本科畢業(yè)論文 圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 100920508 年級(jí) 2010級(jí) 指導(dǎo)教師 二0一四 年 四 月 三十 日50圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生: 指導(dǎo)老師: 摘 要 在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境之下，我國(guó)各個(gè)行業(yè)在受到其他國(guó)家先進(jìn)技術(shù)沖擊的同時(shí)，與國(guó)外品牌企業(yè)的溝通交流的機(jī)會(huì)也變的越來越多。圓錐破碎機(jī)行業(yè)通過行業(yè)展會(huì)、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實(shí)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。在新的市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，礦山開采設(shè)備的更新和優(yōu)化升級(jí)更加迫切。國(guó)內(nèi)圓錐破碎機(jī)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場(chǎng)潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的圓錐破碎機(jī)械設(shè)備，在綠色環(huán)?；V山開采的轉(zhuǎn)變中揮積極作用。一般生產(chǎn)大型圓錐破碎機(jī)設(shè)備的企業(yè)對(duì)設(shè)備環(huán)保指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，都充分考慮到設(shè)備在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的種種問題，從而減少設(shè)備因?yàn)檎駝?dòng)或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)圓錐破碎機(jī)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的低碳經(jīng)濟(jì)、綠色世界主題保持一致。加大圓錐破碎機(jī)設(shè)備新型節(jié)能綠色環(huán)保圓錐破碎機(jī)的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)也迎合了國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 破碎機(jī)的發(fā)展與人類社會(huì)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(dòng)化方向發(fā)展。 本文介紹了圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)該圓錐式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)鏈短、效率高、易加工、使用和維護(hù)都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作。圓錐破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等，適用于中、細(xì)碎普氏硬度f=5-16的各種礦山和巖石，如鐵礦石、有色金屬礦石、花崗巖、石灰?guī)r、石英巖、沙巖、鵝卵石等。它工作時(shí)，電機(jī)通過三角帶、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)偏心套旋轉(zhuǎn)，動(dòng)錐在偏心套作用下做旋擺運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)錐和定錐時(shí)而靠近時(shí)而偏離。物料在破碎腔內(nèi)不斷受到擠壓、沖擊而破碎，破碎的物料經(jīng)篩選靠自重從下部排出。關(guān)鍵詞：圓錐破碎機(jī)；中心距；彎曲疲勞強(qiáng)度；彎曲許用應(yīng)力Abstract Under the global economic development environment,Chinas various industries in other countries by the advanced technology of impact at the same time.More and more enterprises with foreign brand communication opportunities will become Cone crusher industry through a variety of ways industry exhibition, scientific research cooperation A variety of approaches of scientific research cooperation Constantly improve their own strength and core competitiveness Shorten the gap with the developed countries. This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.Key word: cone crusher centre-to-centre spacing endurance bending strength shear or transverse bending.目錄摘要1Abstract2第一章 緒論3 1.1圓錐破碎機(jī)的發(fā)展概況.4 1.2圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用. 4 1.3各種圓錐破碎機(jī)的特點(diǎn).4 1.4圓錐破碎機(jī)的發(fā)展方向.5第二章 彈簧圓錐破碎機(jī)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).52.1圓錐破碎機(jī)的工作原理.52.2圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式5 2.2.1圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu).6 2.2.2圓錐破碎機(jī)的布置方式.6第三章 圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算.7 3.1電動(dòng)機(jī)的選擇及軸的計(jì)算.8 3.1.1主電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配.9 3.1.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇.103.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算.113.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.12 3.3.1齒輪的計(jì)算.12 3.3.2齒輪的校核.13 3.3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.14 3.4主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.14 3.5偏心軸套與止推盤的設(shè)計(jì).15 3.6破碎錐的擺動(dòng)次數(shù).15 3.7電動(dòng)機(jī)功率.15 3.7.1結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇與計(jì)算.16 3.7.2分礦口與接礦漏斗.16 3.7.2給礦口與排礦口寬度.17 3.7.3嚙角.17 3.7.4偏心距和動(dòng)錐擺動(dòng)行程.18 3.7.5破碎腔的平行碎礦區(qū).18 3.8帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).18 3.8.1設(shè)計(jì)功率.19 3.8.2選定帶型.19 3.8.3傳動(dòng)比.20 3.8.4小帶輪基準(zhǔn)直徑.20 3.8.5大帶輪基準(zhǔn)直徑.21 3.8.6 帶速驗(yàn)算.22 3.8.7 初定軸間距.22 3.8.8 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度.23 3.8.9 實(shí)際軸間距.24 3.8.10 小帶輪包角.26 3.8.11單根V帶的基本額定功率.27 3.8.12 時(shí)單根V帶型額定功率增量.27 3.8.13 V帶的根數(shù).27 3.8.14 單根V帶的預(yù)緊力.28 3.8.15作用在軸上的力.28 3.8.16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸.28 3.9壓縮彈簧的設(shè)計(jì).30第四章各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算.31 4.1滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算.32第五章圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué).34 5.1圓錐破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué).36 5.2圓錐破碎機(jī)的動(dòng)力學(xué).37致謝40參考文獻(xiàn)41第一章 緒論 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核動(dòng)力裝置等等。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識(shí)過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 隨著社會(huì)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(guó)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(jí)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(huì)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(dòng)化方向發(fā)展。1.1 破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)從1953年開始生產(chǎn)側(cè)面排礦的旋回破碎機(jī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造中心排礦的500、700、900、1200旋回破碎機(jī)之后，為了適應(yīng)水泥行業(yè)的需要，1959年又制造了700、1000、1200鱷式破碎機(jī)，并制造了500、700、900、1200、底部單缸液壓旋回破碎機(jī)。 為了滿足冶金工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970年研制了大型旋回破碎機(jī)。也曾設(shè)計(jì)制造頂部單缸900液壓旋回破碎機(jī)，并裝有自動(dòng)調(diào)整排料口與過鐵報(bào)警裝置，但在某礦使用不佳。經(jīng)過多年實(shí)踐摸索，于80年代研制1200/140輕型底部單缸液壓旋回破碎機(jī)，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。近幾年又研制出PX1400/170底部單缸液壓旋回破碎機(jī)，其設(shè)計(jì)能力為1750th/，實(shí)際達(dá)到2508th/，是設(shè)計(jì)值的1.6倍，同時(shí)其排料中細(xì)顆粒含量較多，大于排料口尺寸的顆粒僅占17.4%。 目前機(jī)械式旋回破碎機(jī)將逐漸被液壓旋回破碎機(jī)所代替。圓錐破碎機(jī)是1953年開始仿蘇2100和1“O彈簧圓錐破碎機(jī)而設(shè)計(jì)。1954年開始自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了1200彈簧圓錐破碎機(jī)。1958年又設(shè)計(jì)制造了大型2200彈簧圓錐破碎機(jī)。70年代已研制出1200，1650，2200多缸液壓圓錐破碎機(jī)的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復(fù)研制與實(shí)踐，相繼克服了舊系統(tǒng)彈簧不足，零件強(qiáng)度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺點(diǎn)，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列彈簧破碎機(jī)有600，900，1200，1750，2200五個(gè)規(guī)格十四種腔型，底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)有900，1200，1650，2200四個(gè)規(guī)格十二種型腔。 目前圓錐破碎機(jī)己達(dá)到系列化，規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度，可以說產(chǎn)品齊全，使用可靠，深受國(guó)內(nèi)外用戶歡迎。特別是上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司是破碎機(jī)專營(yíng)廠家，其破碎機(jī)質(zhì)量?jī)?yōu)良馳名國(guó)內(nèi)外。總體上講，國(guó)產(chǎn)圓錐破碎機(jī)與世界先進(jìn)國(guó)家同類型破碎機(jī)比較，在質(zhì)量和性能上還有差距。為趕超世界先進(jìn)水平，近年沈陽重型機(jī)器廠引進(jìn)美國(guó)諾得貝格(Nordberg)公司西蒙思S(ymons)旋盤式圓錐破碎機(jī)技術(shù)(Gyrdasiocrushesr)，并合作生產(chǎn)系列圓錐破碎機(jī)產(chǎn)品。此外，某選礦公司引進(jìn)美國(guó)阿利斯卡爾默斯(Allis一Chalmer)s公司(以下簡(jiǎn)稱AC公司)底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)和旋盤式破碎機(jī)。某銅礦引進(jìn)美國(guó)AC公司中細(xì)碎液壓圓錐破碎機(jī)。有的水電站采用48ni和66ni旋盤破碎機(jī)，用與人工造沙。600、900破碎機(jī)在某金礦使用效果也很好。1.2 圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用圓錐破碎機(jī)適用于冶金、建筑、筑路、化學(xué)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(chǎn)品顆粒大小不同，又分為很多型號(hào)。破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。圓錐破碎機(jī)破碎比大、效率高、能耗低，產(chǎn)品粒度均勻，適合中碎和細(xì)碎各種礦石，巖石。1.3 各種圓錐破碎機(jī)的特點(diǎn) 國(guó)內(nèi)外圓錐破碎機(jī)有許多類型，各型破碎機(jī)性能 都不一樣，同一種機(jī)型，不同的生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品性能也會(huì)有所不同。現(xiàn)就國(guó)內(nèi)已有的圓錐破碎機(jī)各機(jī)型與性能進(jìn)行比較，從中可以看出哪種破碎機(jī)的性能更優(yōu)越，進(jìn)而找出圓錐破碎機(jī)的發(fā)展方向。 由于西蒙斯破碎機(jī)的性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的彈簧式圓錐破碎機(jī)，所以近年來國(guó)內(nèi)各破碎機(jī)制造廠紛紛開發(fā)這種破碎機(jī)，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)彈簧圓錐破碎機(jī)越來越少。近年來，新制訂的彈簧圓錐破碎機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(報(bào)批稿)與西蒙斯圓錐破碎機(jī)的參數(shù)基本相近，故傳統(tǒng)彈簧圓錐破碎機(jī)遲早會(huì)被淘汰。表1給出了諾得伯格公司的西蒙斯、旋盤式、G型單缸液壓圓錐破碎機(jī)和HP系列多缸液壓圓錐破碎機(jī)的主要性能指標(biāo)。由表1數(shù)據(jù)可知，生產(chǎn)能力最高和能耗最低的是HP系列破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度也是HP系列破碎機(jī)最好。 旋盤式破碎機(jī)能耗高，而其產(chǎn)量又比西蒙斯破碎機(jī)稍低，然而小于5mm粒級(jí)的產(chǎn)量大于西蒙斯破碎機(jī)，因此，該機(jī)雖然能耗高，但它可給下段磨機(jī)提供更多的細(xì)粒原料，使磨機(jī)達(dá)到“多碎少磨”的節(jié)能效果。從這個(gè)觀點(diǎn)來說，旋盤式破碎機(jī)優(yōu)于西蒙斯破碎機(jī)，但不如HP系列破碎機(jī)。所以，諾得伯格公司自稱HP系列破碎機(jī)為新的第三代產(chǎn)品。G型破碎機(jī)與西蒙斯破碎機(jī)相比還是優(yōu)于彈簧破碎機(jī)。從上述4種破碎機(jī)的比較結(jié)果可知，旋盤式與HP系列破碎機(jī)采用層壓破碎原理，可以實(shí)現(xiàn)選擇性破碎，所以這兩種機(jī)型性能優(yōu)越；而HP系列破碎機(jī)不僅采用層壓破碎，又是一種高能圓錐破碎機(jī)，所以它的性能更加優(yōu)越。Svedala集團(tuán)生產(chǎn)的H1000系列和山特維克公司生產(chǎn)的H1800系列單缸液壓圓錐破碎機(jī)都是來自美國(guó)阿利斯一查爾默斯Allis-Chalmars)公司(簡(jiǎn)稱AC公司)的H系列高能圓錐破碎機(jī)。山特維克公司稱H1800系列是第三代產(chǎn)品，也是一種高能圓錐破碎機(jī)。慣性圓錐破碎機(jī)也是一種高能圓錐破碎機(jī)?，F(xiàn)將上述3種高能圓錐破碎機(jī)的主要性能列于表2。由表2數(shù)據(jù)可知H-8000超細(xì)型與HP700細(xì)型相比，后者粒度細(xì)，產(chǎn)量高，能耗低，但前者破碎比稍大些。H-8000細(xì)型與HP700中型相比，后者產(chǎn)量高許多，能耗也比較低，但HP700質(zhì)量并不輕，因?yàn)楸?中的質(zhì)量不包括破碎機(jī)液壓系統(tǒng)部分。H-8000細(xì)型K-2200慣性破碎機(jī)相比，后者性能優(yōu)于前者，但它的質(zhì)量是前者的2.1倍，慣性破碎機(jī)破碎比很大，可以簡(jiǎn)化破碎工藝流程，這又是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。K-2200與HP700中型破碎機(jī)相比，后者粒度10mm以下產(chǎn)290t/h比前者12m以下的產(chǎn)量300t/h少10t/h，但粒度2mm；后者能耗為1.724kWh/t，前者為2.00kWh/t；從破碎機(jī)質(zhì)量來看，前者為140t，但它的破碎比較大，這兩種破碎機(jī)性能都比H1000系列破碎機(jī)優(yōu)越。原因是雖然表2中列舉的破碎機(jī)都屬高能破碎機(jī)，但H1000系列破碎機(jī)不是采用層壓破碎原理，不能實(shí)現(xiàn)選擇性破碎。此外，H1000系列和G型破碎機(jī)同樣具有前述單缸液壓圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且?guī)в凶钕冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。山特維克H1800系列比H1000系列破碎機(jī)更優(yōu)越，可以認(rèn)為它是一種高能層壓圓錐破碎機(jī)。通過前述比較可以認(rèn)為HP系列和H1800系列破碎機(jī)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的兩種破碎機(jī)，并受到國(guó)內(nèi)外用戶的好評(píng)。 1.4圓錐破碎機(jī)發(fā)展方向 從前述的兩種圓錐破碎機(jī)發(fā)展歷程可知，HP系列圓錐破碎機(jī)，先是對(duì)破碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，第二階段是將“層壓破碎”用于圓錐破碎機(jī)，第三階段是完成了“高能層壓”圓錐破碎機(jī)；H1800系列圓錐破碎機(jī)，先是對(duì)老單缸機(jī)的改進(jìn)、第二階段是提出了“高能”圓錐破碎機(jī)、第三階段進(jìn)一步完善高能圓錐破碎機(jī)、第四階段完成了“高能層壓”圓錐破碎機(jī)。雖然兩種破碎機(jī)發(fā)展創(chuàng)新之路不同，但最終結(jié)果是一樣的，都研制成了高能層壓圓錐破碎機(jī)。他們的圓錐破碎機(jī)發(fā)展創(chuàng)新之路，對(duì)我們研制開發(fā)新型圓錐破碎機(jī)很有啟發(fā)。 圓錐破碎機(jī)發(fā)展方向就是借用HP多缸機(jī)的優(yōu)越性能和吸收單缸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)并把兩者的優(yōu)點(diǎn)集中到一種圓錐破碎機(jī)上。這樣，就會(huì)創(chuàng)新出一種既具有多缸機(jī)性能優(yōu)越又有單缸機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的新型圓錐破碎機(jī)，這就是走引進(jìn)、消化吸收，再創(chuàng)新的發(fā)展創(chuàng)新之路。 破碎機(jī)的研制首先是使它能夠借用層壓破碎原理達(dá)到選擇性破碎的目的。為此，圓錐破碎機(jī)創(chuàng)新的基本點(diǎn)是，采用優(yōu)化腔型，大底錐角、大擺程、高擺頻，對(duì)破碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組合再輸入高能量。 綜合分析結(jié)果，在上述創(chuàng)新基點(diǎn)和創(chuàng)新途徑的基礎(chǔ)上我們找到了圓錐破碎機(jī)創(chuàng)新之路并設(shè)計(jì)出了這種獨(dú)特的圓錐破碎機(jī)。所謂獨(dú)就是我們獨(dú)家所有，有所謂特就是特點(diǎn)，這種破碎機(jī)集中了HP系列和H1800系列圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并克服了它們各自的缺點(diǎn)。目前，浙江雙金機(jī)械集團(tuán)有限公司正在研制這種破碎機(jī)。第二章圓錐破碎機(jī)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1圓錐破碎機(jī)的工作原理工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪或聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸和圓錐部在偏心套的迫動(dòng)下繞一固定作旋擺運(yùn)動(dòng)，從而使圓錐破碎機(jī)的破碎壁時(shí)而靠近又時(shí)而離開固裝在調(diào)整套上的軋白壁表面，使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊，擠壓和彎曲作用而實(shí)現(xiàn)礦石的破碎。在不可破異物通過破碎腔或因某種原因機(jī)器超載時(shí)，彈簧保險(xiǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)，排礦口增大，異物從破碎腔排出，如異物卡在排礦石可使用清腔系統(tǒng)，使排礦繼續(xù)增大，使異物排除破碎腔。在彈簧的作用下，排礦口自動(dòng)復(fù)位，機(jī)器恢復(fù)正常工作。2.2圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式 2.2.1圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 圓錐破碎機(jī)的組成部分主要有機(jī)架部分；傳動(dòng)軸部分；偏心軸套部分；球面軸承部分；動(dòng)錐部分；調(diào)整環(huán)部分。 2.2.2布置方式 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪或聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸和圓錐部在偏心套的迫動(dòng)下繞一固定作旋擺運(yùn)動(dòng)，從而使圓錐破碎機(jī)的破碎壁時(shí)而靠近又時(shí)而離開固裝在調(diào)整套上的軋白壁表面，使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊，擠壓和彎曲作用而實(shí)現(xiàn)礦石的破碎。在不可破異物通過破碎腔或因某種原因機(jī)器超載時(shí)，彈簧保險(xiǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)，排礦口增大，異物從破碎腔排出，如異物卡在排礦石可使用清腔系統(tǒng)，使排礦繼續(xù)增大，使異物排除破碎腔。在彈簧的作用下，排礦口自動(dòng)復(fù)位，機(jī)器恢復(fù)正常工作。第3章 圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1主電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 3.1.1電動(dòng)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(dòng)機(jī)，又根據(jù)工況選擇YZR280M-10型電動(dòng)機(jī)，額定功率P0=55kw,同步轉(zhuǎn)速n0=556r/min.3.1.2傳動(dòng)比的分配根據(jù)PYB900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=335r/min,得： （3.1）3.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：KW （3.2） r/min （3.3） =Nmm （3.4）1軸（小齒輪軸）：KW （3.5） r/min （3.6） =Nmm （3.7）2軸（筒體） KW （3.8） r/min （3.9） =Nmm （3.10）3.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1齒輪的計(jì)算1初步計(jì)算（1）材料選擇 因傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度241HB286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度229HB286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級(jí)。（2）節(jié)錐角的計(jì)算 （3.11） （3.12） （3.13）由文獻(xiàn)2表可知， （3.14）式中，齒頂高系數(shù)，。取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。（3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16）（4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18）（5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑由文獻(xiàn)3表可知，齒頂高mm （3.20）齒頂圓直徑mm （3.21）mm （3.22）齒根高mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25）（7）齒寬由文獻(xiàn)2表可知， mm （3.26）（8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27）3.3.2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 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)4表可知，取平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s由文獻(xiàn)4 圖（a）可知，按，得；由文獻(xiàn)4 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，；由文獻(xiàn)4表可知，； 由文獻(xiàn)1表可知，彈性系數(shù)； 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 計(jì)算得， MPa（1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力由文獻(xiàn)4 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.29）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa 最小安全系數(shù) 由文獻(xiàn)1，10-13可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 由文獻(xiàn)1 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， 尺寸系數(shù) 工作硬化系數(shù)，按 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，計(jì)算得， MPa（3）由于MPaMPa，故安全。（）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根應(yīng)力的計(jì)算由文獻(xiàn)4表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.30）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn)1表可知， ， 由文獻(xiàn)1表可知， ， 計(jì)算得， MPa（2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)4表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.31）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 彎曲疲勞極限MPa 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， 彎曲疲勞的尺寸系數(shù)計(jì)算得， （3）由于MPaMpa，故安全。3.3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步確定軸的直徑mm （3.32）根據(jù)工作條件，取mm（2）傳動(dòng)軸受力分析N （3.33） N （3.34） N （3.35）圖4.1 傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖（3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力垂直面支反力：由，得： （3.36） 由，得： N （3.37）水平面支反力：由，得： （3.38） N由，得： N （3.39） （4）作彎矩圖：垂直面彎矩圖：C點(diǎn) Nmm （3.40）水平面彎矩圖：C點(diǎn) Nmm （3.41）合成彎矩圖：C點(diǎn)Nmm （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩T圖： Nmm （6）校核軸的強(qiáng)度：按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)1，15-5可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （3.43）選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)1表可知，MPa。因此，故安全。（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù) mm （3.44）抗扭截面系數(shù) mm （3.45）截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46）截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48）軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)1表可知，MPa，MPa，MPa。由文獻(xiàn)1 附表可知，用插入法求出 ，軸按精車加工，由文獻(xiàn)1 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，固得綜合系數(shù)為 （3.49） 由文獻(xiàn)1 ，可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52）故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。截面V右側(cè)抗彎截面系數(shù) mm抗扭截面系數(shù) mm截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)1附表查取。因， ，又由文獻(xiàn)1附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ，故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)1，附為 （3.53） 由文獻(xiàn)1附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為由文獻(xiàn)1附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。3.4主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算主軸是圓錐破碎機(jī)的最關(guān)鍵零件，對(duì)于保證破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和提高破碎機(jī)能力有著重要的意義。主軸設(shè)計(jì)首先是確定它的受力情況。破碎機(jī)工作時(shí)，由于制造、安裝、檢修等原因，常會(huì)出現(xiàn)主軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按主軸處于最不利的這種情況，作為主軸受力狀態(tài)，并且按承受最大破碎力和正常破碎力F兩種集中載荷（圖4.9）計(jì)算主軸的強(qiáng)度。取動(dòng)錐為分離體，用圖解可以求得和對(duì)O點(diǎn)