绪论锤式破碎机用于破碎各种中硬且磨蚀性弱的物料。
其物料的抗压强度不超过100MPa,含水率小于15%。
被破碎物料为煤、盐、白堊、石膏、砖瓦、石灰石等。
还用于破碎纤维结构、弹性和韧性较强的碎木头、纸张或破碎石棉水泥的废料以回收石棉纤维等等。
锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子(又称锤头)的转子。
转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。
电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。
物料自上部给料口给入机内,受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。
在转子下部,设有筛板、粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出,大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨,最后通过筛板排出机外。
通过对立轴锤式破碎机立轴侧拉力的计算,分析了立轴锤式破碎机主轴轴承易损的原因,设计了立轴锤式破碎机立轴倒拉力的减载结构,该减载结构减少了对主轴轴承的作用力,解决了主轴轴承易损的问题。
1 立轴式锤式破碎机锤式破碎机技术参数1.1破碎机的工作原理及构造方法1.1.1工作原理及类型:常见的锤式破碎机有单转子和双转子两种,按照锤子在转盘上的排列,还有单排锤和多排锤等,转子的转向有可逆式和不可逆式两类。
此外还有一些简易型锤式破碎机,如十字锤粉碎机,链环式碎煤机等。
其中,使用最广泛的是单转子多排锤式破碎机。
锤式破碎机一般适用于含水量小于12%,抗压强度小120MPA的脆性物料,如石灰石,油母页岩,矿渣,煤块等。
锤式破碎机的工作部分是许多按一定规律铰在转盘上的锤子,当转盘高速旋转时,锤子因离心力和旋转力,打击装入机内的物料,使之破碎,同时,受到打击的石块彼此之间以及与机器内板,蓖条之间相互撞击,也促使物料破碎。
物料由进料斗进入破碎机,经分料器将物料分成两部分,一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中,在叶轮内被迅速加速,其加速度可达数百倍重力加速度,然后以60-70米/秒的速度从叶轮三个均布的流道内抛射出去,首先同由分料器四周自收落下的一部分物料冲击破碎,然后一起冲击到涡支腔内物料衬层上,被物料衬层反弹,斜向上冲击到涡动腔的顶部,又改变其运动方向,偏转向下运动,从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。
这样一块物料在涡动破碎腔内受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用。
被破碎的物料由下部排料口排出。
和循环筛分系统形成闭路,一般循环三次即可将物料破碎成20目以下。
在整下破碎过程中,物料相互自行冲击破碎,不与金属元件直接接触,而是与物料衬层发生冲击、磨擦而粉碎,这就减少了角污染,延长机械磨损时间。
涡动腔内部巧妙的气流自循环,消除了粉尘污染锤式破碎机的种类很多,可以按照下述特征进行分类:按转子的数目,分为单转子和双转子两类。
按转子的回转方向,分为不可逆式和可逆式两类。
按锤子的排列方式,分为单排式和多排式两类。
前者锤子安装在同一回转平面上,后者锤子分布在好几个回转平面上。
按用途的不同,分为一般用途和特殊用途两类。
按锤子在转子上的连接方式,还可以分固定锤式和活动锤式两种。
固定锤式主要用于软质物料的细碎和粉磨。
用于粉磨的称为粉磨机。
1.1.2结构性能及应用:一.单转子锤式破碎机本次设计是单转子,多排,不可逆式锤式破碎机。
他主要由机壳,转子,篦条,和打击板等部件组成。
机壳由上下两部分组成,分别用钢板焊接,各部分用螺栓连接成一体。
顶部有喂料口,机壳内壁有高锰钢衬板,衬板磨损后可以拆换。
为了便于检修,调整和更换篦条,机壳的上下两面均有检修孔。
为了检修更换锤子方便,两侧也开有检修孔。
破碎机的主轴上安装数排挂锤体。
在其圆周的销孔上贯穿着销轴,用销轴将锤子铰接在各排挂锤体之间。
锤子磨损后可调换工作面。
挂锤体上开有两圈销孔,销孔中心至回转轴心之半径距离是不同的,用来调整锤子与篦条之间的间隙。
为防止挂锤体和锤子的轴向串动,在挂锤体两端用压紧锤盘和锁紧螺母固定。
转子两端支承在滚动轴承上,轴承用螺母固定在机壳上。
主轴和电机用皮带联接。
圆弧状卸料篦条筛安装在转子的下方,篦条的两端装在机壳上,最外面的篦条用压板压紧,篦条排列方向与转子运动方向垂直。
篦条间隙由中间凸出部分形成。
为了便于物料排出,篦条之间构成向下扩大的筛缝,同时还向转子回转方向倾斜。
当转子转动时,锤子在离心惯性力的作用下,作辐射状向四周伸开。
进入机内的料块,受到锤子打击而破碎。
小于篦缝的物料,通过篦缝向下卸出,少部分尚未达到要求尺寸的料块,仍留在筛面上继续受到锤子的冲击和磨削作用,直到达到要求尺寸后从篦缝卸出。
这种锤式破碎机的转子只能沿一个方向运转进行破碎,故称不可逆式。
锤式破碎机主要以冲击兼磨削作用粉碎物料。
由于设置有篦条筛,不能破碎粘物料。
物料水分超过15%时就要出现堵塞现象。
二.锤子和转子锤子是锤式破碎机的主要零件。
垂头的质量,形状和材质对破碎机的生产能力有很大影响。
而锤子的形式,尺寸和质量的选择,主要决定于材料物理的性质和尺寸。
在锤式破碎机中料块受到高速旋转的锤子冲击而粉碎。
当转子的圆周速度一定时,锤子质量愈大则其动能愈大,才能将大块和坚硬物料粉碎。
实践证明,锤子的有效质量,不但要能对料块产生碎裂的冲击,而且还要在冲击时不产生向后偏倒。
否则将大大降低破碎机的生产力,而且增加能量消耗。
所以,在粉碎大块而坚硬的物料时宜选用重型的锤子,但个数不要求很多。
在粉碎小块而松软的物料时,宜选用轻型的锤子,这时锤子的数目不妨多些,宜增加的物料的冲击次数,从而更有利于物料的粉碎。
锤子用高碳钢或锻造,也可以用高锰钢锻造。
用高碳钢锻造锤子时,以锻造的质量较高。
为了提高锤子的耐磨性,有时在他的工作面上,涂焊上一层硬质合金或焊上一薄层高锰钢,或者进行热处理。
用高锰钢锻造的锤子,最好经过水硬热处理以提高锤子的质量,延长使用时间。
锤头磨损后,可以采用高锰钢堆焊进行修补,这样可以大大节省金属的消耗。
锤式破碎机的转子是一个回转速度较高的部件,质量又大,平衡问题就显得非常重要。
为了使破碎机能正常工作,首先必须使它的转子获得平衡。
如果转子的重心偏离转轴的几何中心时,则产生静力不平衡现象;若转子的回转中心线和其主惯性轴中心线不重合而成交叉状态时,则将产生动力不平衡现象。
转子产生不平衡时,则破碎机的轴承除了承受转子质量之外,还受到其离心惯性力,离心惯性力矩作用,以致轴承很快磨损,功率消耗增加,机械产生振动。
因此,转子制造与修理后,还要精确地进行平衡。
通常当锤子磨损以后,破碎机的破碎效果显著降低,生产力下降,此时则需要更换其中一部分锤子。
当锤子磨损而需要调换工作面,或更换新锤子时,更要把锤头的质量选配好。
更换新锤子时,在径向要对称成对地更换,使破碎机运转起来平稳,减少振动。
2 皮带轮设计2.1皮带设计理论2.1.1带的传动类型1.按传动原理分(1)摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动,如V带传动,平带传动。
(2)齿合带传动靠带内侧凸轮与轮外缘上的齿槽相齿合实现传动,如同步带传动。
2.按用途分(1)传动运动和动力用(2)输送物品用本设计只考虑传送带3.按传送带的截面形状分(1)平带如图8.2a所示,平带的截面形状为矩形,内表面为工作面。
长用的平带有胶带,编织带和强力锦纶带等。
(2)V带V带的截面形状为梯形,两侧侧工作表面,如图8.2b所示传动时v带与轮槽两侧面接触,在同样压紧力,。
的作用下,V带的摩擦力比平带大,传递功率也较大.儿结构紧凑,(3)多楔带如图8.3所示,它是在平带基体上由多根v带组成的传动带多楔带结构紧凑,可传递很大的功率。
(4)圆形带横截面为圆形,如图8.4所示。
只用于小功率传动。
(5)同步带纵截面为齿形,如图8.5所示。
2.1.2带传动的特点和应用带传动属于挠性传动,传动平稳,噪声小,可缓冲吸振。
过载时,带会在带轮上打滑,从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。
带传动允许较大的中心距,结构简单,制造、安装和维护较方便,且成本低廉。
但由于带与带轮之间存在滑动,传动比不能严格保持不变。
带传动的传动效率较低,带的寿命一般较短,不宜在易燃易爆场合下工作。
一般情况F,带传动传动的功率P≤100 kW,带速v=5~25m/s,平均传动比i≤5,传动效率为94%~97%c高速带传动的带速可达60~100mls,传动比i≤7。
同步齿形带的带速为40~50m/s,传动比i≤10,传递功率可达200 kW,效率高达98%~99%。
2.1.3带传动的形式带传动的主要形式及各种形式对各带型的适用性如表8.1所列。
应该注意v带传动一般均8.2 V带和带轮的结构V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带和大楔角V带等。
其中以普通V 带和窄V带应用较广,本设计主要讨论普通V带传动。
2.1.4普通V带的结构和尺寸标准标准V带都制成无接头的环形带,其横截面结构如图8.6所示。
V带由包布层、伸张层、强力层、压缩层组成。
强力层的结构型式有帘布结构(图8.6a)和线绳结构(图8.6b)两种。
帘布结构抗拉强度高,但柔韧性及抗弯曲强度不如线绳结构好。
线绳结构v带适用于转速高、带轮直径较小的场合。
v带和v带轮有两种尺寸制,即基准宽度制和有效宽度制,本书采用基准宽度制。
普通v带的尺寸已标准化,按截面尺寸由小至大的顺序分为Y、z、A、B、c、D、E 7种型号(见表8.2)。
在同样条件下,截面尺寸大则传递的功率就大。
v带绕在带轮上产生弯曲,外层受拉伸变长,内层受压缩变短,两层之间存在一长度不变的中性层。
中性层面称为节面,节面的宽度称为节宽6。
(见表8.2中插图)。
普通v带的截面高度^与其节宽6.,的比值已标准化(为0.7)。
v带装在带轮上,和节宽6.相对应的带轮直径称为基准直径,用d。
表示,基准直径系列见表8.3。
v带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度k,它用于带传动的几何计算。
v带的基准长度L。
已标准化,如表8.4所列。
注:无长度修正系数的规格均无标准V带供货。
窄v带的截面高度h与其节宽b。
之比为0.9。
窄V带的强力层采用高强度绳芯。
按国家标准,窄v带截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号(见表8.2)。
窄V 带具有普通V带的特点,并且能承受较大的张紧力。
当窄v带带高与普通V带相同时,其带宽较普通V带约小1/3,而承载能力可提高1.5—2.5倍,因此适用于传递大功率且传动装置要求紧凑的场合。
普通v带和窄v带的标记由带型、基准长度和标准号组成。
例如,A型普通v带,基准长为1.400 mm,其标记为A—l 400 GB 11544—89又如,SPA型窄v带,基准长度为1 250 mm,其标记为SPA一1 250 GB 12730一91带的标记通常压印在带的外表面上,以便选用识别。
2.1.5普通v带轮的结构1.v带轮的设计要求带轮应具有足够的强度和刚度,无过大的铸造内应力;质量小且分布均匀,结构工艺性好便于制造;带轮工作表面应光滑,以减少带的磨损。