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江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)簡介
PE250×400顎式破碎機的設(shè)計
1.課題背景
我國自50年代生產(chǎn)顎式破碎機以來,在破碎機設(shè)計方面經(jīng)歷了模擬,仿真制、圖解法設(shè)計階段,目前正向計算機輔助設(shè)計階段過度。生產(chǎn)制造的顎式破碎機越來越大、性能越來越好,品種越來越多,并在國際上占有一定的市場。
我國曾以前蘇聯(lián)顎式破碎機標準TOCT7084-80為依據(jù),制定了顎式破碎機國標送審稿,對顎式破碎機的設(shè)計、制造和使用提出了更高的要求。1990年,由中國礦山機械質(zhì)量監(jiān)督檢測中心,對國內(nèi)主要廠家制造的中小型顎式破碎機的技術(shù)性能進行了檢測,只有若干顎式破碎機達到 TOCT7084-80和國標送審稿中規(guī)定的指標。因此全面總結(jié)顎式破碎機在設(shè)計、使用和測試方面的經(jīng)驗,積累合適我國破碎機結(jié)構(gòu)特點的實驗數(shù)據(jù),建立破碎機最優(yōu)化設(shè)計的理論與方法并使之推廣普及是提高我國顎式破碎機技術(shù)性能,趕超國際先進水平的關(guān)鍵。
顎式破碎機以其結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的優(yōu)點問世百余年,仍在工程中廣泛使用。各種不同型號的顎式破碎機雖經(jīng)長期實踐,不斷改進,但其工作原理和結(jié)構(gòu)大同小異,而其工作性能的好壞卻相差甚大。顎式破碎機的技術(shù)性能主要取決于主參數(shù)的確定、機構(gòu)尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)的設(shè)計。
2.課題研究目的及意義
1.課題研究的目的
A增加物料的比表面積
物料破碎后,其比表面積增加,因而可提高物料作用的效果和化學(xué)反應(yīng)的速度。如幾種不同固體物料的混合,若物體破碎得越細,則混合均勻的程度越高;水泥熟料的燒成,基本上是一種固相反應(yīng),其反應(yīng)速度與物料碎磨粒度有關(guān),物料磨得越細,反應(yīng)速度進行得越快。反應(yīng)速度越快,煅燒時節(jié)省熱量越多。
B制備混凝土骨料與人造砂
制備混凝土需要各種粒度的骨料(碎石),是由開采出來的大塊石料,經(jīng)破碎篩分加工后得到的各種粒度的碎石。當天然砂不足時,可用破碎方法制備人造砂。
C使礦石中有用成分解離
在選礦作業(yè)中,破碎與磨碎作業(yè),是把各種有用礦物里緊密結(jié)合與共生在一起的有用成分和雜質(zhì)分開,即“解離”。物料解離后,才能用選礦的方法除去雜質(zhì)而得到純潔的精礦。
D 為原料下一步加工作準備或便于使用
在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團廠、建筑材料以及粉末冶金部門中,所用的原料塊度一般都比較大,要求碎磨到一定粒度以下,供下一步加工處理用。
在食品、化學(xué)醫(yī)藥、化肥及農(nóng)藥等工業(yè)部門中,常將產(chǎn)品碎磨成粉末狀態(tài),以便使用。
2.物料粉碎的意義
物料的粉碎是冶金、礦山、建材、化工、電力等工業(yè)部門應(yīng)用廣泛的一種工藝過程,每年有大量的原料和再利用的廢料都需要進行粉碎處理。
在選礦工業(yè)中,物料的破碎占有重要地位。選礦廠破碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費用,平均約占全部選礦生產(chǎn)費用的40%以上,而碎磨設(shè)備的投資約占選礦廠總投資的60%左右。
在水泥工業(yè)中,水泥廠碎磨作業(yè)費用約占生產(chǎn)成本的30%以上,破碎機械的耗電量約占全廠總耗電量的10%,而磨碎機械的耗電量則占60%。
據(jù)介紹世界上約15%的電能消耗在粉碎作業(yè),而且逐年增加,其中85%以上用于磨碎。隨著貧礦增多、建筑材料需求量不斷增加、工業(yè)利用積聚起來的再生材料占有比例愈來愈大,加之能源短缺,急需不斷改善碎磨作業(yè),如采用“多碎少磨”工藝,特別是研制高效粉碎設(shè)備和改進現(xiàn)有碎磨機械,對于達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低能耗具有非常重要的意義。
3.設(shè)計要求
1.破碎腔深而且無死區(qū),提高了進料能力與產(chǎn)量;
2.其破碎比大,產(chǎn)品粒度均勻;
3.墊片式排料口調(diào)整裝置,可靠方便,調(diào)節(jié)范圍大,增加了設(shè)備的靈活性;
4.潤滑系統(tǒng)安全可靠,部件更換方便,保養(yǎng)工作量??;
5.結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,運營費用低;
6.設(shè)備節(jié)能:單機節(jié)能15%~30%,系統(tǒng)節(jié)能一倍以上;
7.排料口調(diào)整范圍大,可滿足不同用戶的要求;
8.噪音低,粉塵少
4.課題研究方法及手段
本文設(shè)計的PE250×400復(fù)擺顎式破碎機,主要有復(fù)擺顎式破碎機的設(shè)計方案,復(fù)擺顎式破碎機的主參數(shù)的確定,復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)尺寸參數(shù)的確定,復(fù)擺顎式破碎機的腔形與機架設(shè)計,復(fù)擺顎式破碎機齒板磨損的分析與設(shè)計,復(fù)擺顎式破碎機的三維建模。動顎、齒板是破碎機的重要組成部分,本文重點設(shè)計主參數(shù)、動顎及機構(gòu)尺寸參數(shù)。首先通過主參數(shù)的計算確定破碎機的其他結(jié)構(gòu)尺寸,圍繞主參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸,完成了腔形設(shè)計及機架結(jié)構(gòu)的設(shè)計,最后根據(jù)這些結(jié)構(gòu)參數(shù)來設(shè)計整體結(jié)構(gòu)并進行整體三維建模。本次設(shè)計我的專題部分是破碎機的設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的確定,其設(shè)計流程是先確定破碎機的設(shè)計方案,通過已知條件及一些經(jīng)驗公式來計算出破碎機的主參數(shù),如鉗角、動顎水平行程、傳動角和偏心距等,根據(jù)這些計算出來的參數(shù)來確定破碎機的結(jié)構(gòu)尺寸,如飛輪、偏心輪、動顎等。
5.復(fù)擺顎式破碎機的構(gòu)成及其工作原理
顎式破碎機的結(jié)構(gòu)主要有機架、偏心軸、大皮帶輪、飛輪、動顎、側(cè)護板、肘板、肘板后座、調(diào)隙螺桿、復(fù)位彈簧、固定顎板與活動顎板等組成,其中肘板還起到保險作用。
該系列顎式破碎機破碎方式為驅(qū)動擠壓型,電動機驅(qū)動皮帶和皮帶輪,通過偏心軸使動顎上下運動,當動顎上升時肘板和動顎間夾角變大,從而推動動顎板向定顎板接近,與此同時物料被擠壓、搓、碾等多重破碎。當動顎下行時,肘板和動顎間夾角變小,動顎板在拉桿、彈簧的作用下離開定顎板,此時已破碎物料從破碎腔下口排出,隨著電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動破碎機動顎作周期性的壓碎和排料,實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
6.破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在本次設(shè)計中采用正懸掛。
按照結(jié)構(gòu)特點可把復(fù)擺顎式破碎機分為三種類型。即正懸掛(h>0)、零懸掛(h=0)和負懸掛(h<0)三種類型。懸掛高度h是從定顎上端水平面量至曲柄支承軸承中心(又稱懸掛點)間的距離。由于一定型號的破碎機的進料口、排料口尺寸已經(jīng)標準化,所以較大的懸掛高度將會得到較長的動顎即較高的機架尺寸,而且也改變了實際參與破碎的動顎各點距懸掛點的距離,從而影響各點的軌跡性能。因此不同懸掛高度的復(fù)擺顎式破碎機,將對破碎機的結(jié)構(gòu)和運動性能產(chǎn)生較大的影響。由于降低懸掛高度除可降低機器的整體高度減輕機重外,隨著懸掛高度的降低,還可改善動顎上部的軌跡性能以提高機器的性能。因此,建議采用較小的懸掛高度為宜。應(yīng)該注意,當采用負懸掛結(jié)構(gòu),且采用很低的懸掛高度時,除使結(jié)構(gòu)設(shè)計上帶來很多困難外,必須考慮當單塊礦石在進料口破碎時,發(fā)生動顎傾翻(此時肘板與其襯墊脫開)的可能性。根據(jù)前人經(jīng)驗,可見低懸掛復(fù)擺顎式破碎機是代表該機結(jié)構(gòu)設(shè)計的方向。
7.破碎機三維建模的設(shè)計
機械產(chǎn)品從設(shè)計到成品面市的過程,往往需要經(jīng)歷“設(shè)計、樣機制造、測試評價、修改、產(chǎn)品”這一耗時的過程。如何加速新產(chǎn)品的開發(fā)過程,并在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前有一個有效的手段來檢驗新產(chǎn)品的效能和適應(yīng)性,以避免投產(chǎn)后的失敗,這是工程技術(shù)人員追求的目標。三維實體模型就是設(shè)計者進行實時形象地分析設(shè)計、模擬試驗、預(yù)測結(jié)果的虛擬樣機。
復(fù)擺顎式破碎機的設(shè)計大部分還是二維圖形設(shè)計,難以實現(xiàn)參數(shù)化、系列化,難以實現(xiàn)整機分析和計算,圖形數(shù)據(jù)難以為后續(xù)工程應(yīng)用。因此,本文對復(fù)擺顎式破碎機進行三維實體模型設(shè)計,提出其思路和方法。
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