Mπ=9550-(3-9)
/2
作用在主轴上的当虽弯矩Md(N.m)为:
Md=(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。
图3-5反击式破碎机披子
Fig3-5COUnleranaCkCrUSherrotor
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
Fig3-6CrUShingCaVilyStluClUleParalneterS
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。
⅛3以反击式破碎机破碎腔结构参数
Table3-3COUnteralIaCkCrUSherCrUShingCaVityStrUCtUreParaIneterS
β<°)
α<0)
δ(0)
Y<0)
θl(°)
O2(°)
f
>
Xy0
47
44
>2
68
17
7()
0.16D
DΛ).75<)0
D/3.2608
D/1.0714
60
30
2
60
15
60
0.18D
DΛ).6292
D/5.0203
D/1.2552
55
50
>2
7()
15
69
0.2OD
D/0.8937
D/3.8648
D/1.I259
45
30
2
73
19
77
0.2OD
DΛ).825
D/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3-3KZδ=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Θhe»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l⅛θ1>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yHZ6Oa-73o:
确定%及CnUn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。
⅛3-4破碎机主婆结构参数
TabIe3-4CrUSherInainStrUCtUreParameterS
卩<°)
a<°)“°)
Y
Ol<°)
O2<°>
f5min
Srnin
47-60
30I〜2
60〜73
15-20
>6Q≤90
0.16D-0.2D0.0ID
0.ID
反击板是组成破碎机破碎腔关键部分Z—其设计就是腔型设计。
破碎腔进料口低且大,第二级反击板靠后且下端排料口接近转子中心水平线。
图3-7两段反击板的破碎机(洌,其较大的给、排料口尺寸及B角,因此渐幵线与反击板离得比较远。
第一段反击板折线应该更加靠近渐开线,但是不管怎样也无法制作按渐开线的反击板,以A为卸载点基准,其抛射出去的物料方向垂直于第一段反击板即δ=r〜2。
,大约转过25。
左右的反击板,被抛出的物料止碰撞F第二段反击板。
中、细碎反击式破碎机如图3-8,反击板有三段折线、较小排料口及B角,因此渐开线与反击板离得比校近,反击板第二段更加近似F渐幵线,物料从A点抛射出且方向垂直于反击板第一段flzδ≈2°o当大约转过板锤20°,反击板第二段止碰撞于被抛射出去的物料:
当大约转过板锤40°,第三段反击板与被抛射的物料止碰撞。
依据实际反击板磨损情况可知,物料重要破碎段是破碎腔从A点射线到达反击板上交点起往下到反击板排料口这个区段即反击板排料口附近。
依据分析得反击板折线设计方法:
对反击板两段,布过第一段反击板依据给料口尺寸B及δ=0o,从A点转过大约25"板锤取δ=0°,考虑反击板第一级排料口最小尺寸elmiπ=0.1D和θ1=150及y≈60"反击板第二段的位过就可确定。
确定反击板第二级方法:
过反击板第一级排料口作一条水平线垂直于反击板第二段表而,依据反击板第二段排料口最小尺寸e2min=0.01D反击板第二级位过可确定。
对反击板三段,依据给料口尺寸B及8=()。
布过反击板第一段,转过大约2(尸板锤,布过反击板第二段JlZδ=OOo转过大约40。
板锤,考虑eg及G1=I9°布过反击板第三段取δ=()j反击板第二级二段,依据γ≈73o确定,反击板第三段的位宜确定可依据Θ2=66o-77o及排料口尺寸e2min=0.01D,条件允许下,中、细破碎机$取大值则提高产品质虽、易于制造折线反击板。
设计反击板包含其形状、位过及级数等,设计反击板形状就是反击板Illl线的设计。
破碎机筛算采用耐磨铸件做成是易损件Z—,经过大虽的调研发现算板磨损会使锤头和算板间间隙变大影响破碎及排料效果:
同时观察到算板和筛板做成组合件更换方便,因为算板磨损后需要更换拆卸,整体组合件卸下简便且筛板设计成可调结构,调整磨损算板继续使用,直到算板变薄强度变差无法使用为止,这样筛板的使用时间更长,达到节约材料及成木的经济效益。
本设计的算板和筛架组合装配件图3-9,算板装在用碳钢焊接而成的筛架上,资料分析可知,筛算缝隙的大小直接控制破碎后物料粒度,粗碎按15〜2倍的成品物料粒度取值,细碎时按3〜6倍成品物料粒度取值。
算扳采用窗格划分形式,其均匀性直接影响到破碎物料粒度,同时算板还容易堵塞造成经常需要停机检测,导致破碎效率低,为了克服上述问题,在设计过程中我们把算板弧线做成尽可能大且算板窗格划分更均匀同时减小格间的间限,格子形状结构做成倾斜形且随着算板厚度不同倾斜角度逐渐改变,物料落下时与算板的摩擦尽可能的小,减少物料在算板上的停留时间,达到提高破碎效率的目的<■
图3-9算板和筛架组合装配件
Fig3-9BiPIateandSCreenframeassemblyParlS
3.4机架设计及影响因素
如今设计破碎机机架主要依据传统经验结论.即确定破碎腔尺寸,然后通过类比确定其前、后、侧璧的截面形状和结构尺寸。
通常新机型设计即完美又推广应用,需要深入研究了解其各部分工作性能及结构改进和优化。
其中郎宝贤武汉冶金科技大学研沈机架结构设计达到了原则及理论性高度指出,设计机架的结构必须遵循以下原则:
(1)机架依据受力,设计时要考虑其刚度及强度要求:
(2)要考虑工艺性制造:
(3)要考虑外观.为了追求美观忽视强度问题及强度盲Ll加强,导致浪费材料。
工作过程中机架承受很大的冲击载荷,所以其应具有足够刚度及强度,通常是用制造和结构的观点来确定机架断而尺寸,仅仅强调其安全可靠性,却忽视了它的经济性,因而造成机重大、成本高的缺陷。
为了节约金属、减轻机重、降低成本,应用解析法合理地计算机架的断而尺寸是非常必要的。
确定了反击式破碎机机架强度的决定因素,在设计机架时要充分考虑所承受的力,重视机架的强度对反击式破碎机的彤响,采用结构上的优势克服所承受的反作用力,提高破碎效率及延长使用寿命。
反击式破碎机机架强度的决定因素:
(1)机架的的断而尺子,通常都是用制造和结构的观点来确定机架的断而尺子,只强调它的安全性,却忽视了它的经济性,因而造成机重大、成本高的缺陷。
为了节约金属、减轻机重、降低成本,应用解析法合理地计算机架的断而尺子是非常必要的。
(2)重虽、成本及安装因素:
由于反击式破碎机在工作时。
其机架承受着非常大的冲击力,所以在设计铸造时应给了其足够的抗压强度,但是有些厂家在进行设计时,只考虑它的可靠性,忽视它的重虽、成本以及安装方而的因素,而造成机身笨重、成本过高,这给生产使用工作带来麻烦,而且造成金属的浪费。
(3)机架的抗压强度:
既然机架的强度那么重要,我们应该加强它的抗压强度,从结构上来看,反击式破碎机的下部机架是由筋板和外壳组成,从而保持住系统的平衡状态。
机架结构存在的问题突出地表示在以下儿方而:
(一)结构构成的多样性,在属于同一类工况并且客户需求相差不大的产品中,机架的结构构成由F设计的随意性,导致了它的多样性:
(二)零件形状的多样性,机架的零件多为规则或不规则形状的板件,设计的随怠性导致不少功能相冋的零件在形状或参数方而表现岀多样性:
(三)库存材料的多样性,对已有机架的统计分析表明,产品70%左右的材料耗用在机架上,而机架所用板材由于设计的随意性而呈现出多种变化。
通用破碎机机架采用钢板焊接而成,其沿转子水平中心线分成上机架和下机架曲部分,用螺栓固定在一起,上下机架间设过转紬,使非加料一侧的上机架在折掉连接螺栓后可以绕转旋转打开,这样在检修和更换锤头时更为方便,本文根据转子直径D和转子中心为基准来选择破碎腔结构参数及确定尺子,根据破碎腔尺子得到机架的示意图3-10o
图410反击式破碎机机架Fig3-10COUHterattaCkCrUSherframe
3.5破碎机模型装配
口前,虚拟装配在工程设计中的应用越来越广泛,参数化设计成为一种趋势。
Pro∕Enginccr4.0三维软件能实现参数化设计为设计人员从概念设计、参数化设计和详细设计三阶段提供优化平台。
破碎机装配是一个复杂的过程,但是Pro/Enginccr4.0软件的虚拟装配能很好的解决这一难题为设计人员节省了许多时间。
装配的零件必须要放在一个英文口录下,因为该软件是国外公司幵发设计的一款三维软件,组件的后缀名为.asm,零件的后缀名为.prl,双击桌而的Pro∕Enginecr4.0或者在幵始菜单点击Pro∕Engineer4.0进入,点击文件一新建一类型组件(去掉便用缺省模板的勾号因为默认的是使用英尺单位)一子类型设计一确定一模板(选择mmns-asm-design)一确定进入装配界而:
点击右侧菜单将元件添加到主件一缺省一确定完成一个模型的装配,在组件状态下,通过复制部件骨架模型,对部件骨架模型进行设计:
继续重复这一步骤添加第二个零件,选择约束条件到状态为完全约束表示完成第二个模型的装配.为虚拟装配做妤准备工作。
前期建立整机模型,对破碎机进行大虽调研取样及计算分析,得到了破码机的各个零部件的尺寸,为优化模型的建立奠定了坚实的基础,根据实体测绘模型应用Pro∕Engineer4.0建立的整机模型如图3-11o在Pro∕Enginccr4.0软件建立一个装配体文件,然后在装配体中建立一个整体骨架模型,36∖激活骨架文件点击菜单插入一共享数据一发布儿何,儿何发布对话框出现,进行定义点击对话框中参照Illl线,全部选取IIh线:
对话进行定义点击框中的参照,选取全部的基准平而及基准轴,这样骨架模型就将所有Ml线进行发布,其余零部件参考骨架