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圆锥破碎机设计说明书要点

日期: 2023-10-21 作者: 爱体育app苹果版

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  1、鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第11页1 绪论1.1引言跟着社会的进步,原材料消耗持续不断的增加,导致富矿资源日益枯竭,矿石品位日趋贫 化。以我国冶金矿山为例,铁矿石平均品位 31%、锰矿石品位22%。绝大多数的原矿需 要破碎和选矿处理后才能成为炉料。破磨作业是选矿的龙头,也是能耗、钢耗的大户。 因此,节能、降耗是破磨设备研究的主题,多碎少磨”是节能、降耗的重要措施,其核心问题是降低破碎产品的最终粒度。圆锥破碎机的生产效率高,排料粒度小而均匀,可 将矿岩从350mm破碎到10mm以下的不同级别颗粒,能够完全满足入磨粒度的需要,成为 金属矿山选矿厂的主要破碎设备。破碎机的发展与人类社会的进步和科学技术

  2、的水平密切相关。随着科学技术的发 展,各学科间相互渗透,各行业间相互交流,普遍的使用新结构、新材料、新工艺,目前 破碎机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。1.2历史发展圆锥破碎机诞生于 20世纪初叶。弹簧式圆锥破碎机是由美国密尔沃基城西蒙斯 (Symo ns)兄弟二人研制的,故称之为西蒙斯圆锥破碎机。其结构为主轴插入偏心套, 用偏心套驱动动锥衬板,从而使矿岩在破碎腔内不断地遭到挤压和弯曲而破碎。破碎效 果差,振动大,弹簧易损坏。用大型螺旋套调整排矿口大小,调整困难,过载保护用弹 簧组,可靠性差。多年来,虽然一直在改进,结果日趋完善,但其工作原理和基本构造变 化不大。20世纪40年

  3、代末,美国Allis Chalmers公司首先推出底部单缸液压圆锥破碎机,是在旋回式破碎机基础上发展起来的陡锥破碎机。该机采取了液压技术,实现了液压调整排 矿口和过载保护,简化了破碎机结构,减轻了重量,提高了使用性能。20世纪50-60年代,法国Dragon公司的子公司Babbitless公司和日本神户制钢有限 公司等推出上部单缸、周边单缸液压圆锥破碎机。20世纪70-80年代,美国Allis Chalmers公司在底部单缸液压圆锥破碎机的基础上 推出高能液压圆锥破碎机;Nordberg公司推出旋盘式圆锥破碎机,适用于中硬物料的破 碎,其给料粒度小,偏心距小,破碎力不大。之后,相继又推出超重型短

  4、头圆锥破碎机。 该机加大了功率,强化了弹簧并采用合金钢机架,但增加了制造成本。为此,该公司又 推出了 Omni型圆锥破碎机。Babbitless公司推出BS704UF型超细圆锥破碎机,它采用滚 动轴承替代偏心套,由电动机、皮带传动带动动锥摆动,顶部采用单缸液压缸装置来调 整排矿口和实现过载保护,给料粒度-10mm,产品粒度-6.3mm占80%。20世纪90年代以来,美国Nordberg公司推出新一代HP系列圆锥破碎机;瑞典 Svedala公司推出新的H系列圆锥破碎机;俄罗斯乌拉尔机械研究院和米哈诺贝尔研究 设计院开发出新型短头圆锥破碎机,破碎机分上、下两部分,上腔按料层原理破碎物料,下腔为平行

  5、区。应用表明:细级别含量较一般圆锥破碎机提高5%-10%,衬板金属消耗降低20%。20世纪50年代初期,国内圆锥破碎机在仿原苏联的 2 100和1 650弹簧圆锥破碎机 的基础上,开发的1 200和2 200型弹簧圆锥破碎机。在20世纪70年代开发了 1 200、 1 750、2 200多缸液压圆锥破碎机和1 200、1 650、2 200底部单缸液压圆锥破碎机。20 世纪80年代,沈阳重型机器厂从美国 Nordberg公司引进西蒙斯和旋盘式圆锥破碎机设 计制造技术,并合作生产该系列圆锥破碎机。20世纪90年代以来,国内一些矿山、石料加工厂和建设工程先后又引进了 HP系列圆锥破碎机、G型圆锥破

  6、碎机和 Omni型圆 锥破碎机,均取得了良好应用效果。北京矿冶研究院于1993年与俄罗斯圣彼得堡工程科学院合作成立中外合资北京凯特破碎机有限公司。桂林冶金机械厂与圣彼得堡工程科学院共同创办了中俄合资桂林湟新技术开发有限公司生产惯性圆锥破碎机。洛阳矿山机械工程设计研究院开发简化结构的惯性圆锥破碎机,东北大学也在研究振动破碎机。随着我们国家石料加工厂的发展,中小型圆锥破碎机也取得了进展。上海建设路桥机械设备有限公司与日本神户制钢有限公司合作生产AF型圆锥破碎机;沈阳华杨机械厂推出需蒙斯、旋盘式和HP系列圆锥破碎机;上海龙阳机械厂、上海多灵-沃森机械设备 有限公司和鞍山矿山机械总厂也都生产中小型圆锥破碎

  7、机。目前,我国圆锥破碎机已形成大、中、小型系列,品种规格齐全,基本满足国内需 求。但产品的制造质量,特别是耐磨材料,以及使用可靠性等方面与国外同种类型的产品尚有 差距,有待进一步研究、改进。1.3应用效果近来国内外开发的新型高效圆锥破碎机破碎物料应用的范围逐步扩大,破碎产品粒 度小,破碎效果非常明显。美国Nordberg公司的MP-1 000型破碎机在Butte选矿厂替代Symons圆锥破碎机, 产品粒度-12mm占80%,使磨机生产能力提高37%。波兰柳宾在锤式破碎机后 使用MP型破碎机做补充破碎使产品粒度降至-14mm占80%,来提升了磨机生产能 力,降低磨矿能耗。鞍钢调军台选矿厂采用 HP70

  8、0型圆锥破碎机。从1997年9月投入运行,中碎机排 料粒度-75mm,解决能力790t/h;细碎机排料粒度-12mm占92%,解决能力350t/h提高 了磨机生产能力,降低了磨机能耗。北京矿冶研究总院和安徽铜陵某有色公司联合攻关用PD90 120型颚式破碎机和GYP1 200型惯性圆锥破碎机,实现两段开路破碎工艺流程,生产能力 70-80t/h,从给料 -750mm破碎到-8mm,使系统能耗降低20%,磨机解决能力提高25%。2总体方案设计图2.1圆锥破碎机1 马达;2 传动轴; 3伞齿轮;4偏心轴套5主轴; 6动锥; 7定锥; 8 球面轴承D动锥底部直径2.1圆锥破碎机的类型根据破碎腔型不同

  9、,圆锥破碎机可分为:标准型(中碎用)、中间型(中、细碎用)、 和短头型(细碎用)三种型式,其中以标准型和短头型应用最广。我国制造的中细碎圆锥破碎机用汉语拼音字母和动锥的底部直径表示型号,女口PYB2200、PYZ2200和PYD2200,其中P破碎机、Y 圆锥、B标准型、Z 中间型、 D短头型、2200-动锥底部直径(毫米)。根据调整排矿口和过负载时的保险方式,圆锥破碎机分为弹簧保险和液压保险两种 类型。本设计的具体方案采用的是2100标准弹簧圆锥破碎机,即 PYB2100。2.2圆锥破碎机的工作原理如图2.1所示,破碎机马达 1的动力由传动轴2、伞齿轮(圆 锥齿轮)3带动偏心轴套4而旋 转。主轴5

  10、插在偏心轴套的锥形 孔里,动锥6固装在主轴上并支 持在球面轴承8上。随着偏心轴 套的旋转,动锥6的中心线 以O为顶点绕破碎机中心线作锥面运动。这样,当动锥 中心线转到图示位置时,动 锥靠近定锥7,则矿石处于被挤 压和破碎状态,而动锥另一面离 开定锥,此时被挤碎了的矿石靠 自重从两锥体底部排出。圆锥破碎机是随动锥转动连续的进行破碎矿石, 所以它比其他破碎机生产率高而工作又比较平 稳。2.3简述各部分结构及功用胃L :q:.图2.22100标准型圆锥破碎机1机架下盖;2 止推盘了; 3偏心轴套;4直衬套;5 机架中心套筒;6大伞齿轮;7平衡重;8 方销;9 进水管口; 10机架

  11、;11球面轴承座;12 球面轴承;13挡油环14衬板;15弹簧;16毛毡密封;17固定环(支承环);18 弧形齿板;19锁紧螺帽;20制动齿板;21分矿盘;22漏斗;23 支承罩;24 U”型螺栓;25 定锥衬板;26耳环;27注黄油孔;28调整环;29螺栓;30动锥;31领缘;32 环形油槽;33排水管口; 34传动轴套筒;35小伞齿轮;36排油口; 37锥衬套;38主轴;39 进油口图2.2的圆锥破碎机由下列主要部分所组成:机架部分;传动轴部分;偏心轴套部分; 球面轴承部分;动锥部分;调整环部分。图中的机架部分是整个破碎机的主体,所有部分都装在机架上,它被四个地脚螺栓 固定在基础上。传动轴套

  12、筒34插入机架中心套筒5中,用螺钉固定。中心套筒里压入直衬套4(也 叫直铜套)。直衬套原来用青铜材料制作,由于尼龙轴承有许多优点,所以,目前很多 厂矿已改用尼龙直衬套代替直铜套,使用效果很好。但今后使用尼龙轴承是发展趋势。 为避免直衬套上串,在直衬套的上口开两个缺口,装一压板将其压住。传动部分装在机架传动轴套内,它的前端小伞齿轮和偏心轴套上的大伞齿轮相啮 合。其另一端借联轴器与电动机相连接。圆锥破碎机传动轴的轴承,有滚动轴承也有滑动轴承。采用滚动轴承的破碎机,有 时由于滚动轴承承受很大的冲击力而遭损坏,所以一定要采用较好的轴承。偏心轴套部分是由偏心轴套 3、大伞齿轮6和锥衬套37组成。锥衬套原

  13、来用青铜 或用巴比合金制作,现在用尼龙锥衬套的。锥衬套压装在偏心轴套的锥形孔里并在其上 部缺口处铸锌加固。大伞齿轮与偏心轴套之间是用键连接。为了平衡动锥30的惯性力和使偏心轴套与直衬套沿全长接触,大伞齿轮齿轮顶部装有平衡重7。偏心轴套被支承在四片止推盘 2和机架下盖1上,最下面一片铜盘沿圆周方向有三 个爪卡在端盖1的槽中,所以它是不转动的;最上面一片钢的止推盘用销子与偏心轴套 相联,能随偏心轴套转动,而中间两片止推盘自由的放在上下两盘中间。这两片中,上 面一片是铜的,呈平盘状,下面一片是钢的,表面有径向润滑油沟。原来上面一片铜板 由于没径向限位,在运转中,沿外圈碰损很严重,寿命很短。球面轴承

  14、部分有球面轴承座11和球面轴承(球面瓦)12组成。球面瓦用销子固定 在球面轴承座上,其上有回油孔而球面轴承座外圈有档油环 13,防止从轴面瓦外缘挤出 的油进入防尘水中。球面轴承座上有一圈环形沟槽 32是为装防尘水用的。球面轴承座 的下部止口与机器上的环形加工面相配合。球面轴承原来也是用青铜材料制作的。现在也有采用尼龙球面轴承的。随着对尼龙 轴承的不断地试验改进,此种轴承将会慢慢的多地被采用。动锥部分由动锥体和主轴38组成,用热压配合装配在一起。动锥的外表面装有锰 钢衬板14。为了使它们之间紧密贴合,中间铸以锌。上部用锁紧螺帽19锁紧。在锁紧螺帽的顶部装有分矿盘21。为避免破碎机工作时锁紧螺帽

  15、退扣,装有制动齿板 20。 制动齿板的外齿卡在锁紧螺帽的内齿中, 而制动齿板下面的方形键卡在主轴头部的缺口 内,以防止主轴与锁紧螺帽的相对运动。矿石从给矿漏斗22落到分矿盘上,随分矿盘不断的幌动,矿石便被均匀地分配到 破碎腔里。破碎后的矿石,从两锥体下部落地运输带上。调整环部分也是一个动锥体,其外圆锥表面有锯齿形螺纹,而内部锥体上有七个缺 口,定锥衬板25上面相应地有八个耳环26。用“U形螺栓24穿过缺口钩在耳环上,将 定锥衬板固定在调整环28上。调整环与固定环17靠锯齿形螺纹联接;借旋转调整环使 定锥上升或下降,从而改变破碎机排矿口大小。因调整环是右螺纹,所以向右旋转调整 环排矿口便减小;向

  16、左旋转调整环,则排矿口增大。为避免调整环自动退扣,用弧形齿板 18锁紧。为保护螺纹和使调整环容易转 动以及不让灰尘浸入,在固定环17的径向方向上有加注黄油的孔 27和在其下端装设有 毛毡密圭寸16。固定环(也叫支撑环)的锥面与机架上部的锥面相配合,固定环沿圆周方向有16组弹簧15,每组有10支,每组用5根螺栓将弹簧压在两托盘之间,靠弹簧的张力把固 定环压在机架上。这样,当不能破碎的物料落入破碎腔时能起保险作用。破碎机的传动轴承、止推盘、锥衬套和主轴、直衬套与偏心轴套以及球面轴承的表 面是相对运动的摩擦表面。为了能够更好的保证破碎机正常运作,各摩擦表面必须要很好的进行润 滑与防尘。防尘装置:中细碎圆锥

  17、破碎机比粗碎圆锥破碎机产生灰尘更严重,因此要求它有完善的防尘装置。目前弹簧式中细碎圆锥破碎机都是用水封防尘装置。在球面轴承座上有盛水的环形沟槽 15,而在动锥上焊有截锥形的领缘 34,其下端 插入沟槽15的水中,领缘把灰尘挡住,使它落入水槽中,不让灰尘进入破碎机内部。防尘水从进入水管口 35进入沟槽,充满后从排水管口 36流走,同时把落入水中的 灰尘带走。破碎机的润滑:破碎机各摩擦表面都是采用稀油循环润滑。油从中心套筒的端盖上 的进油孔37进入偏心轴套的止推盘中,由于止推盘上有放射状的油沟,油流过中心孔 时也同时进入各沟槽润滑止推盘;油经止推盘中心孔沿偏心轴套内外表面和主轴上的中 心孔上升,

  18、同时也润滑各摩擦表面,最后润滑球面轴承和伞齿轮,从伞齿轮上甩下的油 顺排油孔38排出。轴承是采用单独的油路给油和排油进行循环润滑。破碎机的保险装置:它是装在机架一圈的 16组弹簧。当不能破碎的物料进入破碎 机时,定锥与固定环向上抬起,并压缩弹簧,增大动锥与定锥表面间的距离,使不能破 碎的物料经排矿口排出,从而保护破碎机不受损坏。之后固定环和调整环借弹簧的张力 恢复原位。这样,能在某些特定的程度上保证破碎机的安全。3.1.2啮角a3圆锥破碎机的结构参数和工作参数的选择与计算3.1结构参数3.1.1给矿口宽度与排矿口宽度给矿口宽度B =(1.21.5)D,给矿粒度D系根据选矿流程决定。排矿口宽度应该有一

  19、个调整范围,以供破碎各种硬度矿石的需要2100标准圆锥破碎机用于中碎,最大给矿粒度初选260mm,即最大给矿口宽度B初选312325mm.对于不同硬度的矿石,其排矿的过大颗粒系数z=dmx(dmax是产品的最大粒度, ee是排矿口宽度)不 同。对于中碎用圆锥 破碎机来说,破碎硬 矿石时Z=2.4;中硬 矿石Z=1.9软矿石 Z=1.6。确定中碎用 圆锥破碎机的排矿 口宽度时,一定要考虑 产品中过大颗粒对 细碎破碎机给矿粒 度的影响,因为中碎 用破碎机一般不设 检查筛分。由文献5,4-1可知,圆锥破碎机的啮角仍需满足下列要求:(3.1)破碎锥与固定锥的锥面倾斜角-破碎锥轴线;:矿石与衬板之间的摩擦角设计时,通常取,-21 23。中碎用圆锥破碎机取:-i =40 45 ;在持续不断的增加结构尺寸的情况下,尽量增大1,这样做才能够提高机器的生产率。本设计中采用的-5 =40用2 =613.1.3破碎机的摆动行程破碎锥的摆动行程s (排矿 口平面内的破碎锥轴线所示的几何关系 计算得:s = 2r =2H tan :图3.2破碎锥的摆动行程(3.2)式中r破碎锥轴线在排矿口平面内的偏向距;H 破碎锥下边缘到球面中心 O点的高度。s =2 820 tan 2 =57 mm破碎锥下部A

  21、点的行程为:(3.3)式中L 破碎锥母线mm鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第11页Psin otiGcoscti图3.3矿石在破碎锥上所受的力3.1.4平行碎矿区I为了能够更好的保证破碎机的产品到达一定的细度和均匀度,圆锥破碎机的破碎腔下部必须 设有平行碎矿区。在平行碎矿区内物料至少要受一次检查性破碎。由文献5,4-4可知,对于标准型圆锥破碎,平行碎矿区的长度可按下式确定:I =(0.08 0.085)D(3.4)式中D是破碎锥的底部直径。I =(0.08 0.085) 2100 = 168 178.5mm取I为170毫米。3.2工作参数3.2

  22、.1破碎锥的摆动次数圆锥破碎机破碎锥的倾角 :1较 小,在破碎锥下部还有不同长度的平 行碎矿区,故破碎了的矿石就没有 可能自由下落,多半靠矿石自重沿破 碎锥斜面而排出,因此,圆锥破碎机 破碎锥的摆动次数是根据它的排矿 特点来进行设计的。图3.3表示已破碎的矿石从平行 碎矿区的始点滑到末点时所受的力。 矿石重力分力G si n 1、摩擦力 fGcoS1和离心惯性力P。但是,惯性力P随时间而改变自身的方向,在破碎锥摆动一次的时间内,它对矿石下滑的影响平 均为零,因此能不考虑。由图3.3知矿石沿破碎锥平行碎矿区下滑时产生的加速度按下式确定:鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第13页-f G c

  23、o s:-=g(s i w -f c o s)式中f矿石与破碎锥表面的摩擦系数,一般f=0.250.35;g重力加速度,g=9.81m/s2。假定矿石以等加速度在破碎锥摆动一次的时间t秒内滑过平行碎矿区长度I厘米,故12 160 2l atg (sin :r - f cos為)()22n则s i n1 =1 33 01cos次/分(3.5)3.2.2生产率公式(3.5)系指标准型圆锥破碎机而言。上述理论计算公式系根据全部矿石都按自 由下滑的条件来考虑,事实上必有一部分矿石呈现跳跃式运动,不能确保矿石在平行区 内受12次破碎,会造成产品粒度过大。因此,适当地提高按上述公式计算的圆锥 破碎机的转

  24、速(可提高 10%),既能增加矿石在破碎腔内特别是在平行区内的受冲击 次数,使合格产品粒度增多,破碎机本身产量增加,同时,还能够大大减少闭路碎矿作业中 的矿石循环量和对筛面的磨损,而且有利于提高下段破碎或磨碎设备的产量。但是转速 也不能过高,以免过分增加破碎矿石时的离心力,反而影响矿石下滑速度,影响排矿和 产量。由文献5,4-6可知,圆锥破碎机实际有利转速可以用下列经验公式计算:(3.6)式中 D破碎锥底部直径,米芽22次/分圆锥破碎机的生产率与矿石性质 (可碎性、比重、节理、粒度组成等)、机器的类型、鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第19页规格、以及破碎机操作条件(破碎笔、负荷系数、给瓯矿均

  25、匀程度)等因素相关,同时 还与破碎机在选矿工艺流程中的配置情况有关。目前还没有把所有这一些因素全部包括进去的理论计算方式,一般多采用经验公式进行概略计算,并结合实际条件加以校正。由文献5, 4-7可知,在开路破碎时,圆锥破碎机的生产率按下式计算:Q = KiK2qe -吨/小时(3.7)1.6式中 K1矿石的可碎性系数,查表得 K1=1.0;K2 破碎比的修正系数,查表由插值法得 心=1.131.23;q。一一单位排矿口宽度的生产能力,查表由插值法得qo =12.6713.67;e 排矿口宽度,e=60;、:矿石的松散比重,取、:=0.94。Q =1.0 1.13 12.67 60

  26、094 =505 吨 / 小时1.6Q =1.0 1.23 13.67 60 094 =593 吨 / 小时1.6由文献5,4-8可知,在闭路破碎时,圆锥破碎机的生产能力按闭路通过矿量来计算:QKQ 吨/小时(3.8)式中 Q开路时破碎机的生产能力,顿/小时;K 闭路时平面给矿粒度变细的系数,标准型取K=1.34。Q =1.34 593=795 吨/小时所以此圆锥破碎机的生产能力为 500800吨/小时。3.2.3电动机功率由文献5,4-9可知,圆锥破碎机的电动机功率可按下列经验公式计算:N =65D1.9(3.9)式中 D破碎锥底部直径,米。N =65 2.11.9 =266.2 KW查表得

  27、实际选用的电动机功率为 200KW。度向量的方向由右螺旋规则决定。s i n。而(阳1)3.3圆锥破碎机的运动学圆锥破碎机具有在空间摆动的破碎锥。破碎锥的轴线;。破碎机运转时,破碎锥轴线对机器中 心线作圆锥面运动,其锥顶为球面轴承 0。0点在破 碎锥的运动过程中从始至终保持静止。因此,破碎锥的运 动可视为刚体绕定点的转动。由于破碎锥支承装置的结构特点,破碎锥不仅随偏 心轴套的偏心孔绕机器的中心线作旋转运动,而且还 绕自己的轴线旋转。因此破碎锥的运动是由两种旋转运动组成:进给 运动或牵连运动 破碎锥绕机器中心线作旋转运 动;自转运动或相对运动 一一破

  28、碎锥绕自己的轴线作 旋转运动。破碎锥的这种复杂运动称为规则运动。这 种运动可以归结为破碎锥绕瞬时轴线旋转的角速度向 量。是进给角速度向量-和自转角速度向量-1的几 何和,即按平行四边形法则而相加。角速度向量的所在线与物体的转动轴相重合,角速式中为瞬时轴线与机器中心线为定值时,则。二f的函数关系如图3.5从图中能够准确的看出,当:- =90o时,o有最小值:om i n= S i 门-(3.12)当:-0时,则0有最大值:o max(3.13)破碎机在空载运转时和又载运转时,破碎锥的 瞬时轴线位置是不同的。破碎机在空载运转时,由于安装或制造的质 量,或球面轴承和偏心

  29、轴套内孔的润滑等情况的 变化,也许会出现两种极限情况:(1)当;门=0时,则;r0 =-,即破碎锥的瞬时轴线与破碎机的中心线重合,也就是瞬时轴线的最 终位置。这种情况表明破碎锥与偏心轴套一起转 动。产生的原因则是由于安装或制造的误差,造 成破碎锥主轴与偏心轴套内孔局部接触,或因润 滑不好、轴与偏心轴套内孔之间的间隙过小而使 主轴被偏心轴套抱住。这种情况是绝对不允许的。图3.6空载时破碎锥的角速度向量图(2)当时,说明安装质量和制造质量以及润滑都很好。根据平行四边形法则可以求得0的大小和方向。从图3.6中能够准确的看出,由于o0,一 m0o = . O0=-,故9八0为等腰三角形, 厶;讥O

  30、Oo = 1,因此,:=180o -18090o( 3.14)2 2所以,圆锥破碎机的o=910的大小可由下式确定:鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第21页矶=2灼 cos 9002(3.15)根据以上分析,破碎机空载时,破碎锥的绝对 角速度0的转动方向始终与偏心轴套的回转方 向相同。根据实践,破碎机正常运作时,破碎锥 的绝对转数为10 15转/分,即::120150o。破碎机有载运转时,矿石对破碎锥表面的摩擦 力大大地超过了作用在破碎锥的上部支承点和偏 心轴套内孔对破碎锥的摩擦力,因此,破碎锥就 以通过球迷中心和破碎锥与矿石的接触点的连线 为瞬时轴线(由于接触点是变化的

  31、,可以近似的 区破碎锥的母线位瞬时轴线)沿位于破碎腔内的 矿石层作无滑动的滚动。滚动的角速度可由破 碎锥轴线上的B点绕以破碎锥母线位瞬时轴线转 动时的速度来确定。oz轴上的B点以角速度0绕瞬时轴线转动,故B点的速度为:B =Co式中c为B点至瞬时轴线(破碎锥的母线;轴上的B点又以角速度绕oz轴转动,故B点的速度亦为:Vb =0 式中r。为B点之oz轴的垂距。因此,则知:Vb - -C 0 二心C即(3.16)0鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第23页式中负号表示的转动方向与的转动方向相反。根据破碎机的结构尺寸,通常,5 : 0.04 0.

  32、05。c破碎机又载运转时,:飞山=4050。破碎机的绝对角速度-0的转动方向与偏心轴套 的转动方向相反。3.4圆锥破碎机的动力学图3.8牵连惯性力对ox,oy,oz轴的力矩圆锥破碎机的破碎锥和偏心轴套的质心都不再其回转中心线上,故在运转过程中,必然 要产生惯性力和对固定点O的惯性力矩。它们作用于机架上时,则为一种周期性的动载 荷,因而引起机架的振动和偏心轴套的偏斜,严重影响机器的正常运转。因此,必须研 究产生的惯性力和惯性力矩的大小和方向,以便采取一定的措施消除其有害的影响。3.4.1破碎锥的惯性力和惯性力矩根据圆锥破碎机的运动学分析,圆锥破碎机的破碎锥是作

  33、规则运动。为使破碎锥作规则运动,必须在其上加一具有一定大小和方向的固定点o的外力力矩,反过来说,在迫使破碎锥作这种运动时,在破碎锥上将作用有与外力力矩大小相等方向相反的惯性力 矩。作用在破碎锥上的惯性力矩可以用下述方法确定。以固定点o为原点,取定坐标系oxyz,是oz轴(即角速度向量的方向)与破碎机 中心线);取动坐标系oxyz,使oz轴(即相对角速度向量oi的方向)与 破碎锥的轴线;轴位于oz轴与oz轴构成的垂直平面内,则oy轴垂直于 该平面。从oy轴的正向一端看去,由 二到二i转到一

  43、碎锥及其心轴材料的比重,吨/米3 ;g 重力加速度,米/秒2 ;Ri_i及R 破碎锥的轴线到相应单 元体的边缘的距离,米;Zi4及R 破碎锥的悬挂点到单元 体的边缘的距离,米。破碎锥绕破碎机中心线以等角速度回转时,根据质心运动定理,破损锥 的惯性力5为:图3.10破碎锥转动惯量近似确定法鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第25页(3.26)(3.27)88.86 104.1 108= 2.16 mC = mr,2式中 m 破碎锥的质量;r破碎锥的质心到破碎机中心线的距离 破碎锥的惯性力作用线到固定点 o的距离为:M yh =C通过公式初步估算一下:惯性力位于水平方向,不通过破碎锥的质

  44、心。3.4.2偏心轴套的惯性力由于偏心轴套的质心不在其回转轴线上,因此,它在旋转中也产生惯性力Cp,其值等于偏心轴套内锥孔所包容的质量,以相同的角速度绕同一轴线旋转时产生的惯性力,但方向相反。惯性力的大小和作用点的位置 可用积分方法5确定:P 2CP = vdCP 二vnxdVx( 328)gv x d PCL( 3.29)Jvd C式中 dCp偏心孔体的微分惯性力;dVx偏心孔体的微分体积;:偏心轴套的比重;nxdVx的重心到回转轴线的距离;x 从偏心轴套的上平面到dC p作用线的距离;L 从偏心轴套的上平面到dCp的合力Cp作用线的距离。偏心轴套的各几何尺寸见图3.11。根据图可以写出:x

  45、nx 二 n (m _ n):兀d;dVx- dx4xdx 1-d;)h将nx、dVx和dx值代入公式和公式中,积分得: : ;h 22Cpd1;(3n m) 2d1d2( n m) d;(3m n)( 3.30)48g.dj(3 n +2m) +dg2(4 n +6m) + d2(3 n +12m)hL 22(3.31)5d1 (3n m) 2d1d2 (n m) d2 (3m n)Cp =5.6 106NL = 0.77 m3.5偏心部分的运动状态圆锥破碎机动锥的运动是由电动机 经传动轴、小伞齿轮、大伞齿轮(与偏 心轴套固联在一起)驱动主轴,使动锥 轴线以O为顶点,绕破碎机中心线作锥面运动。同时,动锥还绕本身 轴线自转。这样的运动叫旋回运动。 所以,圆锥破碎机又称为旋回破碎机。 偏心部分的运动状态图3.12动锥上的作用力所谓偏向部分的运动状态是指:孔载荷有载时注重在锥衬套里和偏心轴套在直衬套支靠在哪一边的问题。破碎机偏心部件的运动状态是由作用力大小、方向和着力点所决定。为了找到偏心部分的运动状态,就 必须求出动锥对0点的力矩方程。空载时,作用在动锥上的力有:锥的自重G,动锥的惯性力CO,平衡重的惯性力G,偏心轴套的惯性力C2和其它作用力。为了简化,动锥自重G和其它作用力可省略不计, 求得对球面中心点0的力矩方程式为:M 0

  47、= C01 0 - (C1l1 C2l2 )圆锥破碎机的主轴和偏心轴套支靠在哪一边,根据上公式可有三种情况:1) 当M 0时,也就是没有平衡重或平衡重较小时,破碎机主轴和偏心轴套的 薄边靠在直衬套的左侧。2) 当M 0时,也就是有平衡重并平衡重较大时,破碎机主轴靠在偏心轴套的 薄边,而偏心轴套靠在直衬套的右边。3) 当M =0时,也就是使动锥惯性力完全平衡,实际上这是不可能的。当破碎机又载时,不管哪种情况在破碎力的作用下,动锥主轴俄偏心轴套都靠在直 衬套的右侧。(a)(b)(c)图3.13破碎机偏心部件的运动状态破碎机由空载转到有载由于有间隙的存在, 必然产生冲击。由于第二种偏心部件运

  48、 动状态,它的冲程(间隙)较第一种偏心部件运动状态的笑,所以产生冲击载荷较小;产品粒度也较整齐和比较小,但直衬套受力较大。选矿厂细碎圆锥破碎机,力求有较小的排矿口,能得到更小的粒度的产品。因此细 碎破碎机一定要采用第二种偏心部件的运动状态,也就是在偏心轴套的大伞齿轮上方装有 平衡重并使M 0,从而又能减弱惯性力和惯性立即对机场的振动和对机器运转的有害 作用,达到破碎机平衡的目的。我所设计的2100标准圆锥破碎机的偏心部分就是这种运动状态的,即空载时,主轴靠在偏心轴套的薄边,偏心轴套用厚边压在直衬套上;有 载时,主轴靠在偏心轴套的厚边而偏心轴套还是用厚边压在直衬套上。 大伞齿轮的运动状态圆

  49、锥破碎机运转时,由于偏心轴套与直衬套与直衬套中间有较大的间隙而且偏心轴 套的厚边总是压向直衬套,所以大伞齿轮不是绕它本身的中心线C之半为半径绕破碎机中心线,作圆周运动。一对伞齿轮正常啮合时,必须是两锥顶交于一点并且节线相重合。大伞齿轮这种特 殊的运动状态,不可避免的破坏了一对伞齿轮的正确啮合条件。因此,在破碎机正常工 作中,在齿轮和传动轴上产生很大的冲击载荷和在齿面上产生附加的磨损。所以,这种 破碎机伞齿轮磨损很严重,寿命很短。偏心部分的间隙所谓偏心部件的间隙是指直衬套与 偏心轴套,主轴与锥衬套之间的间隙。图3.13大伞齿轮的运动状态1 直衬套2偏心轴套3

  50、大伞齿轮为了使破碎机运转时,在各摩擦表面 形成可靠的润滑油膜,为了补偿偏心部件 制造和装配的误差以及为避免偏心部件 热膨胀和变形卡住,偏向部件各摩擦表面 之间必须留有合适的间隙。间隙太小容易 发热产生抱轴现象;间隙太大降低机器使 用寿命和产生冲击与振动。鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第41页4 电动机的选择及轴的计算4.1主电动机的选择及传动比的分配4.1.1电动机的选择根据工作要求及工作条件,选用破碎机专用电动机,又根据式(3-9)选择JSQ1410-10型电动机,额定功率 Po=2OOkw,同步转速no=59Or/min.4.1.2传动比的分配根据2100标准圆锥破碎机的实际在做的工作的空

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