反击式破碎机总体结构设计

反击式破碎机总体结构设计

子总质址与电动机功率的比值m I 。

图3-2 M 钢板傲成閲盘叠合而成的转子结构 Fig 3-2 ThiCk Steel PIate CoInPOSite StrUCtUre Of rotor

农3-1反击式破碎机转子参数

Table 3-! CoUnleraUaCk CrUSher rotor ParanleIerS

机 碎数

破

参

子

质kg

转

总S/

个锤址

单板质如 d(tiΛg

锤-1J

质朋

板址总?/

动功

电机

率∕kw

S

3 2

75

5720 S 5 2 7 3 =I Iso

128 S

320

3

6 2

.26 3

转子质虽计算，表3-2中给出反击式破碎机总质虽Z 比值与电动机功率的比值， 从这些比值数据说明破碎机转子质显:和功率基本是匹配的，所以我们可以很据转子 总质虽:与电动机功率的比值初步计算转子质虽。设转子总质址为M ，电动机功率为 P 两者比值为M∕P=31kg∕kw,依据表3」可知电动机功率P 计算M 值。转子产生 的功能W 不但与M 有关，而且与转子角速度、转子结构有关，即W=JWS 假若W 一定与转子转动惯SJ = ∑Mr 2有关；同样M 值f? Pr 值不同得到不同的转动惯量J 值，则产生不同的动能W 值.在刚度、强度允许条件下，在设计转子结构时，应 该尽虽增加r 值.进而可用较小质量产生较大的动能。综上分析，不但要重视转子 质量而且要重视转子结构的设计，从减少板锤磨损及增加破碎效果的观点看，向着 增加转子质量M ,减少转子速度方向发展。

a 3-2反击式破碎机总质址的比值与电动机功率的比值

3.1.1板锤结构形式与数Ll

板锤是破碎机易损件，因此其耐磨性能或者说使用寿命是非常关键的，而板锤材料决定着其破损难易程度。早期板锤材料大多采用高镭钢材料，因此反击式破碎机不能破碎便岩，如今采用高铅铸铁制造板锤，材料KmTBCr26、KnIrBCr2(),后者打击物料速度高于前者，使用寿命比cr2()的板锤高，因此采用高铅铸铁材料板锤的反击式破碎机可以破碎便岩等物质。破碎机板锤形状选择是易于紧固及制造并且便用寿命长：板锤质虽合理取值很重要表3-1中给出三种不同规恪反击式破碎机板锤质虽占转子总质虽的百分数。

板锤紧固方法有：i)楔块紧固法，用楔块塞入板锤与转子间的相应槽孔内使其紧固，依据楔块作用力方向及位过如图3-3c,楔块紧固法工作可靠及装卸方便，由于消除了板锤与转子间的相对串移从而转子磨损减轻，但是采用螺栓拉紧楔块，螺纹容易变形受损甚至断裂，螺纹变形时给板锤的拆装造成很大困难。为了克服上述弊病，采用液压式楔块紧固法图3-3d,它利用油缸内的柱塞，卸掉支座与楔块吊起板锤进行更换或换向，这种紧固方法安全可靠且维护及更换方便。ii)螺栓紧固法，板锤借助螺栓紧固于转子的板锤座上图3-3a.板锤座带榨状并利用榨口承受板锤工作的冲击力，避免螺栓受剪及提高螺栓连接的可靠性。iii)嵌入紧固法,板锤从侧而插入转子的沟槽中，为了防止轴向窜动，两端用压板定位图3-3C,由于去掉了紧固螺栓从而提高了板锤工作的可靠性，利用板锤回转时产生的离心力与撞击破碎时的反力紧固口锁，转子易受磨损处制成可更换的结构形式，因此装卸简便及制造容易。

经过研究分析及调研可得，嵌入紧固法和楔块紧固法虽然更换方便及工作可靠，但是其金属利用率普遍较低图3-3c所示为改进后的嵌入紧因法，采用带恪式板锤且板锤而上带有纵向槽因而金属耗虽大为减少，同时工作而调换四次轮换便用从而增加便用寿命,故一般用于规恪大的破评机。螺栓紧固法的板锤利用率较高，板锤磨损后更换方便，适宜中、低冲击载荷，故一般用于中、小规恪的破碎机。故木文设计选用螺栓紧固法。

图3-3板锤固定方法

Fig 3-3 HaInn?er Plate fixed InethOd

a-螺栓紧固；b-榛块饋固；c 、d-楔块紧固；e-改进后的嵌入紧固；f-嵌入紧固

板锤数口受转子直径影响，转子直径越小板锤数越少，通常转子直径D<0.5m 可装3?6个板锤，直径D=()?5?2m 可装6_20个。对于硬物料或破碎比较大板锤 数口应多些，不管装儿个板锤，都必须保证物料到卸载点时刚好与板锤相遇原则， 将式(3?2)及式(3-3)中的转子运转时，两相邻板锤通过给料点的间隙时间假设为I, 则：

60[初_ z (硏+ 5J]

小…

I=

----

皿一

- (3

'

2)

式中 Z —板锤数口

$ —板锤厚度‘ m 爲一板锤座厚度M

n —转子转速,r/ min D —转子直径.m<

物料在I 时间内应深入锤击区深度为h,则：

I= ，

(3-3 )

y ∣2gi∕

式中 h —板锤高度，m ：

H-物料下落的高度，m ： g —垂力加速度，m∕s'

将式(3?2)代入式(3-3)并经整理，则求得板锤数口 Z 为:

式中符号同前，本文设计根据公式ZIul8。

5 + E

πD

(3-4)

3.1.2主轴与轴承计算

由于作用在主轴二载荷大小瞬间不同，其持续作用时间很短，千分之儿秒而以，外载荷计算与实际破碎情况有很大出入.所以我们计算轴强度作为参考，在主轴上的作用力如转子重力几、转子外端圆周力円及板锤的不平衡力F3,其合力F(N)为：

F= ( F1+F2+F3) Ko (3-5)

1800

式中K O-冲击系数,粗碎K o=3.0：中碎Ko=I.5：细碎Ko=I.2

n—转子转速,r/min：

r_转子外端半径，m：

“一轴承摩擦阻力系数，一般取0.03：

口一轴承滚柱滚动而半径，m =

主轴分析受力图如图34,图中6, 02点为转子和主轴热压配合的端点,RhR2

为轴承支点。(L=80)

作用在主轴上的弯矩Mm (N.m)为：

Mm=^L (3-8) 作用在主轴上的扭矩Mn

Mπ=9550- (3-9)

/2

作用在主轴上的当虽弯矩Md (N.m)为：

M d=( M2nι+ M2n),z2(3-10) 己知当虽弯矩后，计算主轴的儿何尺寸，计算结果符合破碎机，

经过上而对转子设计及分析，确定转子的三维模型结构示意图3-5,为进一步研究破碎机奠定基础。

其中

9550Z,

nr

(3-6)

(3-7)

图34主轴受力分析Fig 3-4 The

SPindle force analysis

图3-5反击式破碎机披子

Fig 3-5 COUnleranaCk CrUShe r rotor

3.2反击式破碎机破碎腔设计

破碎机破碎腔由进料导板、两级反击板及导板卸载点到二级反击板排料U的恻弧构成的空间组成.其包含的结构参数见图3-6,依据经验以转子中心及转子直径D为基准來确定破碎腔结构参数转子长度及直径前而己经给出，这里直接JR用。

图破碎腔结构参散

Fig 3-6 CrUShing CaVily StluClUle ParalneterS

为了选择破碎机破碎腔结构参数的合理，将反击式破碎饥破碎腔结构參数统计结果列于表3-3中进行对比，达到破碎腔结构参数最优。

? 3以反击式破碎机破碎腔结构参数

Table 3-3 COUnteralIaCk CrUSher CrUShing CaVity StrUCtUre ParaIneterS

β <°)α<0)δ(0)Y<0)θl (°)O2 (°)f>X y0

4744>268177()0.16D DΛ).75<)0D/3.2608D/1.0714

603026015600.18D DΛ).6292D/5.0203D/1.2552

5550>27()15690.2OD D/0.8937D/3.8648D/1.I259

453027319770.2OD DΛ).825D/6.IKX)D/1.3197

观察上图3?3可知，反击式破碎机物料沿导板进人破碎腔，导板倾角B决定着物料的下滑运动轨迹，当导板倾角B变化时物料下滑轨迹IIh线相应改变，因此该值取值范I荊需要认真考虑的。P角在45°~60°之间表3?3与实际情况符合，导板倾角B越大则物料沿导板下滑速度越快：B角越小下滑越慢甚至堆料现象产生。B角大则增加破碎机高度，B角小反之。设计过程中，其它条件允许情况下应该尽角越小，同时考虑物料滑出导板与板锤相遇的关系。假如物料滑出导板离开卸载点然而板锤尚未来到称为板锤滞后现象：假如板锤刚好到位然而物料未滑出导板称为板锤超前现象：破碎效果最佳是板锤与滑出导板的物料刚好相遇。从表3-3数据可知，导板卸载点α=30o-50o, U角小则降低破碎机高度、减轻机重及增加破碎腔圆弧长度取α最小值30°oδ角是板锤外圆切线即物料冲向反击板运动方向与反击板垂线间夹角如图3-3 KZ δ=20左右，物料垂直冲撞反击扳表而时破碎效果最佳且减少衬板磨损。假设δ=0°物料垂直冲撞反击板而形成一条渐开线反击板Illl线，由于难制造渐幵线，一般反击板形式主要有弧线即折线两种。由ΘH e?n及J值确定反击板一级排料口处一段反击板的位过，表3?3得θ1= 15°,另外两种规l?θ1>150由于二级反击板排料口全部偏向转子水平中心线JIZΘ1=150-190≡eπun=O.ID图3-3所示反击板具有两段折线，假如反击板有三段折线则第三段L值不相同，这是由反击板本身结构及悬挂点所决定的。研究分析可知，二级反击板应尽可能靠后且排料口下端靠近转子水平中心线取6炉?77°见表3?3, %值大则细碎效果越明显。二级反击板二段与一级反击板三段间相互位过是由y角确定y HZ 6O a-73o:确定％及C nU n后则二级反击板二段位过由y角大小确定，从而基木确定二级反击板位过，破碎机破碎腔设计基本完成。表3-3可知，规恪不同破碎机其破碎腔圆弧长度不同，其对应转子角度θ=θ2 十(90%)不同，％大则圆弧长度好。归结如下破碎腔主要结构参数表3-4,表3?3中数据以转子中心及转子直径为基准所得，设计出符合实际要求反击式破碎机。

?3-4破碎机主婆结构参数