毕业设计(论文)开题报告题目：反击式石料破碎机的设计学生姓名：郭润庚学号：100501134专业：机械设计制造及其自动化指导教师：尹成湖（教授）2014年4月8日1 反击式破碎机的发展和研究情况综述1.1前言反击式破碎机是利用物料进入破碎腔后与高速旋转的板锤撞击而破碎物料的原理[1]。

破碎机被广泛用于冶金、矿山、煤炭、水利、建筑、建材、环保和化工等行业，由于物料的物理性质和结构的差异很大，为了适应各种物料的要求，破碎机的品种也是五花八门[2]。

的选用了。

针对反击式破碎机具有结构简单、重量轻、造价低廉、运转平稳、高效节能等优点，破碎中硬性石灰石等材料是选用了它。

但其仍有许多不足，例如在破碎过程中板锤，反击板等工件的磨损过快，特别是破碎坚硬物料时更为严重。

为了解决这些不足点，合理的为板锤，反击板等工件选择耐磨、耐冲击式材料以及几何形状是非常必要的[3]。

因此解决反击板、板锤等部件的不足，才能使反击式破碎机造价更加廉价、使用寿命更加长、运转更加平稳。

1.2 反击式破碎机的发展趋势近年来我国在破碎机械的研究取得了巨大成绩,但技术水准却与发达国家相比仍存在一定差距；为了缩小与国外的差距，我国破碎机正向以下几个方面发展：①为了节能以及提高破碎机的生产效率，提出了“多碎少磨”的技术原则。

这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。

②随着我国工业自动化的发展,破碎机也向自动化方向迈进(如国外产品已实现机电液一体化、连续检测,并自动调节给料速率、排矿口尺寸及破碎力等)。

③随着我国开采规模的扩大,破碎机也在向大型化发展,如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000t/h。

所以要缩小与国外的差距并迎头赶上和超过国外先进技术,就必须增加技术投入。

引进国外先进的破碎技术和装备,无疑对我国破碎机的质量和技术都有着重大的意义,但引进的关键在于消化、吸收,并将其国产化。

有条件做自行研究开发的单位,要重视提高产品质量,包括配套产品的质量,以使我国的产品在国际市场上占有一席之地[1，2，3]。

1.3 反击破碎机有关问题的分析研究情况文献【4】运用 ANSYS/LS-DYNA 软件，对反击式破碎机冲击破碎力进行了仿真分析，结果表明：当冲击速度较小时，打击力与冲击速度呈线性关系；当冲击速度较大，岩石的应变超过其失效应变时，打击力与冲击速度呈二次曲线的关系。

同时，对打击岩石不同部位时的打击力进行了仿真，得到了一些有益的结论。

文献【5】运用瞬态动力学软件MSC.Dytran,对反击式破碎机中板锤冲击碰撞岩石的过程进行有限元仿真, 锤头磨损对破碎力的影响与冲击速度有关。

当冲击速度较小时,锤头磨损对破碎力的影响较大;当冲击速度V=36m/s 左右时,锤头磨损后的破碎力损失最小或较小。

文献【6】运用MSC Dytran 软件，对板锤以一定的角速度转动于矿石发生碰撞的过程进行了仿真分析。

得知在方盘与涨紧套的接触环面处出现应力集中现象, 应力从圆环面到内部呈减小趋势;在方盘的最小截面及方盘中与圆环相切面(受力危险截面)应力值较大。

另外在整个碰撞过程中,锤板在高度方向的应力分布基本无变化。

据此结果,考虑在转子部件整体结构尺寸不变的情况下,优化方盘与锤板结构。

如增大方盘与涨紧套接触环面处的径向厚度、减小锤板高度以,降低方盘在碰撞过程中危险及最小截面处所受应力。

文献【7】运用 ANSYS 软件，建立了动力学有限元转子分析模型，通过分析得知在转子机体与板锤接触面及其附近区域出现了较大的应力集中现象。

以及转子板锤在使用过程中的磨损，主要是由于转子在旋转过程中锤板端部反复弯曲变形引起交变应力所造成的疲劳磨损。

文献【8】通过对转子与矿石的碰撞过程进行动态仿真，对锤板进行了结构优化，使板锤在满足材料强度条件基础上有效减少了材料用量。

文献【9】对板锤进行了有限元分析优化，通过改变板锤的旋转角度来减少板锤外端的受力，减小变形，防止板锤的疲劳破坏。

文献【10】将试验设计、Kriging 响应面法、Shifted Ham-ersley 抽样技术、多目标遗传算法和灵敏度分析方法相结合，对板锤以减小最小可碎粒径和变形量为目标进行优化，实现了板锤设计参数动态优化，为企业实际生产提供了改进方案.文献【11】指出提出折线和圆弧线反击板的设计方法和原则。

并指出第二级反击板尽可能靠后，而且下端排料口接近转子中心水平线，借以增加细碎效果。

文献【12】指出板锤最佳热处理工艺为 1020 ℃高温淬火 +400 ℃高温回火，淬火回火组织为回火马氏体+ 共晶碳化物 53M C + 二次碳化物 + 残余奥氏体，使用寿命为普通高锰钢的 3倍文献【13】指出在高铬铸铁中适量加入了 Mo、V、Ti、Mn、Cu 等合金元素。

用以生产反击式破碎机板锤, 可使产品耐磨性和综合力学性能得到很大程度的改善,使用寿命比原用高锰钢提高 4 倍以上。

文献【14】指出板锤材料由高锰钢改为高铬铸铁，高铬铸铁硬度高、耐磨性能好，可有效降低材料磨损损耗。

板锤结构由单工作面改为双工作面，磨损面由两个变为四个，一个板锤可当两个使用，可大大延长板锤的寿命。

1.3 结束语破碎机的性能好坏直接关系到我国破碎行业的发展，我国能否开发出新型、高效、节能和环保的现代破碎机，是我国现阶段主要的努力方向。

今后研究可集中在以下几个方面：（1）板锤磨损是反击式破碎机的主要失效形式，所以开发出新的耐磨性材料是现在的主要研究方向。

（2）运用 ANSYS，MSC Dytran软件对破碎机的部件进行有限元分析是现代分析各部件受力情况的主要方法。

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它由平行排列的两个转子4、11，机体3，第一道反击板5，分腔反击板9，第二道反击板12等组成。

图1 双转子反击式破碎机的构造图1—链幕；2、8—悬挂轴；3—机体；4—第一道转子；5-第一道反击板；6-螺杆；7-方截面轴；9-分腔反击板；10-压缩弹簧；11-第二道转子；12—第二道反击板；13、14—调节弹簧；15、18—均整篦板；17—固定反击板；16、19—板锤；20-三角皮带；21、22—电动机；23—液力联轴器；24—挠性联轴器两个转子分别由两台电动机21、22经过挠性联轴器24、液力联轴器23和三角皮带20传动，并按同一方向高速回转。

物料由上部加料口进入，破碎后的产品经机体下部的均整篦板15、18卸出。

第一道和第二道反击板5、12的一端通过悬挂轴2、8铰接于上机体的两侧壁上，另一端分别由特制的螺杆6或调节弹簧13支挂在机体上部或后侧壁上。

分腔反击板9通过支挂的方截面轴7与装在机体两侧面的连杆及压缩弹簧10相连接，悬挂在两转子之间，将破碎腔分隔成两部分。

这种分腔集中反击破碎的办法，扩大了转子的工作能力，使两转子都能得到充分利用。

在分腔反击板9和第二道反击板12的下半部，安装有不同排料尺寸的篦条衬板，它可使达到粒度要求的物料及时排出，以减少不必要的能量消耗。

为了充分利用排出物料的功能，消除个别大于产品粒度的大块物料排出，在两转子下部的机体上设置有均整篦板15、18及固定板击板17，并在与物料接触的表面装有高锰钢铸造的篦条栅和防护衬板。

反击式破碎机的工作原理如图2所示。

其工作原理与锤式破碎机基本相同，它们都是利用高速冲击作用破碎物料的。

但结构与工作过程却各有差异。

反击式破碎机在破碎过程中，物料在设定的流道内沿第一、第二反击板经一定时间和一定长度的反复冲击路线使物料破碎，下方的均整篦板起确定出料粒度大小的作用。

物料的破碎是在板锤冲击下进行，随后是在抛击到反击板上进一步破碎，同时料块群在空中互相撞击而得到粉碎。

图2 反击式破碎机工作原理示意图1-反击板 2-板锤 3-转子2.2 反击式破碎机尺寸参数的确定反击式破碎机的主要尺寸参数如图3所示。

图3 反击式破碎机的基本结构尺寸 2.2.1 转子直径与长度反击式破碎机转子直径一般于入料尺寸有关：根据实践资料统计，入料块与转子直径的关系可按下列经验公式来确定。

54.060d D +=≈500mm (1--2) 式中，D ——转子直径，mm ；d ——最大给料粒度，mm 。

根据上式求得转子直径，而转子的长度主要根据破碎机生产能力的大小而定。

根据统计资料，转子的长度L 与直径D 之比，一般为0.5～1.2。

比值较小时，机体结构乎稳性较差，因此取比值为1.0得到L ＝500 mm2.2.1给料口的宽度和长度的确定反击式破碎机给料口宽度B ≈D ，D 为转子直径。

给料口长度L 与转子长度相同。

计算得到B ＝500 mm2.2.2排料口尺寸的确定反击式破碎机排料口尺寸为：D s 1.0min 1≈,D s 01.0min 2≈。