，沈陽重型機(jī)器廠從美國 Nordberg 公司引進(jìn)西蒙斯和旋盤式圓錐 破碎機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并合作生產(chǎn)該系列圓錐破碎機(jī)。20 世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)一些 礦山、石料加工廠和建設(shè)工程先后又引進(jìn)了 HP 系列圓錐破碎機(jī)、G 型圓錐破碎機(jī)和 Omni 型圓錐破碎機(jī)，均取得了良好應(yīng)用效果。北京礦冶研究院于 1993 年與俄羅斯圣 彼得堡工程科學(xué)院合作成立中外合資北京凱特破碎機(jī)有限公司。桂林冶金機(jī)械廠與圣 彼得堡工程科學(xué)院共同創(chuàng)辦了中俄合資桂林湟新技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)慣性圓錐破碎 機(jī)。洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院開發(fā)簡化結(jié)構(gòu)的慣性圓錐破碎機(jī)，東北大學(xué)也在研 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 究振動破碎機(jī)。 隨著我國石料加工廠的發(fā)展，中小型圓錐破碎機(jī)也取得了進(jìn)展。上海建設(shè)路橋機(jī) 械設(shè)備有限公司與日本神戶制鋼有限公司合作生產(chǎn) AF 型圓錐破碎機(jī)；沈陽華楊機(jī)械廠 推出需蒙斯、旋盤式和 HP 系列圓錐破碎機(jī)；上海龍陽機(jī)械廠、上海多靈-沃森機(jī)械設(shè) 備有限公司和鞍山礦山機(jī)械總廠也都生產(chǎn)中小型圓錐破碎機(jī)。 目前，我國圓錐破碎機(jī)已形成大、中、小型系列，品種規(guī)格齊全，基本滿足國內(nèi) 需求。但產(chǎn)品的制造質(zhì)量，特別是耐磨材料，以及使用可靠性等方面與國外同類產(chǎn)品 尚有差距，有待進(jìn)一步研究、改進(jìn)。 1.31.3 應(yīng)用效果應(yīng)用效果 近來國內(nèi)外開發(fā)的新型高效圓錐破碎機(jī)破碎物料應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，破碎產(chǎn)品 粒度小，破碎效果顯著。 美國 Nordberg 公司的 MP-1 000 型破碎機(jī)在 Butte 選礦廠替代 Symons 圓錐破碎機(jī)， 產(chǎn)品粒度-12mm 占 80%，使磨機(jī)生產(chǎn)能力提高 37%。波蘭柳賓()在錘式破碎機(jī) 后使用 MP 型破碎機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充破碎使產(chǎn)品粒度降至-14mm 占 80%，從而提高了磨機(jī)生 產(chǎn)能力，降低磨礦能耗。 鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠采用 HP700 型圓錐破碎機(jī)。從 1997 年 9 月投入運(yùn)行，中碎機(jī) 排料粒度-75mm，處理能力 790t/h；細(xì)碎機(jī)排料粒度-12mm 占 92%，處理能力 350t/h , 提高了磨機(jī)生產(chǎn)能力，降低了磨機(jī)能耗。 北京礦冶研究總院和安徽銅陵某有色公司聯(lián)合攻關(guān)用 PD90 120 型顎式破碎機(jī)和 GYP1 200 型慣性圓錐破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩段開路破碎工藝流程，生產(chǎn)能力 70-80t/h，從給 料-750mm 破碎到-8mm，使系統(tǒng)能耗降低 20%，磨機(jī)處理能力提高 25%。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 2 2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 2.12.1 圓錐破碎機(jī)的類型圓錐破碎機(jī)的類型 根據(jù)破碎腔型不同，圓錐破碎機(jī)可分為：標(biāo)準(zhǔn)型（中碎用） 、中間型（中、細(xì)碎用） 、和短頭型（細(xì)碎用）三種型式，其中以標(biāo)準(zhǔn)型和短頭型應(yīng)用最廣。 我國制造的中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)用漢語拼音字母和動錐的底部直徑表示型號，如 PYB2200、PYZ2200 和 PYD2200，其中 P破碎機(jī)、Y圓錐、B標(biāo)準(zhǔn)型、Z中間 型、D短頭型、2200動錐底部直徑（毫米） 。 根據(jù)調(diào)整排礦口和過負(fù)載時(shí)的保險(xiǎn)方式，圓錐破碎機(jī)分為彈簧保險(xiǎn)和液壓保險(xiǎn)兩 種類型。 本設(shè)計(jì)方案采用的是 2100 標(biāo)準(zhǔn)彈簧圓錐破碎機(jī)，即 PYB2100。 2.22.2 圓錐破碎機(jī)的工作原理圓錐破碎機(jī)的工作原理 如圖 2.1 所示，破碎機(jī)馬 達(dá) 1 的動力由傳動軸 2、傘齒輪 （圓錐齒輪）3 帶動偏心軸套 4 而旋轉(zhuǎn)。主軸 5 插在偏心軸套 的錐形孔里，動錐 6 固裝在主 軸上并支持在球面軸承 8 上。 隨著偏心軸套的旋轉(zhuǎn)，動錐 6 的中心線 OO1以 O 為頂點(diǎn)繞破 碎機(jī)中心線 OO2作錐面運(yùn)動。 圖 2.1 圓錐破碎機(jī) 1 馬達(dá)； 2傳動軸； 3傘齒輪； 4偏心軸套 5主軸； 6動錐； 7定錐； 8球面軸承 D動錐底部直徑 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 這樣，當(dāng)動錐中心線 OO1轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，動錐靠近定錐 7，則礦石處于被擠壓和破 碎狀態(tài)，而動錐另一面離開定錐，此時(shí)被擠碎了的礦石靠自重從兩錐體底部排出。圓 錐破碎機(jī)是隨動錐轉(zhuǎn)動連續(xù)的進(jìn)行破碎礦石，所以它比其他破碎機(jī)生產(chǎn)率高而工作又 比較平穩(wěn)。 2.32.3 簡述各部分結(jié)構(gòu)及功用簡述各部分結(jié)構(gòu)及功用 圖 2.2 2100 標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī) 1機(jī)架下蓋；2止推盤了；3偏心軸套；4直襯套；5機(jī)架中心套筒；6大傘齒輪； 7平衡重；8方銷；9進(jìn)水管口；10機(jī)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(diào)整環(huán)；29螺栓；30動錐；31領(lǐng)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(jìn)油口 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 圖 2.2 的圓錐破碎機(jī)由下列主要部分組成：機(jī)架部分；傳動軸部分；偏心軸套部 分；球面軸承部分；動錐部分；調(diào)整環(huán)部分。 圖中的機(jī)架部分是整個(gè)破碎機(jī)的主體，所有部分都裝在機(jī)架上，它被四個(gè)地腳螺 栓固定在基礎(chǔ)上。 傳動軸套筒 34 插入機(jī)架中心套筒 5 中，用螺釘固定。中心套筒里壓入直襯套 4（也叫直銅套） 。直襯套原來用青銅材料制作，由于尼龍軸承有許多優(yōu)點(diǎn)，所以，目 前很多廠礦已改用尼龍直襯套代替直銅套，使用效果很好。但今后使用尼龍軸承是發(fā) 展方向。為了防止直襯套上串，在直襯套的上口開兩個(gè)缺口，裝一壓板將其壓住。 傳動部分裝在機(jī)架傳動軸套內(nèi)，它的前端小傘齒輪和偏心軸套上的大傘齒輪相嚙 合。其另一端借聯(lián)軸器與電動機(jī)相連接。 圓錐破碎機(jī)傳動軸的軸承，有滾動軸承也有滑動軸承。采用滾動軸承的破碎機(jī)， 有時(shí)由于滾動軸承承受很大的沖擊力而遭損壞，所以必須采用較好的軸承。 偏心軸套部分是由偏心軸套 3、大傘齒輪 6 和錐襯套 37 組成。錐襯套原來用青銅 或用巴比合金制作，現(xiàn)在用尼龍錐襯套的。錐襯套壓裝在偏心軸套的錐形孔里并在其 上部缺口處鑄鋅加固。大傘齒輪與偏心軸套之間是用鍵連接。為了平衡動錐 30 的慣性 力和使偏心軸套與直襯套沿全長接觸，大傘齒輪齒輪頂部裝有平衡重 7。 偏心軸套被支承在四片止推盤 2 和機(jī)架下蓋 1 上，最下面一片銅盤沿圓周方向有 三個(gè)爪卡在端蓋 1 的槽中，所以它是不轉(zhuǎn)動的；最上面一片鋼的止推盤用銷子與偏心 軸套相聯(lián)，能隨偏心軸套轉(zhuǎn)動，而中間兩片止推盤自由的放在上下兩盤中間。這兩片 中，上面一片是銅的，呈平盤狀，下面一片是鋼的，表面有徑向潤滑油溝。原來上面 一片銅板由于沒有徑向限位，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，沿外圈碰損很嚴(yán)重，壽命很短。 球面軸承部分有球面軸承座 11 和球面軸承（球面瓦）12 組成。球面瓦用銷子固 定在球面軸承座上，其上有回油孔而球面軸承座外圈有檔油環(huán) 13，防止從軸面瓦外緣 擠出的油進(jìn)入防塵水中。球面軸承座上有一圈環(huán)形溝槽 32 是為裝防塵水用的。球面軸 承座的下部止口與機(jī)器上的環(huán)形加工面相配合。 球面軸承原來也是用青銅材料制作的?，F(xiàn)在也有采用尼龍球面軸承的。隨著對尼 龍軸承的不斷地試驗(yàn)改進(jìn)，此種軸承將會越來越多地被采用。 動錐部分由動錐體和主軸 38 組成，用熱壓配合裝配在一起。動錐的外表面裝有錳 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 鋼襯板 14。為了使它們之間緊密貼合，中間鑄以鋅。上部用鎖緊螺帽 19 鎖緊。在鎖緊 螺帽的頂部裝有分礦盤 21。為了防止破碎機(jī)工作時(shí)鎖緊螺帽退扣，裝有制動齒板 20。 制動齒板的外齒卡在鎖緊螺帽的內(nèi)齒中，而制動齒板下面的方形鍵卡在主軸頭部的缺 口內(nèi)，以防止主軸與鎖緊螺帽的相對運(yùn)動。 礦石從給礦漏斗 22 落到分礦盤上，隨分礦盤不斷的幌動，礦石便被均勻地分配到 破碎腔里。破碎后的礦石，從兩錐體下部落地運(yùn)輸帶上。 調(diào)整環(huán)部分也是一個(gè)動錐體，其外圓錐表面有鋸齒形螺紋，而內(nèi)部錐體上有七個(gè) 缺口，定錐襯板 25 上面相應(yīng)地有八個(gè)耳環(huán) 26。用“U”形螺栓 24 穿過缺口鉤在耳環(huán)上， 將定錐襯板固定在調(diào)整環(huán) 28 上。調(diào)整環(huán)與固定環(huán) 17 靠鋸齒形螺紋聯(lián)接；借旋轉(zhuǎn)調(diào)整 環(huán)使定錐上升或下降，從而改變破碎機(jī)排礦口大小。因調(diào)整環(huán)是右螺紋，所以向右旋 轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)排礦口便減??；向左旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)，則排礦口增大。 為了防止調(diào)整環(huán)自動退扣，用弧形齒板 18 鎖緊。為了保護(hù)螺紋和使調(diào)整環(huán)容易轉(zhuǎn) 動以及不讓灰塵浸入，在固定環(huán) 17 的徑向方向上有加注黃油的孔 27 和在其下端裝設(shè) 有毛氈密封 16。 固定環(huán)（也叫支撐環(huán)）的錐面與機(jī)架上部的錐面相配合，固定環(huán)沿圓周方向有 16 組彈簧 15，每組有 10 支，每組用 5 根螺栓將彈簧壓在兩托盤之間，靠彈簧的張力把固 定環(huán)壓在機(jī)架上。這樣，當(dāng)不能破碎的物料落入破碎腔時(shí)能起保險(xiǎn)作用。 破碎機(jī)的傳動軸承、止推盤、錐襯套和主軸、直襯套與偏心軸套以及球面軸承的 表面是相對運(yùn)動的摩擦表面。為了保證破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各摩擦表面必須要很好的進(jìn) 行潤滑與防塵。 防塵裝置：中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)比粗碎圓錐破碎機(jī)產(chǎn)生灰塵更加嚴(yán)重，因此要求它 有完善的防塵裝置。目前彈簧式中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)都是用水封防塵裝置。 在球面軸承座上有盛水的環(huán)形溝槽 15，而在動錐上焊有截錐形的領(lǐng)緣 34，其下端 插入溝槽 15 的水中，領(lǐng)緣把灰塵擋住，使它落入水槽中，不讓灰塵進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)部。 防塵水從進(jìn)入水管口 35 進(jìn)入溝槽，充滿后從排水管口 36 流走，同時(shí)把落入水中 的灰塵帶走。 破碎機(jī)的潤滑：破碎機(jī)各摩擦表面都是采用稀油循環(huán)潤滑。油從中心套筒的端蓋 上的進(jìn)油孔 37 進(jìn)入偏心軸套的止推盤中，由于止推盤上有放射狀的油溝，油流過中心 孔時(shí)也同時(shí)進(jìn)入各溝槽潤滑止推盤；油經(jīng)止推盤中心孔沿偏心軸套內(nèi)外表面和主軸上 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 的中心孔上升，同時(shí)也潤滑各摩擦表面，最后潤滑球面軸承和傘齒輪，從傘齒輪上甩 下的油順排油孔 38 排出。 軸承是采用單獨(dú)的油路給油和排油進(jìn)行循環(huán)潤滑。 破碎機(jī)的保險(xiǎn)裝置：它是裝在機(jī)架一圈的 16 組彈簧。當(dāng)不能破碎的物料進(jìn)入破碎 機(jī)時(shí)，定錐與固定環(huán)向上抬起，并壓縮彈簧，增大動錐與定錐表面間的距離，使不能 破碎的物料經(jīng)排礦口排出，從而保護(hù)破碎機(jī)不受損壞。之后固定環(huán)和調(diào)整環(huán)借彈簧的 張力恢復(fù)原位。這樣，能在一定程度上保證破碎機(jī)的安全。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 3 3 圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計(jì)算圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計(jì)算 3.13.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.1.13.1.1 給礦口寬度與排礦口寬度給礦口寬度與排礦口寬度 給礦口寬度，給礦粒度 D 系根據(jù)選礦流程決定。排礦口寬度應(yīng)該DB)5 . 12 . 1 ( 有一個(gè)調(diào)整范圍，以供破碎各種硬度礦石的需要。 2100 標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)用于中碎，最大給礦粒度初選 260mm，即最大給礦口寬度 B 初選 312325mm. 對于不同硬度的礦石，其排礦的過大顆粒系數(shù)（dmax 是產(chǎn)品的最大粒 e d Z max 度，e 是排礦口寬 度）不同。對于中 碎用圓錐破碎機(jī)來 說，破碎硬礦石時(shí) Z=2.4；中硬礦石 Z=1.9 軟礦石 Z=1.6。確定中碎用 圓錐破碎機(jī)的排礦 口寬度時(shí)，必須考 慮產(chǎn)品中過大顆粒 對細(xì)碎破碎機(jī)給礦 粒度的影響，因?yàn)?中碎用破碎機(jī)一般 不設(shè)檢查篩分。 3.1.23.1.2 嚙角嚙角 由文獻(xiàn)5，4-1可知，圓錐破碎機(jī)的嚙角仍需滿足下列要求： 2)( 12 （3.1） 1 2 圖 3.1 圓錐破碎機(jī)的嚙角和平行帶 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 式中、破碎錐與固定錐的錐面傾斜角。 1 2 破碎錐軸線與機(jī)器中心線的夾角一般，。 o 2 礦石與襯板之間的摩擦角。 設(shè)計(jì)時(shí)，通常取 。中碎用圓錐破 oo 2321 碎機(jī)??；在不斷 oo 4540 1 增加結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，盡量 增大，這樣可以提高機(jī)器的 1 生產(chǎn)率。本設(shè)計(jì)中采用的 o 40 1 o 61 2 o 21 3.1.33.1.3 破碎機(jī)的擺動行程破碎機(jī)的擺動行程 破碎錐的擺動行程 s（排 礦口平面內(nèi)的破碎錐軸線的擺 動行程）由圖 3.2 所示的幾何 關(guān)系計(jì)算得： tan22Hrs （3.2） 式中 r 破碎錐軸線在排礦口平面內(nèi)的偏向距； H 破碎錐下邊緣到球面中心 O 點(diǎn)的高度。 mm572tan8202 o s 破碎錐下部 A 點(diǎn)的行程為： tan2LsA （3.3） 式中 L 破碎錐母線長度。 圖 3.2 破碎錐的擺動行程 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 mm882tan12602 o A s 3.1.43.1.4 平行碎礦區(qū)平行碎礦區(qū) l l 為了保證破碎機(jī)的產(chǎn)品到達(dá)一定的細(xì)度和均勻度，圓錐破碎機(jī)的破碎腔下部必須 設(shè)有平行碎礦區(qū)。在平行碎礦區(qū)內(nèi)物料至少要受一次檢查性破碎。由文獻(xiàn)5，4-4可知， 對于標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎，平行碎礦區(qū)的長度可按下式確定： Dl)085 . 0 08 . 0 ( （3.4） 式中 D 是破碎錐的底部直徑。 mm 5 . 1781682100)085 . 0 08 . 0 (l 取 為 170 毫米。l 3.23.2 工作參數(shù)工作參數(shù) 3.2.13.2.1 破碎錐的擺動次數(shù)破碎錐的擺動次數(shù) 圓錐破碎機(jī)破碎錐的傾角較 1 小，在破碎錐下部還有不同長度的 平行碎礦區(qū)，故破碎了的礦石幾乎 沒有可能自由下落，多半靠礦石自 重沿破碎錐斜面而排出，因此，圓 錐破碎機(jī)破碎錐的擺動次數(shù)是根據(jù) 它的排礦特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 圖 3.3 表示已破碎的礦石從平行 碎礦區(qū)的始點(diǎn)滑到末點(diǎn)時(shí)所受的力。 礦石重力分力、摩擦力 1 sinG 和離心慣性力 P。但是， 1 cosfG 慣性力 P 隨時(shí)間而改變自己的方向， 在破碎錐擺動一次的時(shí)間內(nèi)，它對礦石下滑的影響平均為零，因此可以不考慮。 圖 3.3 礦石在破碎錐上所受的力 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 由圖 3.3 知礦石沿破碎錐平行碎礦區(qū)下滑時(shí)產(chǎn)生的加速度按下式確定： 11 fGcos-sinG g G 故 )fcossin(g 11 式中 f礦石與破碎錐表面的摩擦系數(shù)，一般 f=0.250.35； g重力加速度，g=9.81m/s 。 2 假定礦石以等加速度在破碎錐擺動一次的時(shí)間 t 秒內(nèi)滑過平行碎礦區(qū)長度 l 厘米， 故 2 11 2 ) 60 )(cos(sin 2 1 2 1 n fgatl 則 次/分 l f n 11 cossin 1330 （3.5） 公式（3.5）系指標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)而言。上述理論計(jì)算公式系根據(jù)全部礦石都按自 由下滑的條件來考慮，事實(shí)上必有一部分礦石呈現(xiàn)跳躍式運(yùn)動，不能保證礦石在平行 區(qū)內(nèi)受 12 次破碎，可能造成產(chǎn)品粒度過大。因此，適當(dāng)?shù)靥岣甙瓷鲜龉接?jì)算的圓 錐破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速（可提高 10%）,既可以增加礦石在破碎腔內(nèi)特別是在平行區(qū)內(nèi)的受沖 擊次數(shù)，使合格產(chǎn)品粒度增多，破碎機(jī)本身產(chǎn)量增加，同時(shí)，還可以減少閉路碎礦作 業(yè)中的礦石循環(huán)量和對篩面的磨損，而且有利于提高下段破碎或磨碎設(shè)備的產(chǎn)量。但 是轉(zhuǎn)速也不能過高，以免過分增加破碎礦石時(shí)的離心力，反而影響礦石下滑速度，影 響排礦和產(chǎn)量。 由文獻(xiàn)5，4-6可知，圓錐破碎機(jī)實(shí)際有利轉(zhuǎn)速可以用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 次/分 D n 320 （3.6） 式中 D破碎錐底部直徑，米。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 次/分220 1 . 2 320 n 3.2.23.2.2 生產(chǎn)率生產(chǎn)率 圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率與礦石性質(zhì)（可碎性、比重、節(jié)理、粒度組成等） 、機(jī)器的類 型、規(guī)格、以及破碎機(jī)操作條件（破碎筆、負(fù)荷系數(shù)、給甌礦均勻程度）等因素有關(guān)， 同時(shí)還與破碎機(jī)在選礦工藝流程中的配置情況有關(guān)。目前還沒有把所有這些因素全部 包括進(jìn)去的理論計(jì)算方法，一般多采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行概略計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際條件加以 校正。 由文獻(xiàn)5，4-7可知，在開路破碎時(shí)，圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率按下式計(jì)算： 噸/小時(shí) 6 . 1 21 eqKKQ o （3.7） 式中 K 礦石的可碎性系數(shù)，查表得 K =1.0； 11 K 破碎比的修正系數(shù)，查表由插值法得 K =1.131.23； 22 單位排礦口寬度的生產(chǎn)能力，查表由插值法得=12.6713.67； o q o q 排礦口寬度，e=60；e 礦石的松散比重，取=0.94。 噸/小時(shí)505 6 . 1 94 . 0 6067.1213 . 1 0 . 1Q 噸/小時(shí)593 6 . 1 94 . 0 6067.1323 . 1 0 . 1Q 由文獻(xiàn)5，4-8可知，在閉路破碎時(shí)，圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力按閉路通過礦量來計(jì) 算： 噸/小時(shí) KQQ （3.8） 式中 Q開路時(shí)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，頓/小時(shí)； K閉路時(shí)平面給礦粒度變細(xì)的系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)型取 K=1.34。 79559334 . 1 Q 噸/小時(shí) 所以此圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為 500800 噸/小時(shí)。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 3.2.33.2.3 電動機(jī)功率電動機(jī)功率 由文獻(xiàn)5，4-9可知，圓錐破碎機(jī)的電動機(jī)功率可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 9 . 1 65DN （3.9） 式中 D破碎錐底部直徑，米。 2 . 2661 . 265 9 . 1 NKW 查表得實(shí)際選用的電動機(jī)功率為 200KW。 3.33.3 圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動學(xué)圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動學(xué) 圓錐破碎機(jī)具有在空間擺動的破碎錐。破碎錐的軸線與機(jī)器中心線相交于 O 點(diǎn)，其 夾角為。破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎錐軸線對機(jī)器中 o 2 心線作圓錐面運(yùn)動，其錐頂為球面軸承 O。O 點(diǎn)在破 碎錐的運(yùn)動過程中始終保持靜止。因此，破碎錐的運(yùn) 動可視為剛體繞定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動。 由于破碎錐支承裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，破碎錐不僅隨 偏心軸套的偏心孔繞機(jī)器的中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而且 還繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)。 因此破碎錐的運(yùn)動是由兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動組成：進(jìn)給 運(yùn)動或牽連運(yùn)動破碎錐繞機(jī)器中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動； 自轉(zhuǎn)運(yùn)動或相對運(yùn)動破碎錐繞自己的軸線作旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動。破碎錐的這種復(fù)雜運(yùn)動稱為規(guī)則運(yùn)動。這種運(yùn) 動可以歸結(jié)為破碎錐繞瞬時(shí)軸線旋轉(zhuǎn)的角速度向 量是進(jìn)給角速度向量和自轉(zhuǎn)角速度向量 o 的幾何和，即按平行四邊形法則而相加。角 1 速度向量的所在線與物體的轉(zhuǎn)動軸相重合，角速 度向量的方向由右螺旋規(guī)則決定。 破碎錐的進(jìn)動角速度向量、自轉(zhuǎn)角速度向 1 圖 3.4 破碎錐的角速度向量圖 2 1501209060 300 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 量和絕對角速度向量在坐標(biāo)軸上 ox 和 oz 上的投影為： 1 o sinsin 1 o （310）coscos 1 o 解上列聯(lián)立方程組得： （3.11） )sin( sin o 式中為瞬時(shí)軸線與機(jī)器中心線之間的夾角。 當(dāng)和為定值時(shí)，則的函數(shù)關(guān)系如圖 3.5。 f o 從圖中可以看出，當(dāng)時(shí)，有最小值： o 90 0 sin min o （3.12） 當(dāng)時(shí)，則有最大值：0 0 maxo （3.13） 破碎機(jī)在空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和又載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎錐 的瞬時(shí)軸線位置是不同的。 破碎機(jī)在空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于安裝或制造的質(zhì) 量，或球面軸承和偏心軸套內(nèi)孔的潤滑等情況的 變化，可能出現(xiàn)兩種極限情況： （1）當(dāng)時(shí)，則，即破碎錐的瞬時(shí)0 1 0 軸線與破碎機(jī)的中心線重合，也就是瞬時(shí)軸線的 最終位置。這種情況表明破碎錐與偏心軸套一起 轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生的原因則是由于安裝或制造的誤差， 造成破碎錐主軸與偏心軸套內(nèi)孔局部接觸，或因潤滑不好、軸與偏心軸套內(nèi)孔之間的 間隙過小而使主軸被偏心軸套抱住。這種情況是絕對不允許的。 （2）當(dāng)時(shí)，說明安裝質(zhì)量和制造質(zhì)量以及潤滑都很好。 。根據(jù)平行四邊形法則 1 圖 3.5 與角的關(guān)系曲線 1 圖 3.6 空載時(shí)破碎錐的角速度 向量圖 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 可以求得的大小和方向。從圖 3.6 中可以看出，由于， 0 0 o ，故為等腰三角形，因此， 00 oo 0 o 00 oo 2 90 2 180 180 o o o （3.14） 所以，圓錐破碎機(jī)的。 o 91 的大小可由下式確定： 0 2 90cos2 0 o （3.15） 根據(jù)以上分析，破碎機(jī)空載時(shí)，破碎錐的絕 對角速度的轉(zhuǎn)動方向始終與偏心軸套的回轉(zhuǎn) 0 方向相同。根據(jù)實(shí)踐，破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，破碎 錐的絕對轉(zhuǎn)數(shù)為轉(zhuǎn)/分，即。1510 o 150120 破碎機(jī)有載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，礦石對破碎錐表面的摩 擦力大大地超過了作用在破碎錐的上部支承點(diǎn)和 偏心軸套內(nèi)孔對破碎錐的摩擦力，因此，破碎錐 就以通過球迷中心和破碎錐與礦石的接觸點(diǎn)的連 線為瞬時(shí)軸線（由于接觸點(diǎn)是變化的，可以近似 的區(qū)破碎錐的母線位瞬時(shí)軸線）沿位于破碎腔內(nèi) 的礦石層作無滑動的滾動。滾動的角速度可 0 由破碎錐軸線上的 B 點(diǎn)繞以破碎錐母線位瞬時(shí)軸線轉(zhuǎn)動時(shí)的速度來確定。 軸上的 B 點(diǎn)以角速度繞瞬時(shí)軸線轉(zhuǎn)動，故 B 點(diǎn)的速度為： oz 0 oB c 圖 3.7 有載時(shí)破碎錐的速度計(jì)算圖 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 式中 c 為 B 點(diǎn)至瞬時(shí)軸線（破碎錐的母線）的垂距。 軸上的 B 點(diǎn)又以角速度繞 oz 軸轉(zhuǎn)動，故 B 點(diǎn)的速度亦為： oz 0 rVB 式中為 B 點(diǎn)之 oz 軸的垂距。 0 r 因此，則知： 0 0 rcVB 即 c r0 0 （3.16） 式中負(fù)號表示的轉(zhuǎn)動方向與的轉(zhuǎn)動方向相反。根據(jù)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，通常， o 。05 . 0 04 . 0 0 c r 破碎機(jī)又載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，。破碎機(jī)的絕對角速度的轉(zhuǎn)動方向與偏心軸 o 5040 min 0 套的轉(zhuǎn)動方向相反。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 3.43.4 圓錐破碎機(jī)的動力學(xué)圓錐破碎機(jī)的動力學(xué) 圓錐破碎機(jī)的破碎錐和偏心軸套的質(zhì)心都不再其回轉(zhuǎn)中心線上，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，必 然要產(chǎn)生慣性力和對固定點(diǎn) o 的慣性力矩。它們作用于機(jī)架上時(shí)，則為一種周期性的 動載荷，因而引起機(jī)架的振動和偏心軸套的偏斜，嚴(yán)重影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此， 必須研究產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩的大小和方向，以便采取措施消除其有害的影響。 3.4.1 破碎錐的慣性力和慣性力矩 根據(jù)圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動學(xué)分析，圓錐破碎機(jī)的破碎錐是作規(guī)則運(yùn)動。為使破碎錐作 規(guī)則運(yùn)動，必須在其上加一具有一定大小和方向的固定點(diǎn) o 的外力力矩，反過來說， 在迫使破碎錐作這種運(yùn)動時(shí)，在破碎錐上將作用有與外力力矩大小相等方向相反的慣 性力矩。 作用在破碎錐上的慣性力矩可以用下述方法確定。 以固定點(diǎn) o 為原點(diǎn)，取定坐標(biāo)系 oxyz,是 oz 軸（即角速度向量的方向）與破碎機(jī) 圖 3.8 牽連慣性力對 ox,oy,oz軸的力矩 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 中心線重合（圖 3.8） ；取動坐標(biāo)系，使軸（即相對角速度向量的方向）與zyoxoz 1 破碎錐的軸線重合，并且使軸位于 oz 軸與軸構(gòu)成的垂直平面內(nèi)，則軸垂直于oxozoy 該平面。從軸的正向一端看去，由到轉(zhuǎn)到一個(gè)角的方向是正的轉(zhuǎn)向，即反時(shí)oy 1 針的方向。 將破碎錐分成許多垂直并對稱于軸的薄圓片。另表示任一薄圓片上的質(zhì)點(diǎn)，oz i P 其絕對加速度為： pia kirieipiaaaa （3.17） 式中 牽連加速度，； ei a 2 eiei ra 為至 oz 軸的垂距； ei r i P 相對加速度，； ri a 2 1 riri ra 為至軸的垂距； ri r i Poz 哥式加速度，；為的相對加速度。 ki a),sin(2 ri riki VVa ri V i P 設(shè)為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，則加于質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，則加于質(zhì)點(diǎn)上的慣性力為： i m i P i P i P 2 eiieiiei rmamC 2 1 riiriiri rmamC ),sin(2 ririikiiki VVmamC （3.18） 下面就分別確定牽連慣性力、相對慣性力、哥式慣性力對、軸的力矩。oxoyoz （1） 牽連慣性力對、軸的力矩oxoyoz 將質(zhì)點(diǎn)的牽連力沿定坐標(biāo)軸 ox、oy 分解為： i P 2 eiir m 22 cosxmrmC ieiieix 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 22 sinymrmC ieiieiy （3.19） 因此，則可寫出質(zhì)點(diǎn)系的牽連慣性力的分力對、軸的力矩為：（沿坐標(biāo)oxoyoz 軸方向的力矩向量為正）： 2 zymM iex zxmM iey 2 22 xymyxmM iiez （3.20） 由圖 3.8 可知： sincoszxx yy sincosxxz （3.21） 將公式（3.21）分別代入公式（3.20）中得： 0 2 zymM iex 因?yàn)槠扑殄F對稱于，所以破碎錐對于軸的離心轉(zhuǎn)動慣量。ozoz 0zymi )sincos)(sincos( 2 xzzxmM iey )(cossin)sin(cos 22222 zxzxmi )(cossin 222 zxmi )()(cossin 22222 yzyxmi )(cossin 2 2 2 xizi rmrm )(cossin 21 2 JJ 式中，和分別為至，軸的距離，所以和分別為破碎 0zxmi z r x r i Pozox 1 J 2 J 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 錐對和軸的轉(zhuǎn)動慣量。ozox 0)sincos( 22 zymyzxmM iiez 式中，。 0yxmi 0yzmi （2）相對慣性力對、軸的力矩 oxoyoz 相對角速度為常數(shù)，故相對加速度只有向心加速度。因破碎錐對稱與軸，所 1 oz 以破碎錐內(nèi)每兩個(gè)對稱質(zhì)點(diǎn)的相對慣性力總是大小相等，方向相反。它們互相抵消， 因而對與任何軸的力矩為零。 （3）哥式加速度對、軸的力矩oxoyoz 將移到處，并沿和 i Pox 軸分解為和，其值oz x z 為： sin x cos z 和組成的平面與坐 x z 標(biāo)面平行，因此，哥式ozx 加速度沿和軸的分量oxoz 為（圖 3.9）： 1 cos2 2 sin2 rrzkix rVa 其方向沿線的離心方向。 r r 圖 3.10 哥氏慣性力對 ox,oy,oz軸的力矩 圖 3. 9 哥氏慣性力對 ox,oy,oz軸的力矩 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 sin2coscos2) 2 sin(2 11 xrVa rrxkiz 其方向垂直于平面而與軸反向。oyxoz 因此，對應(yīng)于哥式加速度分量的慣性力為： rikixikix rmamCcos2 1 sin2 1 xmamC ikizikiz （3.22） 都通過軸，而且破碎錐內(nèi)每兩個(gè)對稱質(zhì)點(diǎn)的這種慣性力彼此平衡，因而整個(gè) kix Coz 破碎錐的這種慣性力也成平衡，故其對于任何軸的力矩皆為零。而的方向與軸 kiz Coz 一致。與對稱的質(zhì)點(diǎn)的慣性力具有同樣大小，但方向相反。因此，這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的 i P i P 慣性力組成一個(gè)力偶，作用面平行于坐標(biāo)面，力偶矩等于：ozx 2 11 sin42sin2xmxxm ii 整個(gè)破碎錐的哥式慣性力由在平行平面內(nèi)的這些力偶組成，它們對于、oxoy 軸得力矩為：oz 0 kx M 2 11 4sinsin4xmxmM iiky （3.23） 0 kz M 因破碎錐對軸是對稱的，故oz 22 ymxm ii 1 2 22 2 2)(24Jrmyxmxm riii 式中代表一對質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量。因此可知： i m2 sinsin4sin 1111 2 1 JJxmM iky 由上述可知，各慣性力對、軸的力矩之和為：oxoyoz 0 kxrxexx MMMM 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 kyryeyy MMMM sin)(cossin 1121 2 JJJ （3.24） )cos1 (sin 11 21 11 J JJ J 0 kzrzezz MMMM 為了計(jì)算破碎錐的轉(zhuǎn)動慣量和，可把破碎錐及其心軸分成許多簡單形狀的單 1 J 2 J 元體（圖 3.10） ，由下式分別求出每個(gè)單元體的轉(zhuǎn)動慣量和，然后取其總合即 i J1 i J2 為和。轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算公式如下： 1 J 2 J )( 22 1 1 4 1 42 11 iiiiiii ZZRR g r RmJJ 2 122 2 1 iiii ZmJJJ )( 4 1 )( 3 1 1 4 1 43 1 32 1 2 iiiiiiii ZZRRZZRR g r （3.25） 式中 每個(gè)單元體的質(zhì)量； i m 破碎錐及其心軸材料的 比重，噸/米 ； 3 重力加速度，米/秒 ； g 2 及破碎錐的軸線到相應(yīng)單 1i R i R 元體的邊緣的距離，米； 及破碎錐的懸掛點(diǎn)到單元 1i Z i R 體的邊緣的距離，米。 破碎錐繞破碎機(jī)中心線以等角速度 回轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)質(zhì)心運(yùn)動定理，破損 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 錐的慣性力為： 5 2 mrC （3.26） 式中 破碎錐的質(zhì)量；m 破碎錐的質(zhì)心到破碎機(jī)中心線的距離。r 破碎錐的慣性力作用線到固定點(diǎn) o 的距離為： C M h y （3.27） 通過公式初步估算一下： m16 . 2 101 . 4 1086 . 8 8 8 h 慣性力位于水平方向，不通過破碎錐的質(zhì)心。 3.4.2 偏心軸套的慣性力 由于偏心軸套的質(zhì)心不在其回轉(zhuǎn)軸線上，因此，它在旋轉(zhuǎn)中也產(chǎn)生慣性力，其 p C 值等于偏心軸套內(nèi)錐孔所包容的質(zhì)量，以相同的角速度繞同一軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性 力，但方向相反。慣性力的大小和作用點(diǎn)的 位置可用積分方法確定： 5 x v x v pp dVn g dCC 2 （3.28） p p vdC vxdC L （3.29） 式中 偏心孔體的微分慣性力； p dC 偏心孔體的微分體積； x dV 圖 3.10 破碎錐轉(zhuǎn)動慣量近似確定法 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 偏心軸套的比重； 的重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離； x n x dV 從偏心軸套的上平面到作用線的距離；x p dC 從偏心軸套的上平面到的合力作用線的距離。L p dC p C 偏心軸套的各幾何尺寸見圖 3.11。 根據(jù)圖可以寫出： h x nmnnx)( dx d dV x x 4 2 h x ddddx)( 211 將、和值代入公式和公式中，積分得： x n x dV x d )3()(2)3( 48 2 221 2 1 2 nmdmnddmnd g h Cp （3.30） )3()(2)3( 5 )123()64()23( 2 221 2 1 2 221 2 1 nmdmnddmnd hmndmnddmnd L （3.31） N 6 106 . 5 p C m77 . 0 L 3.53.5 偏心部分的運(yùn)動狀態(tài)偏心部分的運(yùn)動狀態(tài) 圓錐破碎機(jī)動錐的運(yùn)動是由電動機(jī) 經(jīng)傳動軸、小傘齒輪、大傘齒輪（與偏 心軸套固聯(lián)在一起）驅(qū)動主軸，使動錐 軸線以 O 為頂點(diǎn)，繞破碎機(jī)中心線 1 OO 作錐面運(yùn)動。同時(shí)，動錐還繞本身 2 OO 圖 3.12 偏心軸套的慣性力 圖 3.11 偏心軸套的慣性力 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 軸線自轉(zhuǎn)。這樣的運(yùn)動叫旋回運(yùn)動。所以，圓錐破碎機(jī)又稱為旋回破碎機(jī)。 1 OO 偏心部分的運(yùn)動狀態(tài) 所謂偏向部分的運(yùn)動狀態(tài)是指：孔載荷有載時(shí)注重在錐襯套里和偏心軸套在直襯 套支靠在哪一邊的問題。破碎機(jī)偏心部件的運(yùn)動狀態(tài)是由作用力大小、方向和著力點(diǎn) 所決定。為了找到偏心部分的運(yùn)動狀態(tài)，就必須求出動錐對 O 點(diǎn)的力矩方程。 空載時(shí)，作用在動錐上的力有：錐的自重 G，動錐的慣性力，平衡重的慣性力 O C ，偏心軸套的慣性力和其它作用力。為了簡化，動錐自重 G 和其它作用力可省略 1 C 2 C 不計(jì)，求得對球面中心點(diǎn) O 的力矩方程式為： )( 2211000 lClClCM 圓錐破碎機(jī)的主軸和偏心軸套支靠在哪一邊，根據(jù)上公式可有三種情況： 1)當(dāng)時(shí)，也就是沒有平衡重或平衡重較小時(shí)，破碎機(jī)主軸和偏心軸套0M 的薄邊靠在直襯套的左側(cè)。 2)當(dāng)時(shí)，也就是有平衡重并平衡重較大時(shí)，破碎機(jī)主軸靠在偏心軸套0M 的薄邊，而偏心軸套靠在直襯套的右邊。 3)當(dāng)時(shí)，也就是使動錐慣性力完全平衡，實(shí)際上這是不可能的。0M 當(dāng)破碎機(jī)又載時(shí)，不管哪種情況在破碎力的作用下，動錐主軸俄偏心軸套都靠在 直襯套的右側(cè)。 圖 3.12 動錐上的作用力 (a) (b) (c) 圖 3.13 破碎機(jī)偏心部件的運(yùn)動狀態(tài) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 破碎機(jī)由空載轉(zhuǎn)到有載由于有間隙的存在，必然產(chǎn)生沖擊。由于第二種偏心部件 運(yùn)動狀態(tài)，它的沖程（間隙）較第一種偏心部件運(yùn)動狀態(tài)的笑，所以產(chǎn)生沖擊載荷較 ??；產(chǎn)品粒度也較整齊和比較小，但直襯套受力較大。 選礦廠細(xì)碎圓錐破碎機(jī)，力求有較小的排礦口，能得到更小的粒度的產(chǎn)品。因此 細(xì)碎破碎機(jī)必須采用第二種偏心部件的運(yùn)動狀態(tài)，也就是在偏心軸套的大傘齒輪上方 裝有平衡重并使，從而又能減弱慣性力和慣性立即對機(jī)場的振動和對機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)0M 的有害作用，達(dá)到破碎機(jī)平衡的目的。我所設(shè)計(jì)的 2100 標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)的偏心部分就 是這種運(yùn)動狀態(tài)的，即空載時(shí)，主軸靠在偏心軸套的薄邊，偏心軸套用厚邊壓在直襯 套上；有載時(shí)，主軸靠在偏心軸套的厚邊而偏心軸套還是用厚邊壓在直襯套上。 大傘齒輪的運(yùn)動狀態(tài) 圓錐破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏心軸套與直襯套與直襯套中間有較大的間隙而且偏心 軸套的厚邊總是壓向直襯套，所以大傘齒輪不是繞它本身的中心線 OO 旋轉(zhuǎn)而是直襯 套間隙 2C 之半為半徑繞破碎機(jī)中心線作圓周運(yùn)動。 11O O 一對傘齒輪正常嚙合時(shí)，必須是兩錐頂交于一點(diǎn)并且節(jié)線相重合。大傘齒輪這種 特殊的運(yùn)動狀態(tài)，不可避免的破壞了一對傘齒輪的正確嚙合條件。因此，在破碎機(jī)正 常工作中，在齒輪和傳動軸上產(chǎn)生很大的沖擊載荷和在齒面上產(chǎn)生附加的磨損。所以， 這種破碎機(jī)傘齒輪磨損特別嚴(yán)重，壽命很 短。 偏心部分的間隙 所謂偏心部件的間隙是指直襯套與 偏心軸套，主軸與錐襯套之間的間隙。 為了使破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在各摩擦表 面形成可靠的潤滑油膜，為了補(bǔ)償偏心部 件制造和裝配的誤差以及為了防止偏心部 件熱膨脹和變形卡住，偏向部件各摩擦表 面之間必須留有合適的間隙。間隙太小容 易發(fā)熱產(chǎn)生抱軸現(xiàn)象；間隙太大降低機(jī)器 使用壽命和產(chǎn)生沖擊與振動。 圖 3.13 大傘齒輪的運(yùn)動狀態(tài) 1直襯套 2偏心軸套 3大傘齒輪 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁 4 4 電動機(jī)的選擇及軸的計(jì)算電動機(jī)的選擇及軸的計(jì)算 4.14.1 主電動機(jī)的選擇及傳動比的分配主電動機(jī)的選擇及傳動比的分配 4.1.14.1.1 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機(jī)專用電動機(jī)，又根據(jù)式（3-9）選擇 JSQ1410-10 型電動機(jī)，額定功率 P0=200kw,同步轉(zhuǎn)速 n0=590r/min. 4.1.24.1.2 傳動比的分配傳動比的分配 根據(jù) 2100 標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)的實(shí)際工作的空偏心軸轉(zhuǎn)數(shù) nw=243r/min,得： 43 . 2 243 590 w o n n i （4.1） 4.24.2 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的選擇和計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的選擇和計(jì)算 0 軸（電動機(jī)軸）： KW 200 o P （4.2） r/min 590 o n （4.3） o o o n P T 6 1055 . 9 Nmm 66 1024 . 3 590 200 1055 . 9 （4.4） 1 軸（小齒輪軸）： KW 1980.98200 01 聯(lián) PP （4.5） r/min 590 01 nn （4.6） 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 1 16 1 1055 . 9 n P T Nmm 66 102 . 3 590 198 1055 . 9 （4.7） 2 軸（筒體） KW 184.340.950.98198 12 齒承 PP （4.8） r/min 243 w n （4.9） w n P T 26 2 1055 . 9 Nmm 66 1024 . 7 243 34.184 1055 . 9 （4.10） 4.34.3 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.14.3.1 齒輪的計(jì)算齒輪的計(jì)算 1 初步計(jì)算 （1）材料選擇 由文獻(xiàn)1表可知，選擇小齒輪的材料為 40Cr(調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，110 大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS. 選齒輪精度為 7 級。 （2）節(jié)錐角的計(jì)算 1 coti （4.11） “ 1 06222243 . 2 cotcot o arciarc （4.12） “54676730622290 “ 2 ooo 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁 （4.13） 由文獻(xiàn)2表可知，3314 8 . 15“062222cos 20sin 12 cos sin 2 2 1 2 min oa a h z （4.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 a h1 a h 取小齒輪齒數(shù)，19 1 z 17.461943 . 2 12 izz （4.15） 取大齒輪齒數(shù)。46 2 z （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 mm 30m （4.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm 5701930 11 mzd （4.17） mm 13804630 22 mzd （4.18） （5）錐距 mm 54.746 2 1380 2 570 22 222 2 2 1 dd R （4.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻(xiàn)3表可知， 910 齒頂高 mm 30301 m hh aa （4.20） 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁 齒頂圓直徑 mm 625“062222cos302570cos2 111 o aa hdd （4.21） mm 1403“546767cos3021380cos2 222 o aa hdd （4.22） 齒根高 mm 36)2 . 01 ()( mmchh af （4.23） 齒輪基圓直徑 mm 08.497)28 . 0 5 . 01 (570)5 . 01 ( 11 Rm dd （4.24） mm 4 . 1214)28 . 0 5 . 01 (1380)5 . 01 ( 22 Rm dd （4.25） （7）齒寬 由文獻(xiàn)2表可知， ，3314 mm 03.20954.74628 . 0 Rb R （4.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s 61.17 1060 59057014 . 3 1060 33 11 nd v （4.27） 4.3.24.3.2 齒輪的校核齒輪的校核 （）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)4表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即395 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁 u u bd KT ZZ R EHH 1 )5 . 01 ( 2 2 22 1 1 （4.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù) 電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)4表可知，取251 A K 平均分度圓直徑 mm 2 . 490)28 . 0 5 . 01 (570)5 . 01 ( 11 Rm dd 平均分度圓圓周速度 m/s14.15 60000 590 2 . 49014 . 3 60000 11 nd v m m 由文獻(xiàn)4 圖（a）可知，按，得；458766 . 2 100 1914.15 100 1