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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p> 1前言………………………………………1</p><p> 2概述……………………………………..2</p><p> 3 總體方案論證………………………….5</p><p> 4 傳動裝置的總體設(shè)計…………………….6</p><
2、p> 5 槳葉式攪拌機(jī)主要參數(shù)的確定………9</p><p> 6 相關(guān)零件的設(shè)計……………………..22</p><p> 7 輔助零件的設(shè)計……………………….23</p><p> 8 結(jié)論 ………………………………….25</p><p> 參考文獻(xiàn)………………………………….26</p><p&g
3、t; 致 謝………………………………….27</p><p><b> 槳葉式攪拌機(jī)的設(shè)計</b></p><p> 摘要:為了提高加工效率,本課題設(shè)計了一種出料粒度為15~20mm的槳葉式攪拌機(jī),根據(jù)要求設(shè)計了錘擊部分和反擊部分。 物料由進(jìn)料口進(jìn)入破碎腔,經(jīng)過錘頭的沖擊、剪切、劈碎、折斷,實現(xiàn)物料的中碎;錘擊的物料沖擊到安裝在破碎腔內(nèi)的反擊板上,又經(jīng)過物
4、料與反擊板、物料與物料的互相沖擊,從而實現(xiàn)了物料的細(xì)碎。本機(jī)融合了錘式攪拌機(jī)、反擊式攪拌機(jī)與槳葉式攪拌機(jī)的優(yōu)點,降低了生料和熟料的入磨粒度,較好地達(dá)到了設(shè)計要求。</p><p> 關(guān)鍵詞:攪拌機(jī);反擊板;錘頭</p><p> The designe of Vertical spindle type breaker</p><p> Abstract: In
5、 order to enhance the processing efficiency, this topic has designed one kind of material granularity is 15 ~ 20mm vertical spindle type breaker, according to requested to design has hammered the part and the counter-att
6、ack part. The material by enters the broken cavity, after the hammer head impact, cuts, chops into pieces, breaks off, the realization material center is garrulous; Hammers the material attacks installs in the broken cav
7、ity on the counter-attack board, also passes thr</p><p> Keywords: breaker; counter-attack board; hammer head </p><p><b> 1前言</b></p><p> 建材產(chǎn)品的生產(chǎn),從原料、燃料到半成品都需要進(jìn)行破碎
8、和粉磨,其目的是使物料的表面積增加,以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度,如促進(jìn)均勻混合,提高物料的流動性,便于貯存和運輸,提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品,其磨碎的粒度越細(xì),表面積越大,則水泥的標(biāo)號就越高。改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,減少動力消耗,降低生產(chǎn)成本,對達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗具有重要意義。</p><p> 機(jī)械沖擊粉碎是建材行業(yè)材料破碎的主要手段,其設(shè)備效率是重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前
9、在攪拌機(jī)的設(shè)計研究中,主要集中在耐磨材料和常規(guī)設(shè)計的改進(jìn)。</p><p> 在水泥行業(yè)、選礦電力等工業(yè)領(lǐng)域中廣泛使用粉磨機(jī)械,但各類粉磨機(jī)械都有生產(chǎn)效率低,能耗高的缺點。當(dāng)前的發(fā)展趨勢是“以破代磨”,借助加強(qiáng)粉磨機(jī)前的粉碎,降低入料粒度,可大幅度提高粉磨機(jī)產(chǎn)量,降低綜合能耗。本課題是結(jié)合市場上所使用的各類型號的攪拌機(jī)及由廠家在使用過程中所反饋的信息,分析其問題的來源,并相互比較綜合各類攪拌機(jī)的優(yōu)點,經(jīng)師生討論
10、而確定的。</p><p> 設(shè)計要求:a、最大進(jìn)料粒度:<150mm;b、出料粒度:<10mm;c、生產(chǎn)能力:25-30t/h。</p><p> 使用范圍:槳葉式攪拌機(jī)既可以用于生料的破碎,又可以用于熟料的破碎。它適用于粉碎水泥熟料、粒狀高爐礦渣、石灰石、砂巖、頁巖、煤矸石、煤塊、鋁塊石、金礦石、鉬礦石等多種物料。它廣泛應(yīng)用于:建材、化工、冶金、電力、煤炭、礦山等工業(yè)部
11、門。</p><p> 技術(shù)要求:機(jī)械設(shè)計應(yīng)保證其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便;零件結(jié)構(gòu)設(shè)計要選擇合理的毛坯型式和材料,并盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件,并具有良好的工藝性。</p><p> 設(shè)計方法:采用二維CAD繪制圖紙和在UG平臺上創(chuàng)建三維模型相結(jié)合的方法,更加直觀地將所要設(shè)計的結(jié)構(gòu)表達(dá)出來。</p><p> 本課題著重解決如何將反擊式攪拌機(jī)和錘式攪拌機(jī)
12、的優(yōu)點結(jié)合、錘頭磨損問題和機(jī)體平衡問題、攪拌機(jī)在工作過程中的粉塵泄露問題及攪拌機(jī)的各工作參數(shù)的優(yōu)化確定方法等。</p><p> 本設(shè)計具有很強(qiáng)的實用價值。因為采用了很多新的結(jié)構(gòu),大大降低了制造和維護(hù)的費用,減少了機(jī)器調(diào)整的次數(shù),保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。</p><p><b> 2概述</b></p><p> 2.1 水泥裝備的發(fā)展趨勢[
13、11]</p><p> 水泥生產(chǎn)的機(jī)械裝備是生產(chǎn)水泥的重要工具,是提高勞動生產(chǎn)率、降低水泥成本、減輕勞動強(qiáng)度的重要手段。綜觀目前國內(nèi)外水泥行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r可知,水泥裝備的發(fā)展趨勢大致可分為三個方面: </p><p> a.向大型化方向發(fā)展</p><p> 近年來,世界水泥工業(yè)發(fā)展的動向之一是大型化。各國都在致力于開發(fā)大型化的設(shè)備及其應(yīng)用技術(shù),因為大型水
14、泥廠能降低生產(chǎn)成本,減少能耗,提高勞動生產(chǎn)率,特別是日產(chǎn)5000t熟料的水泥廠經(jīng)濟(jì)效益特別顯著。</p><p> b.向自動化方向發(fā)展</p><p> 水泥廠的自動化程度是衡量水泥工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一,自動化技術(shù)的應(yīng)用利用提高主機(jī)產(chǎn)量和設(shè)備運轉(zhuǎn)率,降低熱耗,提高勞動生產(chǎn)率。</p><p> c.向節(jié)能化方向發(fā)展</p><p>
15、 從生產(chǎn)工藝上看,這種能源消耗可分為兩部分:一部分是消耗燃料多的熟料燒成系統(tǒng);一部分是消耗電能多的原料和熟料的粉磨系統(tǒng)。因此,各國都在積極開發(fā)節(jié)能降耗的水泥成套設(shè)備。磨前破碎正是向節(jié)能方向發(fā)展的一個重要路口,也正是水泥設(shè)備發(fā)展的必經(jīng)之路。</p><p> 2.2 設(shè)計要求及分析課題</p><p> 物料在經(jīng)過粗碎、中碎以后,一般粒徑為30~100mm,而進(jìn)入磨機(jī)的粒徑一般為30mm
16、左右,由于進(jìn)入磨機(jī)的粒徑仍很大,且不均衡,不但增加了磨機(jī)的負(fù)荷,而且也增加了磨機(jī)的功耗,根據(jù)邦德理論,粉碎物料所消耗的能量,與物料產(chǎn)生的裂縫長度成正比,而裂縫又與物料粒徑的平方根成反比。即:w=k(1/-1/),d為進(jìn)料粒徑,D為出料粒徑,因此,設(shè)計的要求是經(jīng)過一級破碎的物料進(jìn)入球磨機(jī)之前增加一級破碎,以均衡和降低物料的入料粒度,從而顯著地降低功耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。</p><p> 錘式攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)由錘頭
17、﹑轉(zhuǎn)子﹑篦條篩﹑內(nèi)壁襯板﹑機(jī)架等組成;它是通過物料進(jìn)入攪拌機(jī)中,受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊而破碎,物料從錘頭處獲得動能,以高速沖向破碎板進(jìn)行第二次破碎,粒度小的從篦條篩中排出,粒度大的物料在篦條篩上再經(jīng)過錘頭的沖擊﹑研磨﹑銑削而破碎,合格粒度由篦條篩排出。</p><p> 反擊式攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)由反擊板﹑打擊板﹑轉(zhuǎn)子組成;它將物料反復(fù)地沖擊,同時,物料之間也互相撞擊而得到破碎。</p><p>
18、; 槳葉式攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)由機(jī)體﹑主軸﹑轉(zhuǎn)子﹑襯板﹑進(jìn)出料口組成;物料進(jìn)入第一破碎腔,受高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘的沖擊破碎,獲得動能的料塊拋擊到筒體的襯板上進(jìn)一步破碎,料塊群在機(jī)腔中互相撞擊而得到第一次破碎;物料進(jìn)入第二破碎腔受第二轉(zhuǎn)子的擠壓﹑沖擊,把料層壓緊而變密實,隨著擠壓﹑沖擊力的上升,當(dāng)應(yīng)力超過顆粒所承受的強(qiáng)度時,物料被粉碎。</p><p> 本課題設(shè)計的攪拌機(jī)是兼以上三者之優(yōu)點進(jìn)行破碎,因此,確定為槳葉
19、式攪拌機(jī)。</p><p> 2.3 槳葉式攪拌機(jī)的工作原理簡介</p><p> 攪拌機(jī)體內(nèi)研磨介質(zhì)運動狀態(tài)分為二部分,其一為在筒體內(nèi)旋轉(zhuǎn),其二為帶到一定高度后拋落,即拋落運動狀態(tài)。前者粉碎的主要形式為研磨,而后者為沖擊。磨內(nèi)物料隨著研磨和沖擊的綜合作用而使物料粉碎。槳葉式攪拌機(jī)的破碎部分主要由錘擊部分和反擊部分兩部分組成,物料由進(jìn)料口進(jìn)入破碎腔,經(jīng)過錘頭的沖擊、剪切、劈碎、折斷,使
20、得物料粒徑降低,然后再經(jīng)過反擊破碎,通過反擊破碎中反擊板的沖擊、剪切和物料的自撞破碎,進(jìn)一步降低和均衡物料的粒徑,從而實現(xiàn)了物料粉碎的目的。</p><p> 2.4 槳葉式攪拌機(jī)的構(gòu)造</p><p> 槳葉式攪拌機(jī)由筒體、轉(zhuǎn)子、機(jī)蓋附件、底座等部分組成,筒體由機(jī)殼、門、隔板、反擊板組成,各部件分別用焊接螺栓、螺釘連結(jié)成一體;轉(zhuǎn)子由主軸、錘架組成。錘架上偏心銷軸將錘頭分4排懸掛在錘架
21、之間,為了防止錘架和錘頭的軸向竄動,錘架一端用軸套軸向固定,一端用止退墊圈和鎖緊螺母固定,轉(zhuǎn)子支承在三個滾動軸承上,機(jī)殼內(nèi)部有反擊板,反擊板磨損后可以更換,機(jī)蓋與軸之間漏灰現(xiàn)象嚴(yán)重,為了防止漏灰,設(shè)有軸封。主軸是攪拌機(jī)支承轉(zhuǎn)子的主要零件,沖擊力由它來承受。因此,要求主軸的材質(zhì)具有較高的硬度和韌性,如用45鋼。主軸斷面為圓形,錘架用36mm寬的平鍵與軸連接,錘架是用來安裝錘頭的,但攪拌機(jī)在逆轉(zhuǎn)時,錘架與物料接觸,易造成磨損,所以選擇的材料
22、要具有一定的耐磨性。該錘架的銷軸孔都為6個孔,可以在銷軸孔磨損后,把錘頭安裝在另一個位置,在錘架中,上面一個圓盤用以減少偏心銷軸的磨損程度。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。錘頭動能的大小與錘頭質(zhì)量成正比,動能越大,即錘頭質(zhì)量越大,破碎效率愈高,但能耗佷大。因此,應(yīng)根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。錘頭耐磨性是其主要質(zhì)量指標(biāo)之一,提高錘頭的耐磨性,可</p><p> 機(jī)蓋部件由機(jī)蓋、
23、滾動軸承、圓錐套、上軸承蓋、上密封環(huán)、圓螺母以及直通式油杯組成,用螺栓連接在一起,軸承蓋用于軸承的外圓定位,軸承蓋內(nèi)的內(nèi)油氈槽用以安裝油氈起密封油的作用,軸承蓋外面有凸起的環(huán)體,擋住外面的灰塵進(jìn)入軸承蓋內(nèi),圓螺母和止退墊圈使軸承的內(nèi)圈得以定位,上密封環(huán)擋住筒體內(nèi)的灰塵進(jìn)入到機(jī)蓋內(nèi),即采用迷宮密封來擋灰。軸承的潤滑采用直通式油杯油潤滑,軸承間隙的調(diào)整可通過調(diào)整墊片得以實現(xiàn)。</p><p> 底座部件由支承套、滾
24、動軸承、下軸承蓋、下密封環(huán)、軸套、墊片、注油裝置、底座等組成,用螺栓連接在一起,底座用于整個轉(zhuǎn)子軸的定位,支承套用來支承兩個滾動軸承和下軸承蓋,調(diào)心滾子軸承主要用來承受軸向力,推力調(diào)心滾子軸承主要承受徑向力,在兩個軸承之間增加一塊墊片,隔開兩軸承以避免兩軸承直接接觸,影響兩軸承的壽命。上軸承蓋用來定位,推力調(diào)心滾子軸承的外圈定位,兩軸承之間的墊片用于保證兩軸承的內(nèi)圈定位,軸承蓋內(nèi)毛氈用來保證潤滑油的密封,下軸承蓋和下密封環(huán)組成的環(huán)形密封
25、用來擋住筒體內(nèi)的灰塵進(jìn)入到軸承中。</p><p> 進(jìn)料口由法蘭、鋼板焊接而成,用螺栓連接在機(jī)蓋上。</p><p> 出料口由法蘭,鋼板焊接而成,用螺栓連接在底座的加強(qiáng)筋上。</p><p> 機(jī)蓋部分與筒體,筒體與底座均用螺栓連接在一起,轉(zhuǎn)子與底座之間用軸承來支承。</p><p> 槳葉式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)模型如圖2-1所示</
26、p><p> 圖2-1 槳葉式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)模型圖</p><p><b> 3 總體方案論證</b></p><p><b> 3.1 機(jī)型的確定</b></p><p> 槳葉式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示 </p><p> 圖3-1 槳葉式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p
27、><p> 1-機(jī)械傳動部分,2-反擊破碎部分,3-錘擊破碎部分</p><p> 該機(jī)由三個主要部分組成:(1)機(jī)械傳動部分(2)反擊破碎部分(3)錘擊破碎部分。起主要作用的是錘擊破碎部分和反擊破碎部分,皮帶傳動部分傳遞所需的動力。</p><p> 該機(jī)采用槳葉式上下安置,充分利用物料自身的重量。減少物料運輸過程所消耗的動力。通過反擊破碎和圓錐破碎,從而達(dá)到降
28、低粒徑的目的。</p><p><b> 3.2 產(chǎn)品的確定</b></p><p> 該機(jī)的產(chǎn)量需滿足下列要求</p><p> a.年產(chǎn)10萬噸以上;</p><p> b.不是全日制工作,每年工作為300天,每天工作8——16小時。</p><p> 在此基礎(chǔ)上,該機(jī)的設(shè)計產(chǎn)量為2
29、5——30t/h。 </p><p> 4 傳動裝置的總體設(shè)計</p><p> 4.1 電動機(jī)的選擇[10]</p><p> 4.1.1槳葉式攪拌機(jī)的設(shè)計參數(shù)</p><p><b> 進(jìn)料粒徑≤150</b></p>
30、;<p><b> 出料粒徑≤10</b></p><p> 4.1.2 功率的確定</p><p><b> 由邦德理論</b></p><p> N=k×(1/─1/) (4-1)</p><p> 式中
31、:d—出料粒徑,um;</p><p> D—進(jìn)料粒徑,um;</p><p><b> Q—產(chǎn)量,t/h;</b></p><p> 得 </p><p> N=185×(1/―1/)X40</p><p><b> =57kw</b&g
32、t;</p><p> 由電機(jī)功率,查手冊:</p><p> 選電機(jī)型號為Y280M-6 </p><p> 功率為55kw </p><p> 轉(zhuǎn)速為980r/min </p><p> 外形尺寸為1198×555×640(長×寬×高)。<
33、/p><p> 4.2 傳動部分的設(shè)計[10]</p><p> 4.2.1 確定計算功率Pca</p><p> 考慮到載荷的性質(zhì)、原動機(jī)的不同和每天工作時間的長短等,計算功率Pca比要求傳遞的功率P略大,即</p><p> ?。?-2)式中: KA——工作情況系數(shù),</p><p> 4.2.2 選擇V帶型號
34、[1]</p><p><b> 根據(jù)計算功率 </b></p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》圖12-1-1確定選用D型帶。</p><p> 確定帶輪直徑dd1,dd2</p><p> 參考《機(jī)械設(shè)計手冊》帶傳動設(shè)計部分,選取小帶輪直徑=355。</p><p><b>
35、 驗算帶的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b> ?。?-3)</b></p><p><b> =</b></p><p> 帶的速度合適 (普通V帶)</p><p><b> 從動帶輪直徑</b></p><p> =
36、 (4-4)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》表12-1-10查得=400mm</p><p> 4.2.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度</p><p> 根據(jù) 0.7(+)<<2(+) (4-5)</p><p> 取
37、 =1200</p><p> 根據(jù) (4-6)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》表12-1-4 選帶的基準(zhǔn)長度</p><p><b> ?。?-7)</b></p><p> 4.2.5 驗算主動輪上的包角</p>
38、<p><b> ?。?-8)</b></p><p><b> 主動輪包角合適</b></p><p> 4.2.6 確定V帶根數(shù)z</p><p> a)由線性插值法求得額定計算功率P0</p><p><b> (4-9)</b></p>
39、<p> 額定功率值的增量△P0=3.92,包角系數(shù)Kα=0.98,長度系數(shù)KL=0.90</p><p> b)計算V帶根數(shù)z</p><p><b> ?。?-10) </b></p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》表12-1-18 </p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》表12-1-21
40、 </p><p> 由《機(jī)械設(shè)計手冊》表12-1-22 </p><p><b> 根</b></p><p><b> 取z=5根</b></p><p> 4.2.7 計算單根V帶初拉力F</p><p><b> (2-11)</b>
41、</p><p> 由表12-1-23 m=0.62</p><p> 4.2.8 計算對軸的壓力FQ</p><p><b> (4-12)</b></p><p> 5 槳葉式攪拌機(jī)主要參數(shù)的確定</p><p><b> 5.1基本結(jié)構(gòu)參數(shù)</b><
42、/p><p> 5.1.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度[7]</p><p> 轉(zhuǎn)子直徑一般根據(jù)給料塊的尺寸來決定,提出轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.2~5,大型攪拌機(jī)取低值。D=1000mm。</p><p> 轉(zhuǎn)子軸直徑與長度之比值一般為0.7~2,物料沖擊力較強(qiáng)時,應(yīng)取較大的比值.</p><p><b> ?。?-1)</b&
43、gt;</p><p><b> ?。?-2)</b></p><p> 5.1.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸[11]</p><p> a.給料口寬度、長度、高度、傾角</p><p> 給料口寬度大于2倍最大給料尺寸取B=300mm、L=310mm,為了要求給料有一</p><p> 定的垂直下落
44、速度取h=560mm,要求入料塊經(jīng)導(dǎo)板給入,因此,導(dǎo)板的傾角不應(yīng)小于60,否則引起給料塊的堆積。</p><p><b> b.卸料口尺寸</b></p><p> 攪拌機(jī)的卸料口尺寸由產(chǎn)品粒度的大小來決定。</p><p><b> c.給料方式</b></p><p> 攪拌機(jī)要求給料塊
45、有一定的垂直下落速度,故給料口一般都設(shè)置在機(jī)架的上方。 </p><p> 5.1.3 錘頭質(zhì)量的確定[11]</p><p> 由于槳葉式攪拌機(jī)的錘頭是通過偏心銷軸固定在轉(zhuǎn)子上的,所以正確地選擇</p><p> 錘頭質(zhì)量消耗都有很大的作用,如果錘頭質(zhì)量選的過小,則可能滿足不了錘頭一次就將物料破碎的要求。若是選得過大,這是不經(jīng)濟(jì)的,而且旋轉(zhuǎn)起來產(chǎn)生的離心力也
46、很大,對轉(zhuǎn)子上的其它零件要產(chǎn)生影響并且易損壞。因此,錘頭質(zhì)量一定要滿足錘擊一次使物料破碎,并使無用功率消耗達(dá)到最小值,同時還必須不使錘頭過度向后偏倒。</p><p> 計算錘頭質(zhì)量的方法有兩種:一種是使錘頭運動起來產(chǎn)生的動能等于破碎物料所需的破碎功,另一種是根據(jù)碰撞理論的動量相等原理。前一種方法由于沒有考慮錘頭打擊物料后的速度損失,故計算出來的錘頭質(zhì)量往往偏小,需要根據(jù)實際情況修正。</p>&
47、lt;p> 5.1.3.1按動能定理計算錘頭質(zhì)量</p><p><b> ?。?-3)</b></p><p> 式中 D ─ 轉(zhuǎn)子直徑,mm ;</p><p> n ─ 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,m/s;</p><p> ─ 轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù);</p><p> ─ 轉(zhuǎn)子橫
48、向每排的錘頭個數(shù);</p><p> 因為 (5-4)</p><p><b> (5-5)</b></p><p><b> ?。?-6)</b></p><p><b> (5-7)&l
49、t;/b></p><p> 式中 N ─ 電動機(jī)功率,kw;</p><p> E ─ 錘頭的動能,J;</p><p> m ─ 錘頭的質(zhì)量,kg;</p><p> v ─ 錘頭的圓周速度,m/s;</p><p> ─ 轉(zhuǎn)子上全部錘頭每轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的動能, J;</p>&l
50、t;p><b> 所以 </b></p><p> 按動量定理計算錘頭質(zhì)量</p><p> 國家碰撞理論動量相等的原理計算錘頭質(zhì)量時,考慮到錘頭打擊物料后必然</p><p> 會產(chǎn)生速度損失。如果錘頭打擊物料后,其速度損失過大,就會使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒,這時錘頭由于速度減小而使動能減小,在下一次與物料相遇時,物
51、料通過而不破碎物料,因而會降低攪拌機(jī)的生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后產(chǎn)生的偏倒,能夠由離心力的作用而在第二次破碎物料前很快恢復(fù)到正常工作位置,就要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。根據(jù)實踐經(jīng)驗,錘頭打擊物料后的允許速度損失隨著攪拌機(jī)的規(guī)格大小而變,一般允許速度損失為40~60%。即</p><p><b> ?。?-8)</b></p><p>
52、式中 ─ 錘頭打擊物料前的圓周線速度,m/s;</p><p> ─ 錘頭打擊物料后的圓周線速度,m/s;</p><p><b> (5-9)</b></p><p> 式中 ─ 修正系數(shù),=0.21~0.28</p><p> ─ 物料的抗壓強(qiáng)度, </p><p>&l
53、t;b> ─ 物料邊長, m</b></p><p> ─ 錘頭打擊物料的時間,一般采用0.001~0.0015s。</p><p><b> (5-10)</b></p><p> 式中 ─ 錘頭的實際質(zhì)量,kg;</p><p> ─ 錘頭重心到懸掛點的距離,m;</p>
54、<p> ─ 錘頭打擊中心到懸掛點的距離,m。</p><p> 5.2 主要工作參數(shù)的確定</p><p> 5.2.1 轉(zhuǎn)子的速度</p><p> 從槳葉式攪拌機(jī)的特點可看見,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是攪拌機(jī)的重用工作參數(shù),它影響著攪拌機(jī)的破碎效率、破碎比和生產(chǎn)能力。</p><p> 由
55、 (5-11)式中 ─ 轉(zhuǎn)子的圓周速度,m/s;</p><p><b> ─ 轉(zhuǎn)子直徑,m。</b></p><p> 得 </p><p> 一般中小型攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為750~1500r/min,圓周速度為25~70m/s。</p&
56、gt;<p><b> 生產(chǎn)能力[7]</b></p><p><b> ?。?-12)</b></p><p> 式中 L ─ 轉(zhuǎn)子長度,m;</p><p> b ─ 卸料篦條間歇,m;</p><p> ─ 出料塊的粒度,m;</p><p&g
57、t; Z ─ 卸料篦條間歇的數(shù)目,</p><p> ─ 松散與排料不均勻系數(shù)0.02;</p><p> K ─ 轉(zhuǎn)子圓周方向錘子的排數(shù);</p><p> n ─ 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,r/min;</p><p> r ─ 石灰石的堆積比重,。</p><p><b> 功率[12]</b>
58、</p><p> 功率消耗和很多因數(shù)有關(guān),但主要取決于物料的性質(zhì),轉(zhuǎn)子的圓周速度,破碎比和生產(chǎn)能力。</p><p><b> ?。?-13)</b></p><p> 式中 m ─ 錘頭質(zhì)量,kg;</p><p> R ─ 轉(zhuǎn)子半徑,m;</p><p> n ─ 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,r
59、/min;</p><p> ─ 機(jī)械效率, =0.7~0.85;</p><p> ─ 修正系數(shù)。與轉(zhuǎn)子的圓周速度有關(guān),隨圓周速度增加而減少,因為速度愈高,每個錘頭打擊物料的機(jī)會率愈低。</p><p> 查《建筑材料機(jī)械設(shè)計》表1-4 得=0.00125。</p><p> 5.3 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計[4]</p>&
60、lt;p> 5.3.1 軸的設(shè)計計算及校核</p><p> 5.3.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> a) 軸的材料及熱處理</p><p> 由于攪拌機(jī)的設(shè)計功率不是太大,對其重量和尺寸無特殊要求,故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b> b)初估軸徑</b></p>
61、<p> 按扭矩初估軸的直徑,查《機(jī)械設(shè)計》表10-2,得C=106-117,考慮倒安裝皮帶輪僅受扭矩作用,取C=110,則</p><p><b> (5-14)</b></p><p> 式中: C——由軸承的材料和承載情況縮確定的常數(shù);</p><p> P——軸的輸出功率,kw;</p>&
62、lt;p> n——軸的轉(zhuǎn)速,r/min.</p><p> 符合要求,所以軸的設(shè)計合格。</p><p> 5.3.2 軸的強(qiáng)度計算[1]</p><p> 軸的各段長度主要根據(jù)軸上零件的轂長或軸上的零件配合部分的長度確定。另外,也要根據(jù)機(jī)體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計中,綜合考慮機(jī)體、轉(zhuǎn)子、襯板、軸承座等因素的影響后,軸的具體設(shè)計尺寸如圖5-1所示。&
63、lt;/p><p> 圖5-1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p> 5.3.2.1 破碎力的確定</p><p> 沖擊時間的計算 (5-15)</p><p> 式中: R——料塊的半徑,m;</p><p> v——轉(zhuǎn)子的圓周
64、速度,m/s。</p><p> 破碎力P的計算 </p><p> (5-16) </p><p> 式中: P——破碎力,N;</p><p> m——料塊的質(zhì)量,kg;</p><p> v0——沖擊后物料的速度,m/s;</p>
65、<p> t——沖擊時間,s。</p><p> 5.3.2.2 軸的受力分析(見圖5-2)</p><p> a. 畫軸的受力簡圖(見圖b)。</p><p> 圖5-2 軸的受力分析及彎扭矩圖</p><p> b. 計算支承反力。</p><p> 由式:
66、 (5-17)</p><p> 得 </p><p> 由式: (5-18)</p><p> 得 </p><p><b&
67、gt; 在垂直面上</b></p><p> (5-19) </p><p> c. 畫彎矩圖(見圖c,d,e)</p><p> 由式: (5-20)</p><p> 在水平面上,a—a剖面左側(cè)</p>
68、;<p><b> a—a剖面右側(cè)</b></p><p><b> 在垂直面上</b></p><p> 合成彎矩,a—a剖面左側(cè)</p><p> 由式: (5-21)</p><p><b> 得</b>
69、;</p><p><b> a—a剖面右側(cè)</b></p><p> d.畫轉(zhuǎn)矩圖(見圖f)</p><p> 由式: (5-22)</p><p> 得,轉(zhuǎn)矩 </p><p>
70、 5.3.2.3 判斷危險剖面</p><p> 顯然,由圖中a—a截面處合成彎矩最大、扭矩為T,該截面左側(cè)可能是危險剖面;b—b截面處合成彎矩不是最大,但該截面左側(cè)軸徑小于a—a截面處軸徑,故b—b截面左側(cè)也可能是危險剖面。若從疲勞強(qiáng)度角度考慮,a—a、b—b截面處均有應(yīng)力集中,且b—b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重,故a—a截面左側(cè)和b—b截面左、右側(cè)均有可能是疲勞破壞危險剖面。</p><p&
71、gt; 5.3.2.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計》表10-1查得</p><p> 由式 (5-23)</p><p> a) a—a截面左側(cè)</p><p> 由式
72、 (5-24)</p><p> b) b—b截面左側(cè)</p><p> b—b截面處合成彎矩: </p><p> 由式: (5-25)</p><p> 5.3.2.5 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p><b> 由表10-
73、1查得。</b></p><p> a. a—a截面左側(cè)</p><p> 由附表10-1查得由附表10-4絕對尺寸;軸經(jīng)過磨削加工表面質(zhì)量系數(shù)則</p><p> 彎曲應(yīng)力 (5-26)</p><p> 應(yīng)力幅 </p&g
74、t;<p> 平均應(yīng)力 Mpa</p><p> 切應(yīng)力 (5-27)</p><p> 式中: T ─ 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩,N.mm;</p><p> W ─ 抗扭截面系數(shù),。</p><p> 校核危險剖
75、面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)安全系數(shù) </p><p><b> ?。?-28)</b></p><p> 在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)距作用下的安全系數(shù)分別為</p><p><b> ?。?-29)</b></p><p><b> ?。?-30) </b></p><
76、p> 得, </p><p> 查表10-6得許用安全系數(shù)顯然S>>, 故a—a剖面安全。</p><p> b. b—b截面右側(cè)</p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p> 抗扭截面系數(shù) </p><p> 彎曲應(yīng)
77、力 </p><p> 切應(yīng)力 </p><p> 由附表10-1查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。</p><p><b> 又。則</b></p><p> 顯然,故b—b截面右側(cè)安全。</p><p>
78、 c. b—b截面左側(cè)</p><p> b—b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。</p><p> 彎曲應(yīng)力 </p><p> 切應(yīng)力 </p><p> ,由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)</p><p> ,由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)</p>&l
79、t;p><b> 。則</b></p><p> 顯然,故b—b截面左側(cè)安全。</p><p> 以上計算表明:軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。</p><p> 5.3.3 轉(zhuǎn)子的設(shè)計</p><p> 本設(shè)計參閱了國內(nèi)市場上對攪拌機(jī)的研究資料,結(jié)合各類型攪拌機(jī)轉(zhuǎn)子的不同結(jié)構(gòu) ,錘頭排列分布方式如圖
80、5-3所示。</p><p> 圖5-3 轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)</p><p> 1-鍵;2-軸套;3-上圓盤;4-中圓盤;5-錘頭;6-下圓盤;</p><p> 7-轉(zhuǎn)子隔套;8、9-偏心銷軸;10-鍵;11-軸套;12-主軸</p><p> 由圖5-3可知, 錘頭在兩隔板之間是按60°的間隔布置著六個錘頭,即著六個錘頭中心
81、線處在一個平面上。設(shè)計時適當(dāng)調(diào)整錘頭間隔套尺寸,保持錘頭總數(shù)不變,而如此排布錘頭在破碎腔空間上有效利用了錘頭的“空間打擊”能力,能夠顯著提高破碎效率,降低了能耗。</p><p> 5.3.3.1 錘頭的設(shè)計[11]</p><p> 錘頭是錘式破碎的主要工作零件。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。錘頭動能的大小與錘頭的質(zhì)量成正比,動能越大,即錘頭的質(zhì)量愈大,破碎效
82、率越高,能耗也愈大。因此,要根據(jù)不同的進(jìn)料塊尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。錘頭的耐磨性是其主要質(zhì)量指標(biāo),提高錘頭的耐磨性,可縮短攪拌機(jī)的檢修停車時間。從而,提高攪拌機(jī)的利用率和減少維護(hù)費用。傳統(tǒng)的錘頭一般是用高碳鋼鍛造或鑄造,也有用高錳鋼鑄造的。近來有的用高鉻鑄鐵錘頭復(fù)合鑄造,即錘柄采用ZG310~570鋼,而錘頭采用高鉻鑄鐵,其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍。</p><p> 現(xiàn)在錘頭的設(shè)計已經(jīng)由傳統(tǒng)的整體式設(shè)計轉(zhuǎn)
83、變?yōu)榻M合式的結(jié)構(gòu)設(shè)計。另外,新型材料的研制,特別是高硬度耐磨材料的研制成功也為錘頭的設(shè)計及錘頭性能的提高提供了保證條件,也為本課題提供了較大的選擇余地。在綜合考慮了本課題的技術(shù)要求和工作要求后,我們決定采用新型的組合式錘頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(如圖5-4所示)。</p><p> 圖5-4 組合式錘頭</p><p> 5.3.3.2 安裝[3]</p><p> 轉(zhuǎn)子
84、與主軸之間的配合為間隙配合,配合為D8/H8。</p><p> 5.4 軸承和鍵的選用[8]</p><p> 5.4.1 軸承的選用和潤滑</p><p> a.軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì),是選擇滾動軸承的主要依據(jù)。</p><p> 上端選: GB/T288-1994 1536622型調(diào)心滾子軸承</p>&
85、lt;p> 下端選: GB/T288-1994 153622型調(diào)心滾子軸承</p><p> GB5801-1994 9039430型推力調(diào)心滾子軸承</p><p> b.校核軸承的使用壽命</p><p> 根據(jù) (5-31)</p><p>
86、 對于153662型軸承,假定其壽命為3年</p><p><b> 查手冊 </b></p><p><b> 該軸承符合要求。</b></p><p> c.軸承潤滑方式選用油管潤滑。</p><p> 5.4.2 鍵的選用</p><p><b>
87、 a.鍵分別選平鍵</b></p><p> 28×16×104 (GB1095-86)</p><p> 36×20×848 (GB1095-86)</p><p><b> b.平鍵的校核</b></p><p> 根據(jù)
88、 (5-32)</p><p><b> T ─ 轉(zhuǎn)矩,;</b></p><p> d ─ 軸的直徑,;</p><p> h ─ 鍵的高度,;</p><p> ─ 鍵的工作長度,;</p><p> ─ 許用擠壓應(yīng)力,,<
89、/p><p> 由《機(jī)械手冊》表3.1查得=30~45。</p><p> 鍵一:28×16×104 </p><p><b> 符合要求。</b></p><p> 鍵二:36×20×848</p><p><b> 符
90、合要求。</b></p><p><b> 6 相關(guān)零件的設(shè)計</b></p><p><b> 6.1反擊板的設(shè)計</b></p><p> 反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料在其上沖擊破碎,將破碎后的物料重新彈回破碎區(qū),再次進(jìn)行沖擊破碎。設(shè)計的要求是,被板錘沖擊后的物料經(jīng)反擊后的位置剛好為該板錘旋轉(zhuǎn)以
91、后的位置,以利用再次進(jìn)行沖擊破碎。反擊板結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。</p><p> 圖6-1 反擊板結(jié)構(gòu)圖</p><p> 攪拌機(jī)反擊板經(jīng)各種表面積形狀實驗比較,采用棱條結(jié)構(gòu)效果最好。因為棱條尖角部分鑄造質(zhì)量和熱處理后硬度高, 抗磨損能力強(qiáng)。而且抗磨面是逐漸加大,磨損尺寸逐漸減緩。反擊板材質(zhì)采用耐磨合金鋼,這些措施都有利于反擊板壽命的延長。反擊板的安裝方式為從側(cè)面推入鉸接件,再由緊固螺栓
92、壓緊。</p><p><b> 6.2 門的設(shè)計</b></p><p> 在物料破碎過程中,難免有難破碎的大塊物料,落在反擊板與轉(zhuǎn)子之間。由于物料粒徑較大,難以從下料口排出,易引起物料阻塞。為清除阻塞物料,保證機(jī)構(gòu)的正常運行,所以開設(shè)防護(hù)門。門的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示</p><p><b> 6-2 門的結(jié)構(gòu)</b>
93、;</p><p> 防護(hù)門為組焊件,門材料為45鋼。耳環(huán)焊接在門上面,接頭形式為角焊接。</p><p><b> 7 輔助零件的設(shè)計</b></p><p><b> 7.1 注油管</b></p><p> 對滑動軸承采用油潤滑,須用到注油管。注油管可用兩端有螺紋的鋼管。一端固定在機(jī)蓋
94、上,一端用螺母固定在機(jī)座上。</p><p> 7.2 密封裝置的選擇</p><p> 本設(shè)計中的密封方式選用氈圈式密封,利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對軸的壓緊作用、獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果。</p><p><b> 8 結(jié)論 </b></p><p> 本次設(shè)計總
95、體來說較為成功。在分析目前市場上的各類型的攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)特點以及使用情況后,我們確定了設(shè)計一種新型的攪拌機(jī)的課題,就是將錘式攪拌機(jī)和反擊式攪拌機(jī)的優(yōu)點結(jié)合起來。在這個指導(dǎo)思想下,設(shè)計過程中,我們特別注意吸收各種新的技術(shù),新的設(shè)計方法,并將之盡量融入到我們的設(shè)計中,使這種新型攪拌機(jī)的各項性能都能夠達(dá)到一個較高的水平。同時我們自始至終貫徹機(jī)器設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性要求,盡量降低攪拌機(jī)的生產(chǎn)成本和維護(hù)費用等,因此,本設(shè)計具有很大的實用性。<
96、;/p><p> 本設(shè)計的主要特點有:</p><p> a.反擊式破碎的板錘和轉(zhuǎn)子是剛性聯(lián)結(jié)的,利用整個轉(zhuǎn)子的慣性對物料進(jìn)行沖擊,使其不僅破碎而且可以獲得較大的速度和動能。</p><p> b.破碎腔較大,使物料有一定的活動空間,物料受到?jīng)_擊作用,經(jīng)過多次反復(fù)打擊而得到充分破碎。</p><p> c.破碎效率高、能量消耗低。<
97、/p><p> d.破碎比大,可達(dá)到15~20mm左右,這樣,可以減少破碎段數(shù),簡化生產(chǎn)流程,節(jié)省投資、降低生產(chǎn)成本。</p><p> e.設(shè)備的構(gòu)造簡單,便于制造,操作維修也較方便。</p><p> 本設(shè)計的創(chuàng)新點主要有:</p><p> a.采用新型的轉(zhuǎn)子設(shè)計結(jié)構(gòu)(反擊式破碎的鋼盤結(jié)構(gòu)和錘式破碎的錘盤交錯布置結(jié)構(gòu)),有效增強(qiáng)了攪
98、拌機(jī)的工作性能。</p><p> b.新型錘頭結(jié)構(gòu)設(shè)計。錘頭拋棄傳統(tǒng)的整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計,而采用組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計,大大提高了錘頭的使用壽命,有效降低了生產(chǎn)費用和減少了設(shè)備的調(diào)整次數(shù)。</p><p> 本設(shè)計是在結(jié)合反擊式攪拌機(jī)和錘式攪拌機(jī)的優(yōu)點,并在此基礎(chǔ)上再融入了各種新技術(shù)、新思想的條件下成型的。因此,設(shè)計中也存在一些不足之處,有待進(jìn)一步的設(shè)計改造??傮w來說,其存在的主要問題有:<
99、;/p><p> a. 兩級轉(zhuǎn)子的空間位置有待進(jìn)一步的研究。它們的相互位置如何優(yōu)化設(shè)計,才能更加充分發(fā)揮兩種破碎方式的優(yōu)點。</p><p> b. 反擊板的安裝方式較為繁瑣,安裝時需花費較多的時間。</p><p> c.機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠簡便,維護(hù)調(diào)整時的拆裝要花費一些時間。</p><p> d.各參數(shù)的選擇有待進(jìn)一步探討。<
100、/p><p> 這些問題都是在以后的設(shè)計改進(jìn)中應(yīng)該加以重視的。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 濮良貴,胡綜武,張鄰康.機(jī)械設(shè)計[M].沈陽:西北工業(yè)大學(xué),1992. </p><p> [2] 許林發(fā).建筑材料機(jī)械設(shè)計[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1997.</p&
101、gt;<p> [3] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.</p><p> [4] 吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988.</p><p> [5] 洛陽建材工業(yè)學(xué)校.復(fù)鶚式攪拌機(jī)畢業(yè)設(shè)計參考手冊[M].洛陽建材工業(yè)學(xué)校材機(jī)教研室,1988.</p><p> [6] 王宗榮.工程圖學(xué)[
102、M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.</p><p> [7] 范祖堯.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊(第3卷) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.</p><p> [8] 陳秀寧,施高義.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].浙江:浙江大學(xué)出版社,2001.</p><p> [9] 甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2001.</p>
103、<p> [10] 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊(機(jī)械傳動) [M].北京:化學(xué)工業(yè)出板社,2004.</p><p> [11] 唐敬鱗.破碎與篩分機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版,2000.</p><p> [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.</p><p><b> 致 謝</b&g
104、t;</p><p> 歷時三個多月的畢業(yè)設(shè)計,在孫俊蘭老師的悉心指導(dǎo)下,現(xiàn)已劃上了圓滿的句號。</p><p> 在設(shè)計過程中,孫老師及時的了解我設(shè)計中遇到的難題,幫助我解決了不少問題。由于本人對水泥工藝及攪拌機(jī)了解不多,實踐知識更是不足,孫老師耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識,使我得以按時內(nèi)完成設(shè)計工作。同時,教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中,都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)
105、計中,劉平成老師和其他老師也給我提供了很多幫助,我向他們表示衷心的感謝。</p><p> 此次設(shè)計的圓滿和同組其他人員的通力合作也是分不開的,他們給了我許多幫助和指點,在此一并表示感謝!</p><p><b> 附件清單</b></p><p> 1 總裝配圖 L1000-05-01
106、 A0 </p><p> 2 門 L1000-05-02 A2 </p><p> 3 轉(zhuǎn)子 L1000-05-03 A1
107、 </p><p> 4 進(jìn)料斗 L1000-05-04 A2 </p><p> 5 機(jī)蓋 L1000-05-05 A2 </p><p> 6
108、 底座 L1000-05-06 A1 </p><p> 7 反擊板 L1000-05-07 A3 </p><p> 8 隔板 L1
109、000-05-08 A3 </p><p> 9 下料斗 L1000-05-09 A2 </p><p> 10 方頭螺栓 L1000-05-10 A4
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