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1、1 前言1.1 破碎机的分类 破碎机是指排料中粒度大于三毫米的含量占总排料量50以上的粉碎机械。破碎作业常按给料和排料粒度的大小分为粗碎、中碎和细碎。 分类：常用的破碎机械有颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、复合式破碎机、旋回破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机等几种。颚式破碎机介绍：颚式破碎机广泛应用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。反击式破碎机介绍：反击式破碎机(反击破)能处理粒度不大于120-500毫米、抗压强度不超过320兆帕的各种粗、中、细物料矿石、岩石（花岗岩、石灰石、混凝土等），广泛用于水电、高速公路、人工砂石料、破
2、碎等行业。该系列反击式破碎结构独特、配备高铬板锤、独特的反击衬板；适合硬岩破碎、高效节能；，排料粒度大小可调，能简化破碎流程，而且具有破碎比大、破碎效率高、产品形状呈立方体、可选择性破碎等优点。 锤式破碎机介绍： 锤式破碎机系列产品适用于破碎各种中等硬度和脆性物料，如石灰石、煤、盐、白亚、石膏、明矾、砖、瓦、煤矸石等。被破碎物料的抗压强度不超过150兆帕。该机主要用于水泥、选煤、发电、建材及复合肥等行业，它可以把大小不同的原料破碎成均匀颗粒，以利于下道工序加工，机械结构可靠，生产效率高，适用性好。 复合式破碎机：广泛应用于各种矿石、水泥、耐火材料、铝矾土熟料、金刚砂、玻璃原料等高硬、特硬物料的
3、中、细碎领域。在机制建筑砂、石料以及各种冶金矿渣的破碎中更是得到普遍使用，与其它类型的破碎机相比产量功效高。 旋回式破碎机：旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动，对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用，粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械。装有破碎锥的主轴的上端支承在横粱中部的衬套内，其下端则置于轴套的偏心孔中。轴套转动时，破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动它的破碎动作是连续进行的，故工作效率高于颚式破碎机 。到70年代初期，大型旋回破碎机每小时已能处理物料5000吨，最大给料直径可达2000毫米。圆锥破碎机介绍：圆锥破碎机广泛用于矿山行业、冶金行业、建筑行业、筑路行业、化学行业及硅酸盐行
4、业，适用于破碎坚硬与中硬矿石及岩石，如铁矿石、石灰石、铜矿石、石英、花岗岩、砂岩等。双辊式破碎机工作原理：出料粒度的调节：两辊轮之间装有楔形或垫片调节装置，楔形装置的顶端装有调整螺栓，当调整螺栓将楔块向上拉起时，楔块将活动辊轮顶离固定轮，即两辊轮间隙变大，出料粒度变大，当楔块向下时，活动辊轮在压紧弹簧的作用下两轮间隙变小，出料粒度变小。垫片装置是通过增减垫片的数量或厚薄来调节出料粒度大小的，当增加垫片时两辊轮间隙变大，当减少垫片时两辊轮间隙变小，出料粒度变小。齿辊式破碎机介绍：齿辊式破碎机是参照美国岗拉克破碎机的结构原理自行设计研制的新产品。 本机具有体积小，破碎比大（5-8），噪声低，结构简
5、单，维修方便的优点,生产率高（比我国现在2PGC齿辊式破碎机生产率高1-2倍），被破碎物料粒度均匀，过粉碎率低，维修方便，过载保护灵敏，安全可靠等特点。 本齿辊式破碎机适用于煤炭、冶金、矿山、化工、建材等行业更适用于大型煤矿或选煤厂原煤（含矸石）的破碎。 齿辊式破碎机破碎能力大，电动机与减速器之间用限距型液力偶合器联接，防止动力过载，传感器过载保护，安全可靠。齿辊间距液压调整，齿辊轴承集中润滑。齿形优化设计，拉剪力选择破碎，高效低耗，出粒均匀。 PCM齿辊式破碎机的诞生完全取代了我国现有的2PGC齿辊式破碎机。 齿辊式破碎机分为双齿辊式破碎机和四齿辊式破碎机二大系列，双齿辊式破碎机为机械弹簧式
6、(2PCM)，该齿辊式破碎机可根据破碎物料特性和要求分别配用粗齿辊或中齿辊，四齿辊式破碎机实际由两台双齿辊式破碎机组合而成。1.2立轴冲击破碎机的国内外现状 根据国家重点支持能源、交通和原材料等基础工业发展的产业政策，矿山机械作为这些基础工业的支柱应优先得到国家的重点支持，以得到进一步发展和提高，为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更多的具有国际先进水平的优质、高效破碎机、磨粉机、制砂机设备，满足国民经济发展对能源和原材料的需要。矿山机械主要包括破碎机、制砂机和磨粉机，破碎机是整个矿石破碎工艺中最主要的环节，也是衡量矿山机械制造业实力的重要标志。 矿山机械是技术含量和集成化很高的装备，新设备的开
7、发中不断将人类在各领域成果融合进来，随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步，每一轮产品都有新的技术注入，零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快，尤其是大型矿山机械的开发，无成熟的经验可借鉴，而又不允许设计中出现任何失误，因此必须借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力。矿山机械和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。立式破碎机是世纪 80代推出后即成为以破代磨的热销破碎机产品，作为细碎破碎机，平均出料粒度 34mm，90% 为细粉状，使球磨机的入料粒度降低，产量提高了 20%30%。经过 20 多年的发展和演变，立式破碎机
8、从第一代到第五代，由单一的打击破碎演变成冲击反击破碎，锤头的使用寿命比老式破碎机提高了 4 倍以上。立式破碎机的代表产品立轴冲击式破碎机，被广泛应用在铁矿、金矿、水泥、玻璃、陶瓷、电力、钢铁行业的物料细碎工程，用在破碎的第三个环节，可破碎的粒度5mm。作为20世纪80年代发展起来的破碎机型，已在砂石场广泛应用，被公认为最有效的制砂设备，通常直称为制砂机。立轴冲击式破碎机以叶轮直径作为规格的划分尺度，按叶轮形式分为开式和闭式。按外壳是否装有反击板可分为石打石和石打铁2种破碎方式，从而组合为4种基本形式。从国际上来看，立轴冲击式破碎机的提高前辈技术体现在3个方面：灵活的机械机能、优秀的耐磨材料和零
9、件设计，有效的粉尘控制。对海内市场来讲，至少前两者是共同的。(一)技术机能开式叶轮将答应100-150mm的进料粒级，而海内至今没有商品化的开式叶轮立轴立轴冲击式破碎机提供应市场。因此在砂石场海内立轴冲击式破碎机仅能作为三级或四级破碎设备而不能如国外那样作为二级破碎设备。国外公司已有叶轮直径达1.6m，配套的电机功率红星1103kW的设备，适合各种特大的出产线，而海内的立轴冲击式破碎机规格很少超过1.2m。提高前辈的叶轮通道可以在3-7个间变化，有不同构造与不同转速等的配合以适应不同的物料及进料粒级，达到较高的制砂量和需要不得的细度模数，而海内的闭式转子基本上固定为4个通道，很少变化，因此对不
10、同工况的适应性较差。(二)耐磨材料和零件设计因为在立轴冲击式破碎机上设计了物料的料垫来取代衬板作为易损件，因而，进步耐磨件的使用寿命可分解为零件设计和耐磨材料应用2个方面，例如，第二代叶轮设计曾采用外径堆焊耐磨材料进行保护，现在提高前辈的零件设计已采用料垫保护方式，取消了价格昂贵的铬合金钢堆焊。在冶金、矿山、化工、水泥等工业部门，每年都有大量的原料和再利用的废料，它们都需要用破碎机进行加工处理，如在选矿厂，为使矿石中的有用矿物达到单体分离，就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。磨机再将破碎机提供的原料磨至有用矿物单体分离的粒度。再如在水泥厂，须将原料破碎，以便烧成熟料，然后在将熟料用
11、磨机磨成水泥。另外，在建筑和筑路业，需要用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。在炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门，须用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。2 立轴冲击破碎机任务的提出2.1 选题的目的在冶金、矿山、化工、水泥等工业部门，每年都有大量的原料和再利用的废料，它们都需要用破碎机进行加工处理，如在选矿厂，为使矿石中的有用矿物达到单体分离，就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。磨机再将破碎机提供的原料磨至有用矿物单体分离的粒度。再如在水泥厂，须将原料破碎，以便烧成熟料，然后在将熟料用磨机磨成水泥。另外，在建筑和筑路业，需要用破碎机械将原料破碎到下一步
12、作业要求的粒度。在炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门，须用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。2.2 选题的意义在化工、电力等部门，用破碎机械将原料破碎，粉磨，增大了物料的表面积，为缩短物料的化学反应的时间创造有利条件。随着工业的迅速发展和资源的迅速减小，各部门生产中废料的再利用是很重要的，这些废料的再加工处理需用破碎机械进行破碎。因此，破碎机械在许多部门起着重要作用。3 立轴冲击破碎机方案确定3.1 立轴冲击破碎机的结构简图1 主轴 2 进料口 3破碎腔 4 转子 5传送带 6电机 7落料腔图3.1.立轴冲击破碎机的结构简图3.2 工作原理如上图3.1所示，电动机6通过皮
13、带5及皮带轮将动力传递给主轴1，主轴通过推力滚子轴承和键将动力传递给转子4，转子开始旋转。物料落入进料斗2，经环形孔落下，被分料板分成两股料，一股经分料盘进入高速旋转的甩轮，另一股从分料盘四周落下。进入甩轮的物料，在甩轮内被迅速加速，其加速度可达数十倍重力加速度，然后高速从甩轮内射出，首先同由分料器四周自由落体的另一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡流腔内涡流衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡流腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，又与从叶轮流道发射出来的物料撞击形成连续的物料幕。这样，一块物料在涡流破碎腔内收到两次至多次几率撞击、摩擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出，进入
14、落料腔7。3.3 转动轴的连接立轴冲击破碎机的主轴总成安装在底座上，用以传递电动机经由三角皮带传来的动力及支撑叶轮旋转运动。主轴总成由轴承座、主轴、轴承等组成。传动轴的主轴承选择圆柱孔调心滚子轴承推力调心滚子轴承配置。 推力调心滚子轴承可承受轴向重载荷并且适用于相当高的转速， 也可以承受径向载荷， 以保证传动轴装置可承受设备工作时所产生的冲击和振动， 圆柱孔调心滚子轴承具有高承载能力。 且轴向可以相对移动! 以解决因温度变化而产生的轴向伸缩问题和安装轴承的间隔误差。3.4 轴承箱的润滑立轴冲击破碎机立轴由轴承组支承在轴承座上，为了解决密封与润滑问题，首先将轴承座设计在机壳外，以减少工作室粉尘和
15、温度对轴承的影响。在润滑方式上采用稀油外循环冷却喷淋润滑。一次给油大概二十下。3.5 落料腔物料不能堆积在转子的下面，因为它能引起严重磨损并导致轴承或主轴的损坏，因此落料腔合理的结构设计（尺寸、角度等方面）显得非常重要；另外，所有的破碎物料都需经过落料腔排出，对落料腔壁造成严重的磨损，因此在落料腔内加入了机座衬板和耐磨护板以延长它的使用寿命。4立轴冲击破碎机动力参数计算4.1立轴冲击破碎机功率计算4.1.1工作载荷的确定a) 立式冲击破碎机转子对物料的冲击力F1为：m-喂料块的平均质量，kgv-转子外侧圆周速度，m/sk2-物料弹性恢复系数r-喂料块的外径，m(玄武岩：破碎前石料密度=1.8 吨/m3,粒度0.04m，转子回转速度1400r/min)石料的体积 石料质量 平均质量=0.3kg转子外侧圆周速度又取k2=0.7, r=0.02mm所以，冲击力F1：b) 物料对转子的作用力矩M (其中k3-载荷系数 取k3=1.5d0-物料对打击板作用力分布中心所在的直径，计算时近似取打击板中心所在的直径，取d0=1m)因为有摩擦力的影响，所以用摩擦影响系数kf来修正上式4.1.2电机功率的确定a) 立轴冲击破碎机的计算功率 （kw）(n-转子转速，r/min=传动系统效率，-三角带传动效率，为0.94-0.97，取为=0.95-支撑轴承工作效率，=0.97）由
