復擺鄂式破碎機設計論文

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1、摘 要 復擺鄂式破碎機設計說明書 [摘要]國內(nèi)使用的顎式破碎機類型很多,但常見的還是傳統(tǒng)的復擺顎式破碎機。復擺顎式破碎機的出現(xiàn)已有140多年的歷史,經(jīng)過人們長期的實踐和不斷完善與改進,其結構型式和機構參數(shù)日臻合理, 結構簡單、制造容易、工作可靠、維修方便，故在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各工業(yè)部門對破碎石的需求進一步增長，研究復擺鄂式破碎機具有很重要的意義。本畢業(yè)設計主要是為滿足生產(chǎn)需求：進料口尺寸：；出料口尺寸：；進料塊最大尺寸：；產(chǎn)量：。而研究的。主要研究復擺顎式破碎機的運動分析、V帶的選擇，鄂板、齒板磨損的分析，各種工

2、作參數(shù)的選擇，工作機構的優(yōu)化。重點研究傳動的設計和系統(tǒng)的優(yōu)化。 [關鍵詞] 復擺鄂式破碎機 傳動 磨損 Jaw-fashioned Crushe [ABSTRACT] The domestic use jaw type breaker type are very many,But common traditional duplicate pendulum Jaw-fashioned Crushe. The duplicate pendulum jaw type breaker appearance had more than 140 years history,And co

3、nsummates and the improvement unceasingly after the people long-term practice,Its structure pattern and the organization parameter are day by day reasonable, The structure simple, the manufacture is easy, the work reliably, the service convenient, therefore in profession use and so on the metallurgy

4、, mine, building materials, chemical industry, coal is extremely widespread. Along with the modernized development, various industry sector further grows to the broken crushed stone demand, studies the duplicate pendulum Jaw-fashioned Crushe to have the very vital significance. This graduation proje

5、ct mainly is for meets the production need:Feed head size: ; Discharge hole size: ; Feeding block greatest size: ; Output: .Mainly studies the duplicate pendulum Jaw-fashioned Crushe the movement analysis, V belt choice, the analysis which the Jaw-fashioned Crushe, the toothed rack wears, each kin

6、d of operational parameter choice, operating mechanism optimization. Key research transmission design and system optimization. [Key word]: Jaw-fashioned Crushe Transmission Abrasion 復擺鄂式破碎機的設計 前言 在基本建設工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。在沒有合格的天然砂子和一臺鄂式破碎機問世以來，至今已有140余年的歷史。在此過程中

7、，其結構得到不斷的完善，而鄂式破碎機的結構簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進行加工，來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應用。而工程上應用最廣泛的是復擺鄂式破碎機，國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復擺鄂式破碎機。 破碎機是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進行破碎加工的機械。鄂式破碎機是有美國人E. W. Blake發(fā)明的。自第一臺破碎機的出現(xiàn)，生產(chǎn)效率快，又滿足安全條件，又能適應生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。 復擺鄂式破碎機結構簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所有在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。80年代以來，我過對復擺鄂式的研究和產(chǎn)品開發(fā)取得了較大的發(fā)展。在充分吸收

8、國外產(chǎn)品特點的基礎上，結合國情研制開發(fā)了許多新型、高效的設備。上海建設。路橋機械設備有限公司率先對復擺鄂式破碎機進行了重大的改進，即通過降低動鄂的懸掛高度，改善動鄂的運動軌跡，減小破碎腔的嚙角，增大破碎比，增大了動鄂的水平行程，提高生產(chǎn)能力等，大大改善了機器性能，完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 復擺鄂式破碎機主要是由兩塊鄂板（活動鄂板和固定鄂板）組成。活動鄂板對固定鄂板周期性的往復運動，時而靠近，時而分開，由此使裝在二鄂板間的石塊受到擠壓、劈裂和彎曲作用而破碎。復擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結構簡單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對軸承），生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機生產(chǎn)效率高20%

9、—30%）。復擺鄂式破碎機適合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、細碎設備，起破碎比較大，可達。隨著機械工業(yè)的進步，近年來，復擺鄂式破碎機正朝著大型化發(fā)展。所以，一個合理的傳動裝置可以使復擺鄂式破碎機運行的更加順利，合理有效。動鄂的優(yōu)化可使磨損大大的降低，沖擊、噪聲、振動都相應的減少，也減少工作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)的質(zhì)量，降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期。 第1頁（共33頁） 但是，復擺鄂式破碎機也有它的缺點，具體如下： JB / ZQ 1032一87《顆板鑄造技術條件》規(guī)定齒板壽命只有60h，按10h工作制，每付齒板只能用6d，不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來很大的不便，

10、而且增加了破碎物料的成本。 破碎機出口揚塵非常嚴重，從破碎機出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶，部分物料飛濺或滾淌到地面上，地面堆積厚厚一層物料，部分粉狀物料飛揚在空中，給生產(chǎn)帶來了很大的不便。較多的粉塵而直接影響安全生產(chǎn)和員工的健康，因此要采用相應的防塵設施是破碎機一個重大而不可忽略的問題。 現(xiàn)代的設計應以人為本，面對服務對象，面向市場、面對循環(huán)經(jīng)濟、面對礦產(chǎn)資源利用的大趨勢，面對環(huán)保、搞全性能、全生命的設計。所以做好復擺鄂式破碎機的設計,讓它更好的為生產(chǎn)服務,提高生產(chǎn)效率。 1、選題背景 1.1研究的目的和意義 隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的綜合利用技術與其產(chǎn)業(yè)迅猛前

11、進，到1999年我國已建成10 879座國有大中型礦山和227 854個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國礦石采掘總量超過50億噸，礦業(yè)總產(chǎn)值為4 000億元。 物料的破碎是許多行業(yè)(如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷筑路等)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的工藝過程。由于物料的物理性質(zhì)和結構差異很大,為適應各種物料的要求,破碎機的品種也是五花八門的。就金屬礦選礦而言,破碎是選礦廠的首道工序,為了分離有用礦物,不但分為粗碎、中碎、細碎,而且還要磨礦。因為破碎是選礦廠的耗能大戶(約占全廠耗電的50%),為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率,所以提出了“多碎少磨”的技術原則。這使破碎機向細碎、粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展。 另外隨著工業(yè)自動化的發(fā)

12、展,破碎機也向自動化方向邁進(如國外產(chǎn)品已實現(xiàn)機電液一體化、連續(xù)檢測,并自動調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴大,破碎機也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機的處理能力已達6000th。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗中,暫時還不能用于生產(chǎn)。對粗碎而言,目前還沒有研制出更新的設備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機和旋回式破碎 第4頁（共33頁） 選題背景 機,主要是利用現(xiàn)代技術,予以改進、完善和提高耐磨性,達到節(jié)能、高效、長壽的目的。細碎方面新機型更多些?？偟膩砜?值得提出的有:顎式破碎機、圓錐破碎機、沖擊式破碎機和輥壓機。而應用最廣泛的就是鄂式破碎機。 傳統(tǒng)的

13、顎式破碎機由于具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、適用性強等優(yōu)點,所以在工業(yè)上得到廣泛應用。其缺點是非連續(xù)性破碎、效率較低,破碎比較小,給礦不均勻引起顎板磨損不均勻等。針對其缺點,各國都在以下幾方面加以改進:優(yōu)化結構與運動軌跡改進破碎腔型,以增大破碎比,提高破碎效率,減少磨損,降低能耗,現(xiàn)已普遍應用高深破碎腔和較小嚙角;改進了動顎懸掛方式和襯板的支承方式,改善了破碎機性能;顎板采用了新的耐磨材料,降低了磨損消耗;提高了自動化水平(可自動調(diào)節(jié)、過載保護、自動潤滑等)。同時也出現(xiàn)了一些新的機型,如雙腔雙動顎式破碎機,其破碎比可達,排料口調(diào)節(jié)方便,產(chǎn)量大;復擺鄂式破碎機,兼有顎式破

14、碎機與圓錐破碎機的性能其產(chǎn)量較同規(guī)格的破碎機高50%。還有篩分顎式破碎機,把篩分和破碎結合為一體,不僅可簡化工藝流程,且能及時將已達粒度要求的物料從破碎腔中排出,減輕了破碎機的堵塞和過粉碎,提高了生產(chǎn)能力,降低了能耗。在大型化方面國內(nèi)外都已生產(chǎn)1500mm×2100mm規(guī)格的顎式破碎機。 而我們在這個設計中主要是為了滿足進料口尺寸：；出料口尺寸：；進料塊最大尺寸：；產(chǎn)量：。的要求老滿足生產(chǎn)的需要。 1.2特點和現(xiàn)狀與發(fā)展 1.2.1復擺鄂式破碎機的特點 復擺顎式破碎機的機構屬于四桿機構中曲柄搖桿機構的應用,曲柄為主動件。顎式破碎機以結構簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎

15、行業(yè)廣泛應用。 復擺鄂式破碎機的動鄂，是直接懸掛在偏心軸上的餓，是曲柄連桿機構，沒有單獨的連桿。由于動鄂是由偏心軸的偏心直接帶動，所以活動鄂板可同時做垂直和水平的復雜擺動，鄂板上各點的擺動軌跡是由頂部的接近圓形連續(xù)變化到下部的橢圓形，越到下部的橢圓形越扁，動鄂的水平行程則由下往上越來越大的變化著，因此對石塊不但能起壓碎、劈碎，還能起輾碎作用。由于偏心軸的轉向是逆時針方向，動鄂上各點的運動方向都有利于促進排料，因此破碎效果好，破碎率較高、產(chǎn)品粒度均勻且多 第5頁（共33頁） 呈立方體。 復擺鄂式破碎機和簡擺鄂式破碎機相比較，復擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結構簡單（少了一件連桿、一塊肘板、

16、一根心軸和一對軸承），生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機生產(chǎn)效率高20%—30%）等優(yōu)點。但復擺鄂式破碎機的鄂板垂直行程大，石料對鄂板的磨削作用嚴重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時易產(chǎn)生較多的粉塵。 在工程上應用較為廣泛的是腐敗鄂式破碎機。國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復擺鄂式破碎機。復擺鄂式破碎機主要由機架、鄂板、側護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構等組成。 機架即機座，實際上是個上下開口的四方斗，主要用作支承偏心軸和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足夠強度，一般采用鑄鋼整體鑄造，規(guī)格小的可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵代替。大型破碎機的機架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起，鑄造工藝較為復雜。自制的小

17、型鄂式破碎機可用40～50毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。 鄂板包括活動鄂板和固定鄂板，各與鄂床組成活動鄂和固定鄂。鄂板用楔形鐵塊和螺栓固定在鄂床表面，保護鄂床不受磨損。固定鄂的鄂床就是機架，活動鄂的鄂床懸掛在偏心軸上，由于它直接承受對石料的擠壓作用力，所以必需有足夠的強度和剛度活動鄂床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。鄂板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖擊力外，尚與石塊強烈摩擦，因此要求用高強度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼鄂板，其鑄鋼含錳量為12～14%左右。若條件受限制時，可用白口鑄鐵代替，但容易磨損和折斷，使用壽命不長。為了有效地破碎石料，鄂板表面常鑄成波浪形和牙形，其齒峰角度一般為90&

18、#176;～110°，齒高和齒距視出料粒度和產(chǎn)量要求而定。齒形高齒距小，則出料粒度小，產(chǎn)量低，動力消耗大。一般齒高和齒距之比為1/2～1/3之間。由于復擺式的特點造成鄂板底部比上部磨損快，所以鄂板往往做成上下對稱形狀，以便磨損后能倒置安裝，延長使用壽命。 鄂式破碎機的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，結構簡單可靠，破碎比較大（一般為6～8），外形尺寸較小，零件檢查和更換較容易，操作維護簡便，不用較高技術水平的工人就可嫩能夠操作，應用范圍廣，與其他類型破碎機比較，不容易堵塞。因此工程中普遍 第6頁（共33頁） 采用它來破碎各種硬度92500公斤/厘米以下）的石料，常作粗碎和中碎設備。一般用于破碎極

19、限抗壓強度不才超過2000公斤/厘米的石料時效果較好。其缺點是不宜破碎片狀石料，工作間歇、有空轉沖程，需要很大的擺動體，增加非生產(chǎn)能量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時，容易堵塞出料口。由于工作時產(chǎn)生很大的慣性力，機體擺動大，工作不平穩(wěn)，沖擊，振動及噪音較大。因此須安裝在比機器自重大五倍以上的混凝圖基礎上，并須采取隔振措施。大型破碎機還應安裝在埋設于基礎上的剛梁上。 鄂式破碎機的最大裝料塊度應比裝料口寬度小15～20%，即給料的最大石塊不應超過裝料口的0.85倍。當用鄂式破碎機破碎堅硬而光滑的大礫石時，礫石容易從裝料口反跳出來，故破碎天然礫石的生產(chǎn)率不及破碎來才塊石的生產(chǎn)率高。 使用鄂式破碎

20、機時，必須注意由于機器是在工作條件惡劣情況下運轉的，除了必須嚴守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。 1.2.2 復擺鄂式破碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展 顎式破碎機是由美國人布雷克發(fā)明的。自第一臺顎式破碎機問世以來，至今已有 140余年的歷史。在此過程中，其結構得到不斷地完善。由于顎式破碎機結構簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。為了改善顎式破碎機性能和提高工作效率，國內(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅動的顎式破碎機。其特點是提高動顎擺動次數(shù)借以增加產(chǎn)量

21、，同時能實現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護以及能負荷啟動。原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性顎式破碎機）。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國內(nèi)曾經(jīng)試制過，由于某些原因沒能繼續(xù)研制。原東德曾制造過一種簡擺雙腔顎式破碎機，美國生產(chǎn)過復擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設計院以及湖南某大學都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。 安徽某設計院曾發(fā)明一種雙腔雙動顎復擺顎式破碎機。它除了提高工作效率，同時又能降低破碎機負荷，使機重減輕很多。 第7頁（共33頁） 原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破

22、碎機。國內(nèi)遼寧某學院與礦山合作開發(fā)了雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉，在偏心軸一端增設一對開式齒輪。由于它的結構太復雜，近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動顎破碎機。國內(nèi)上海某學院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動顎同步運轉，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉數(shù)增加破碎機產(chǎn)量同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動顎倒懸掛顎式破碎機。 早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了 Kun-kan 簡擺顎式破碎機。該機特點是，動顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招遠黃金機械廠

23、曾引進了這種破碎機，并在此基礎上研制了 34 顎式破碎機。 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內(nèi)有幾家設計院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內(nèi)該機有叫負支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。 美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式顎式破碎機。其傳動角大約70度以上。它的最大特點是低矮，最適于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個規(guī)格的這種破碎機，其中最大為9001200 顎式破碎機。 國內(nèi)山西某煤礦引進德國 WB8/26 顎式破碎機。該機置于皮帶

24、機上方，借助曲柄連桿機構驅動動顎壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。 以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復擺顎式破碎機。就近兩年國外機械設備展覽會上展出的顎式破碎機來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機，沒有異型顎式破碎機出現(xiàn)。 國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機技術水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進水平相比差距較大。 綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式

25、破碎機是當務之急。 第8頁（共33頁） 保證顎式破碎機最佳性能的根本因素是動顎有最佳的運動特性。這個特性又是借助機構優(yōu)化設計所得到的。因此，顎式破碎機機構優(yōu)化設計是保證破碎機有最佳性能的根本方法。 我們與上海建設路橋機械設備有限公司（簡稱上建）合作開發(fā)了顎式破碎機 軟件，借助其中機構優(yōu)化設計模塊對各種規(guī)格的破碎機進行優(yōu)化設計，得到了最佳的動顎運動特性。實踐結果表明，破碎機性能有顯著提高。該廠山寶牌顎式破碎機銷往歐美各大洲以及東南亞各國，產(chǎn)品基本上達到世界先進水平。目前，計算機在國內(nèi)各廠家已基本普及，但顎式破碎機機構優(yōu)化設計尚未得到廣泛應用。我們相信，在上建實踐結果的拉動下，各廠家會

26、積極采用破碎機機構優(yōu)化設計的好辦法。 國內(nèi)顎式破碎機的機重普遍高于國外同規(guī)格的破碎機。減輕機重也是一個重要課題。 顎式破碎機機架占整機重量很大比例（鑄造機架占 50%、焊接機架占 30%）。國外顎式破碎機都是焊接機架，甚至動顎也采用焊接結構。國內(nèi)前幾年掀起一股用鑄造機架代替焊接機架的勢頭，這無疑是一種倒退行為。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度也應大力發(fā)展焊接機架。顎式破碎機采用焊接機架是發(fā)展方向。機架結構設計不合理也是使機重增加的重要原因。機架結構設計首先應以受力為依據(jù)，在滿足強度、剛度的條件下，力求減輕重量。機架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。一般情況下，破碎機都不需

27、要加縱向筋板 1、2，如圖 1所示。該機側壁加強筋布置不合理，數(shù)量又太多，致使它的機重達)7.5t（同規(guī)格破碎機機重為5.5t）。當然，該機過重不完全是由這兩個因素所造成。側壁筋板位置和方向也應根據(jù)受力情況而定。圖 2所示為英國某公司生產(chǎn)的大傳動角（負支承）顎式破碎機機架簡圖。該機架側壁布置有 1、2、 3三根筋板，筋板 1設置在主軸承側面，筋板 3設置在主軸承后下方，這兩塊筋之間用筋板2連接起來構成一個“A”形框架。圖3所示為該機受力分析。 第9頁（共33頁） 圖1 某破碎機焊接機架 圖2 大傳動破碎機機架

28、 圖3 大傳動破碎機示力圖 圖中軸承所受最大力: 作用方向為 HA，正是圖2側壁加強筋1的方向。從而說明圖2中側壁筋板布置完全符合受力的要求。 動顎也是破碎機重量較大的零件，而且結構復雜顎結構設計也應以動顎受力為依據(jù)，在滿足強度、剛要求的條件下，盡量減輕重量。根據(jù)動顎受力分析可，最大破碎力作用在動顎軸承偏上處，由此往上（頭部）受力越來越小。原 250400,400600顎式破碎機者目前尚有多家生產(chǎn)動顎結構剛好與其受力要求反，即軸承附近處截面小，越向頭部截面越大，而且差太懸殊。結果導致動顎強度低而重量又很大。這兩種 第10頁（共33頁） 破碎機都是在軸承偏上處被折斷而損

29、壞。 動顎的加強筋布置方式，也應按上述受力要求設計。已有的顎式破碎機加強筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件，又滿足重量輕的要求，可采用變厚度加強筋。即靠上部（頭部）的加強筋厚度應小，越往下厚度越大。就是說，改原來矩形加強筋為梯形加強筋，這樣會減輕動顎重量又保證有足夠的強度。動顎兩軸承之間部位的壁厚可適度減薄，借以減輕重量。 此外，應加強機架、動顎有限元的研究，進行機架、動顎有限元優(yōu)化設計，達到機架、動顎重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機動力平衡等等都可以借助計算機進行優(yōu)化設計?？傊瑧捎矛F(xiàn)代的設計方法代替原有的常規(guī)設計方法。 再者，由于焊接、鑄造、熱

30、處理工藝等因素也都會對破碎機產(chǎn)生影響。所以，我們應提高設計制造工藝等綜合水平以及采用液壓調(diào)整排料口和液壓保險，逐步使國產(chǎn)顎式破碎機達到世界一流水平。 1.3國內(nèi)外復擺鄂式破碎機的進展 19世紀40年代,北美的采金熱潮對顎式破碎機發(fā)展有重大的促進作用。19世紀中葉,多種類型的顎式破碎機被研制出來,并獲得了廣泛的應用。上個世紀末,全世界已有70多種不同結構的顎式破碎機取得了專利權。 1858年,埃里.布雷克(El.Blake)取得了制造雙肘板顎式破碎機的專利權?，F(xiàn)在最常用的顎式破碎機是布雷克的顎式破碎機和更近代制造的單肘板顎式破碎機。顎式破碎機最大的弱點之一是它們在一個工作循環(huán)內(nèi)只有

31、一半時間進行工作。 20世紀80年代中期,國外一些廠家已能生產(chǎn)各種大型顎式破碎機,例如美國Fuller Traylor公司生產(chǎn)的重型顎式破碎機,規(guī)格為1676mm2134mm,生產(chǎn)能力達1200t/h;德國PWH公司生產(chǎn)的最大雙肘板顎式破碎機的給料口為2600mm1800mm,生產(chǎn)能力達2000t/h;英國Babbitless公司生產(chǎn)的BCS系列顎式破碎機,其生產(chǎn)能力可達6000t/h。 20世紀80年代以來,我國顎式破碎機的研制工作與改進工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機專家王宏勛教授和他的學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)出GXPE系列深腔顎式破碎機,當時在國內(nèi)引

32、起了一定程度的轟動" 第11頁（共33頁） 該機與同種規(guī)格的破碎機相比,在相同工況條件下,處理能力可提高,齒板壽命可提高倍。該機采用負支撐零懸掛,具有雙曲面腔型。 第二代GXPE250400破碎機在第一代的基礎上進行了全面改進,增大了破碎比,降低了產(chǎn)品粒度"最大給料粒度為220mm,生產(chǎn)能力為,排料口調(diào)整范圍為,給料抗壓強度小于300MPa。 PEY4060液壓保險顎式破碎機,以液壓缸為過載保護裝置,正支撐、正懸掛、深破碎腔。該機最大給料粒度為340mm,排料口調(diào)整范圍為,生產(chǎn)能力為。 多靈—沃森機械有限公司的戌吉華高級工程師集多年實踐經(jīng)驗,設計了目前國內(nèi)最大的1

33、2001500復擺顎式破碎機。 1.4基本結構和工作原理 1.4.1基本結構： 鄂式破碎機的主體機構由機架、偏心軸、動鄂板、定鄂板、肘板共四個機構組成。另有其他輔助零件，如固定齒板、襯板、擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動螺釘、鎖緊裝置。 圖4 復擺鄂式破碎機結構示意 第12頁（共33頁） 1.4.2工作原理 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，他是運動和動力輸入構件，即原動件，其余構件都是從動件。當帶輪和偏心軸2繞軸線A轉動時，驅使輸出構件動鄂3做平面復雜運動，從而將礦石壓碎。 圖5 復擺鄂式破碎機結構圖 圖6 復擺鄂式破碎機機

34、構運動簡圖 第13頁（共33頁） 2、主要參數(shù)的設定： 顎式破碎機的工作原理如圖1所示,其由動顎板、定顎板、偏心軸及推力板組成。動顎板上部與偏心軸相連,下部由推力板支撐。偏心軸轉動時,動顎板不僅對定顎板作往復擺動,同時還沿定顎板有很大幅度的上下運動。動顎板上各點的運動軌跡如圖2所示。動顎板上部的運動軌跡接近圓形,越向下水平運動幅度越小,運動軌跡也越呈橢圓形。 圖7 復擺鄂式破碎機運動軌跡示意圖 主要參數(shù)分析： 1、已知條件 根據(jù)我們畢業(yè)設計的要求，已知條件如下： 進料口尺寸： 出料口尺寸： 進料塊最大尺寸： 產(chǎn)量：

35、 第14頁（共33頁） 主要參數(shù)的設定 2、 鉗角 鉗角大小直接影響生產(chǎn)率和破碎腔高度。鉗角小能提高生產(chǎn)率,但在一定的破碎比條件下,又增加了破碎腔高度;鉗角大會使破碎腔高度降低,但生產(chǎn)率也下降了。另外,鉗角最大也不能超出咬住物料的允許值,故一般鉗角取值為: 式中: ——齒板與物料間的摩擦系數(shù)。 實際生產(chǎn)中,為安全起見,復擺顎式破碎機的鉗角通常取理論計算值的65%,即: 在本設計中我們選擇鉗角為。 3、 動顎水平行程 動顎水平行程對破碎機生產(chǎn)率影響較大,排料口水平行程小會降低生產(chǎn)率;但也不能太大,否則在排料口的物料由于過多而使破碎力急劇增加,致使機件過載損壞。因此

36、,動顎在排料口處的水平行程為: 式中: ——最小排料口尺寸。 4、傳動角 傳動角大小影響著機構的傳動效率。在推力板長度一定的情況下,加大傳動角會提高機構的傳動效率,但必須要求偏心距增大才能保證行程的要求,這就導致動顎襯板上部水平行程的偏大,物料的過粉碎引起排料口的堵塞,使功耗增加。同時,也將使定顎襯板下部加速磨損。故傳動角取: 在此設計中我們選擇。 5、偏心距E 偏心距對破碎機生產(chǎn)率和傳動功率都有影響。在其它條件相同的情況下,增大偏心距可使動顎行程增加而提高生產(chǎn)率,但也因此增加功率消耗。在傳統(tǒng)設計中,偏心距是由動顎行程通過畫機構圖來初步確定的。在這個破碎機的設計中我們根

37、據(jù)機構圖選擇了。 第15頁（共33頁） 3、電動機的選擇 電動機的選擇要根據(jù)動力源和工作條件，首先要滿足的就是所需功率要求。根據(jù)設計目的，復擺鄂式破碎機是為了破碎中等硬度的各類礦石或巖石。進料塊的最大尺寸750mm，要壓碎這種礦石或巖石，用壓力測試機可以測試出來用3100N.m的力可以壓碎750mm的礦石或巖石。 根據(jù)設計生產(chǎn)產(chǎn)量的目的150～300噸/時，而礦石假比重為1600kg/m3，所以動鄂的轉動周期為223轉/分。 3.1、電動機的容量 復擺鄂式破碎機的需要的功率與很多因素有關，例如：規(guī)格（）、偏心軸轉速、嚙角、動鄂下端水平行程、偏心距、以及破碎機的物理機械性能、粒度

38、特征、破碎齒板表面形狀和齒形參數(shù)等，都會影響功率消耗。迄今，一些功率計算公式大多屬于經(jīng)驗公式的范疇。 我們用應用最廣泛的維雅德公式：式中：為鄂式破碎機主電機功率（安裝功率）；為破碎機進料口長度；為最大給料粒度。 所以， 3.2、選擇電動機的型號 JR中型繞線轉子異步電動機主要用于驅動各種不同的機械，如卷揚機、壓縮機、破碎機、球磨機、運輸機械和其它設備，并可供煤礦、機械、工業(yè)、發(fā)電機及工礦企業(yè)原動機之用。所以非常適合作為破碎機的原動力。 在滿足額定功率的情況下還要考慮其它的方面，如果選擇型號的電動機的話，它的額定電壓只是，不用升壓，只用接三相電即可，并且轉速也符合標準，價格也便

39、宜，其它的方面也都比較合適所以選用型號的電動機。 第16頁（共33頁） V帶的傳動 表1 電動機的參數(shù) 型號 額定功率（） 額定電壓（V） 額定電流（A） 額定轉速（r/min） 轉子 最大轉矩 價格 重量 電壓（V） 電流（A） 額定轉矩 4、V帶的傳動 1、有以上已知條件可知：，轉速，從動軸轉速，每天的工作時間大概為16h/天 2、求計

40、算功率 查表1得； 故 表2 工作情況系數(shù) 工作機 原 動 機 Ⅰ類 Ⅱ類 一天工作時間（h） 載荷變動較大 破碎機（旋轉式、鄂式）；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.7 3、 選普通V帶型號 根據(jù)，查出此坐標點位于E區(qū)，所以，選用E型計算。 4、 求小、大帶輪基準直徑 考慮結構緊湊，由表2查得，取 5、 大輪計算直徑 第17頁（共33頁） 可查表3可得，取 表3 V

41、帶帶輪最小直徑 型號 O A B C D E F 71 （63） 100 （90） 140（125） 200 315 500 800 表4 V帶輪的計算直徑 計算直徑 A B C D E 1500 1600 1800 注：—優(yōu)先選擇 —可以選擇 6、 驗算帶速 在范圍內(nèi)，所以合適。 7、 初步選取中心距 取，符合 8、初算V帶長度 查表4可得，取節(jié)線長度的V帶，內(nèi)周長度

42、 表5 V帶長度系列 內(nèi)周長度 節(jié)線長度 D E F 9000 9076 9096 9119 10000 10076 10096 10119 11200 11276 11296 11391 9、實際中心距 第18頁（共33頁） 10、 小帶輪包角 ，合適 11、 單根V帶所能傳遞的功率 根據(jù)和，查表5可得， 表6 V帶所能傳遞的功率 型號 小帶輪直徑 V帶速度 18 19 20 21 E 500 25.11 25.62 26.18 2

43、6.48 560 28.76 29.51 30.23 30.78 630 32.17 33.12 34.02 34.74 35.24 36.37 37.42 38.32 并按比例計算求得E型帶 考慮傳動比的影響，單根V帶傳遞功率的增加量。 傳動比，查表6、7得， 則 表6 彎曲影響系數(shù) 表7 傳動比系數(shù) 帶型 傳動比 1.00 1.03 1.08 1.12 1.14

44、 表8 小帶輪包角系數(shù) 包角 180 170 160 150 140 1.00 0.98 0.95 0.92 0.89 第19頁（共33頁） V帶的傳動 12、 求V帶根數(shù) 由 查表8、9可得， 表9 長度系數(shù) 內(nèi)周長度 C D E 9000 1.22 1.08 1.05 10000 1.11 1.07 11200 1.14 1.10 則 所以取六根。 13、 單根V帶的初拉力 查表13-1得，故得單根V帶的初拉力 14、 作用在軸上的壓力

45、 5、 技術性能參數(shù) 進料口尺寸： 出料口尺寸： 進料塊最大尺寸： 偏心軸軸速： 第20頁（共35頁） 動鄂的工作過程分析 偏心距： 電機功率： 6、復擺顎式破碎機的動鄂的工作過程分析 復擺顎式破碎機的結構如附錄1所示。由圖1可知,本機是以平面四桿機構為工作機構,而以連桿為運動工作件的機械。圖2是動顎板上各點的運動軌跡(連桿曲線)。由圖2可知,A點作圓周運動,B點受推動板的約束為繞點擺動的圓弧線,其余各點的軌跡為扁圓形，從上到下的扁圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為下部的115倍，垂直位移稍小于下部，就整個顎板而言，垂直位移量約為水平位移量的2～3倍，工作時，曲柄

46、處于區(qū)是完全工作行程；處于區(qū)，上部靠前下部靠后,在區(qū)是空回行程；在區(qū)是上部靠后下部靠前。 圖8 動鄂板上各點的運動軌跡 動顎具有的這些運動特性決定了它的性能: (1)動顎的平面復雜運動,時而靠近固定的定顎板,時而離開,形成一個空間變化的破碎室,料塊主要受到壓碎,伴隨著研磨!折斷作用。 (2)這種運動使料塊受到向下推動的力,圖3是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎,破碎后的料塊由排料口排除。 第21頁（共33頁） 偏心軸的改進 圖9 料塊在鄂板之間的受力分析 7、偏心軸的改進

47、 顎式破碎機用于原礦的粗碎作業(yè)，由于該機偏心軸上的錐套、密封套存在一些結構缺陷，致使偏心軸、錐套、飛輪經(jīng)常出現(xiàn)磨損，而且修復周期長,影響生產(chǎn)的正常進行，因此，我們對該機進行修復的同時作了一些改進。 7.1改進前狀況 改進前結構如圖10所示，錐套3裝在偏心軸2上，密封套5靠螺紋與錐套聯(lián)接，飛輪6與皮帶輪1壓緊密封套，軸端壓蓋7與軸端螺栓8把該部零件緊固在偏心軸上。自從破碎機投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)錐套松動，偏心軸、錐套、飛輪磨損現(xiàn)象，我們通過分析認為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有2個：一是密封套及錐套螺紋旋向設計不合理，皮帶輪端及飛輪端密封套、錐套螺紋均為右旋。在運轉中，偏心軸在飛輪端方向看是逆時針

48、方向旋轉，當偏心軸帶動錐套逆時針方向轉時，由于慣性力的作用，密封套有一個順時針方向旋轉的力矩,由于飛輪端與皮帶輪端密封套螺紋均為右旋，所以兩個密封套均有向皮帶輪方向移動的傾向，皮帶輪端的密封套向皮帶輪方向移動時，會把皮帶輪頂緊，并反過來把該端的錐套牢牢頂緊在偏心軸上，所以皮帶輪端錐套沒有出現(xiàn)過松動，而飛輪端密封套向皮帶輪方向移動時，會離開飛輪端面，使錐套在偏心軸上失去頂緊力的作用而容易松動發(fā)生磨損；二是錐套與偏心軸配合面間的接觸面積不 第22頁（共33頁） 夠，按設計，接觸面積應占配合面積的80%，才能形成足夠的摩擦力以克服錐套的慣性力，我們以前在偏心軸零件裝配時，沒有掌握好方法，所以接觸

49、面積小于80%,使錐套在偏心軸上產(chǎn)生松動，一旦松動，偏心軸外圓及錐套內(nèi)孔同時磨損并導致飛輪端面磨損，使設備不能運轉。 圖10 偏心軸結構圖 1、皮帶輪 2、偏心軸 3、錐套 4、軸承 5、密封套 6、飛輪 7、軸端壓蓋 8、軸端螺栓 7.2修復及改進措施 7.2.1改變飛輪端密封套與錐套螺紋旋向 因為螺紋為右旋時，密封套向皮帶輪端移動，皮帶輪端的錐套不會松動，所以皮帶輪端螺紋旋向不需要改變，把飛輪端密封套及錐套螺紋由右旋改為左旋以后，在偏心軸逆時針方向旋轉時，由于慣性力的作用，密封套向飛輪

50、方向移動而頂緊飛輪，反過來將飛輪端錐套牢固頂緊在偏心軸上，使錐套在偏心軸上不產(chǎn)生松動。 7.2.2修復偏心軸與錐套配合面 增加接觸面積，對磨損的偏心軸和錐套用電焊進行堆焊，在粗車和精車后，對配 第23頁（共33頁） 合面進行研磨，研磨的方法是：把修復好的錐套放到偏心軸配合面上進行，用400目的金剛砂做研磨介質(zhì)，一次研磨0.5h，把金剛砂清除干凈，涂上油印進行校驗，如不合格，用前述方法再研磨，直到符合要求為止。 7.2.3修復磨損的飛輪端面 由于飛輪與密封套接觸端面磨損100mm，所以在飛輪一邊鑲了一個100mm長的短套。如圖11所示，以保持飛輪在偏心軸上的位置不變。

51、 圖11 飛輪結構圖 1、飛輪 2、短套 7.3改進效果 通過上述幾項改進,PEF9001200顎式破碎機經(jīng)過5年使用,效果良好,偏心軸與錐套沒有出現(xiàn)過松動,不但節(jié)省了大量的備件費用,減少了維修工作量,而且改善了設備 第24頁（共33頁） 磨 損 技術狀況,保持了設備安全正常運轉,提高了設備運轉率。 8、磨損 8.1復擺鄂式破碎機齒板磨損的分析 1、齒板是破碎物料的工具，齒板壽命的長短直接影響整機的好壞、維修工作量的大小、破碎物料成本的高低，所以，齒板是破碎機的關鍵部件。我國現(xiàn)有顆式破碎機}i板壽命偏低， JB / ZQ 1032一87《顆板鑄造技術條件》規(guī)定齒板

52、壽命只有60h，按10h工作制，每付齒板只能用6d，不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來很大的不便，而且增加了破碎物料的成本。為此，如何降低齒板的磨損已成為諸多學者研究和討論的課題。影響齒板磨損快的因素很多，如材質(zhì)本身、被破物料的軟硬程度以及被破物料顆粒大小等影響。筆者從破碎機結構方面來對齒板磨損狀況進行分析討論。 2、齒形選擇的合理，物料破碎一次即可裂成數(shù)塊，它在破破碎腔中停留的時間就少。因此，齒板的磨損就小。齒形選擇的不合理，物料不易被破碎或產(chǎn)生過粉碎，能量消耗大，齒板的磨損也大。 3、變截面破碎腔 該種腔如圖12所示。A-A給料口的水平剖面，B-B為破碎腔中部的水平剖面，C

53、-C為排料口的水平剖面。SA為A-A剖面的面積，凡為B-B剖面的面積，跳為C-C剖面的面積。 設物料在破碎腔各處的速度相等，則一定體積V的物料通過A-A、B-B、C-C面所需的時間t為: ；； 從而得: 式中：B——給料口寬度； H——破碎腔高度； 第25頁（共33頁） 參考文獻 ——破碎腔平均咬角。 通過上面的.分析可看出:物料通過B-B斷面所需時間為通過A-A斷面的1. 72倍，通過C-C斷面的時間為通過A-A斷面的6. 25倍。由此可得出齒板下部磨損是上部磨損的6. 25倍。一些設計者為延長齒板壽命把齒板設計成對稱結構。下部磨損到一定程度，把它上

54、、下調(diào)頭使用，這樣可使齒板壽命在原基礎上延長一倍，雖如此仍不能解決根本問題。 圖12 變截面破碎腔 4、曲柄一搖桿傳動機構 圖13 曲柄——搖桿機構 1—曲柄；連桿；3—搖桿；4—齒板 第26頁（共33頁） 磨 損 該枕構由曲柄帶動搖桿、傳動桿把運動傳遞到搖桿上，如圖13所示。使齒板繞圓心做簡擺運動，齒板上各點作往返圓弧擺動，這時，齒板對物料施加的壓碎運動是在接近水平方向上實現(xiàn)的，齒板向上或向下的運動分量很小。所以，齒板在該種運動狀態(tài)下，磨損較小。 8.2 顎板磨損機制 從上述分析可以認為,顎板

55、的磨損是高應力短程鑿削磨損,對顎板的殘體磨損面的微觀分析及實驗室試驗顎板的失效分析,可以得出顎板的磨損機制如下: (1)由于物料多次擠壓,在顎板的亞表層或擠壓突出部分的根部形成微裂紋,然后裂紋沿晶界!夾雜物等薄弱處不斷擴展相連,導致表層材料脫落,形成磨屑,其磨損過程如圖14所示。 (2)物料擠壓顎板造成顎板表面材料被局部壓碎或翻起,并使碎裂或翻起部分隨碎物料一起脫落形成磨屑,如圖15所示。 (3)物料相對顎板短程滑動,切削顎板形成磨屑,如圖16所示。 a. 亞表層處形成微裂紋導致材料膠落 b擠壓突出部分材料根部形成微裂紋導致材料脫落

56、圖14 多次擠壓變形斷裂形成磨屑示憊圖 圖15 物料擠壓材料碎裂或翻起，并使碎磨料一起脫落形成磨屑示意圖 第27頁（共33頁） 圖16 物料短程滑移切削鄂板示意圖 所以,顎式破碎機顎板的磨損率可以用變形疲勞磨損脆性斷裂磨損和顯微切削磨損表示： 由上式可以認為控制顎板磨損的主要材質(zhì)因素是其硬度和韌性。材料的硬度決定了物料壓坑的深度和大小。材料硬度高，物料壓入顎板的深度淺，顎板表層材料的變形程度小，同時物料短程滑動切削材料量也少。材料的韌性表示了其抵抗斷裂的能力。材料的韌性好，可以消除物料擠壓過程中的脆性斷裂，并使得顎板材料在變形

57、疲勞形成磨屑前的變形過程大大增加。 8.3對鄂板材質(zhì)的選擇 在鄂板的材質(zhì)選擇中我們選擇中錳鋼，由于高錳鋼的初始硬度低,屈服強度低,在非強沖擊條件下,其加工硬化不充分,易于流變和被切削。為提高顎板的使用壽命,開發(fā)了中錳鋼。該鋼種最早由Climax鉬業(yè)公司發(fā)明,并于1963年正式列入美國專利。其鑄態(tài)組織由奧氏體!馬氏體和少量珠光體組成,經(jīng)水韌處理后,其組織為單一奧氏體或奧氏體+少量未溶碳化物(取決于含碳量)組織。此后人們對中錳鋼進行了大量研究,認為其硬化機理為:含錳量降低后,奧氏體穩(wěn)定性下降,在受到?jīng)_擊或磨損時,奧氏體易發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體相變,使其耐磨性提高。中錳鋼的通常成分為:0.7%~1.

58、2%C,6%~9%Mn,0.5%~0.8%Si,1.2%Cr以及其它微量元素如V、Ti、Nb、RE等。中錳鋼顎板在實際應用中也取得了較好的使用效果,如破碎硅石時比高錳鋼顎板使用壽命提高20%以上,而成本與高錳鋼顎板相當。因此,在中小型顎式破碎機上使用,中錳鋼是一種值得推廣的顎板材質(zhì)。 9、破碎機出口揚塵的解決 破碎機出口揚塵非常嚴重，從破碎機出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶，部分物料飛濺或滾淌到地面上，地面堆積厚厚一層物料，部分粉狀物料飛揚在空中，給 第28頁（共33頁） 破碎機出口揚塵的解決 生產(chǎn)帶來了很大的不便。在該段流程中，物料由料倉入板式給料機，由板式給料機入TKPC2

59、0 .18AN錘式破碎機，出破碎機直接人出口礦石皮帶機。由于該破碎機生產(chǎn)能力非常大，每小時600t，出口料流也非常大，導致粉塵飛揚和濺落。我們分析認為，造成以上現(xiàn)象的根本原因在于大料流的無緩沖傾瀉所致。因此，我廠對此進行了如下改進(如下圖):在破碎機出口與礦石皮帶之間設置一個暫存料倉，暫存料倉接收塵器。在暫存料倉與皮帶之間加一道溜子。再在溜子上設一料流控制閥。設置暫存?zhèn)}是為了緩沖大流量物料的傾瀉沖擊;料流控制閥可穩(wěn)定出口料流;暫存?zhèn)}接收塵器可使部分細粉料在暫存?zhèn)}提前被收塵處理，減少出口粉塵，同時也有利于提高皮帶的使用壽命。 經(jīng)過這樣的改進，徹底解決了粉塵飛揚和物料濺落的間題，給車間的生產(chǎn)和管

60、理帶來了極大的方便。 圖17 出口揚塵改進圖 第29頁（共33頁） 付：外文翻譯 機械設計 摘要 機器是機構與其他零件的組合，為了有益的用途而轉換、傳遞或利用能量、力或者運動實例有發(fā)動機、渦輪、車輛、卷揚機、印刷機、洗衣機和電影攝影機.許多適用于機器設計的原理和力法也適用于不是真正機器的制成品，從輪轂蓋和檔案櫥柜到儀表和核壓力容器?！皺C械設計”這一術語比“機器設計”更為廣義，它包括機器設計。而對于某些儀器，如用以確定熱、流動線路和體積的熱力以及流體方面的問題要單獨考慮。但是，在機械設計時要考慮運動和結構方面的問題以及保存和封裝的規(guī)定。在機械工程領域以

61、及其他工程領域應用機械設計，都需要諸如開關、凸輪、閥門、容器和攪拌器等機械裝置。 關鍵詞：機械設計機構設計過程工差 設計過程 設計始于真正的或想象的需要。現(xiàn)有的儀器可能需要在耐用性、效率、重量、速度或成本上加以改進?？赡苄枰碌膬x器來完成以前由人做的功能，如裝配或保養(yǎng)。目標全部或部分地確定后，設計的下一步就是構思能夠完成所需功能的機構及其布置為此，徒手畫草圖價值極大，它不但作為一個人想法的記錄和與其他人討論的輔助手段，而且尤其適于與自己的想法交流，作為創(chuàng)造性思路的興奮劑還需要有關于部件的廣泛知識，因為一臺新機器常常由熟知的各類零件重新安排或替換而成，也許改變了尺寸和材料。無論在構思過程中

62、還是之后，一個設計者都會進行快速或粗略的計算或分析以確定一般尺寸和可行性。當些關于所需或可用空間量的想法確定后，可以開始按比例畫草圖。 最后，一項基于功能和可靠性的設計完成了，就可以制造樣機了。如果測試滿意，而且如果裝置要大量生產(chǎn)，就要對最初的設計進行一定的修改以確保以較低成本大量生產(chǎn)。在隨后幾年的制造和使用期間，設計有可能因構思了新想法或者基于測試和經(jīng)驗基礎上的進一步分析所顯示的改變而改變。銷售吸引力、客戶滿意度和制造成本都與設計有關，設計能力與工程投資的成功密切相關。 一些設計準則 在這一部分，有人建議運用創(chuàng)造性的態(tài)度進行的分析，這種分析可以引起重大改進以及對備用產(chǎn)品的構思和完善，也

63、許產(chǎn)品功能更多、更經(jīng)濟、更耐用。創(chuàng)造階段無須是最初和獨立的階段。雖然分析人員可能并不負責整個設計，但是他不僅僅是能從數(shù)字上提出要他解決的問題的正確答案，不僅僅是給出應力值、尺寸或者工作限制。他可以提出更廣泛的見解，以便改進規(guī)范或方案。由于在分析前或分析過程中，他會熟悉裝置及其工作條件，他就處于一個構思備選方案的有利位置。最好他能提出建議改變形狀來消除力矩或應力集中，而不是允許構建具有大截面和過多動態(tài)載荷的機構最好是他報廢他的細致的設計而不是后來看到機械報廢。 為了激發(fā)創(chuàng)造性思維，建議設計人員和分析人員使用以下準則。前6條準則尤其適用于分析人員，雖然他可能涉及到所有這10項。 1.創(chuàng)造性地利

64、用所需的物理性能并控制不需要的。 2.認識實用載荷及其重要性。 3.預先考慮沒有作用的載荷。 4.發(fā)明更有利的加載條件。 5.提供最小重量的最有利的應力分布和剛性。 6.用基本方程計算比例并使尺寸最優(yōu)化。 7.選取材料以獲得性能組合。 8.在備件和集成零件間仔細選擇。 9.修改功能設計以適應生產(chǎn)過程和降低成本。 10.考慮裝配中使部件精確定位和互不干擾。 機械設計 整個機械設計是一個復雜的過程。設計人員必須在這樣的領域，如靜力學、運動學、動力學和材料力學具有良好的素養(yǎng)，此外，還必須熟悉制造材料和制造工藝。設計人員必須能夠組合所有相關的事實，進行訓渭、制作草圖和制圖來把制造

65、要求傳遞到車間。 任何產(chǎn)品設計的第一步工作之一是選擇用于制造每個部件的材料。今天的設計人員可得到無數(shù)的。在選擇時，產(chǎn)品的功能、外觀、材料成本和制造成本都很重要。在任何計算之前必須仔細評估材料的性能。 有必要仔細計算以確保設計的有效性.計算從不出現(xiàn)在圖上,而是由十各種原因被存起來。一旦任何一個部件失效，就要弄清楚在最初設計這個有缺陷的零件時做了什么；而且，從對過去的項目的計算中可以獲得一份經(jīng)驗文件。當需要類似的設計時，過去的記錄會有極大的幫助。 計算（和圖上尺寸）的檢查最為重要。一個小數(shù)點放錯位置可以毀掉一個本來可以接受的項目。例如，如果一個人要設計一個能支撐100磅的托架，而它本應該能支

66、撐1000磅，結果肯定會失敗。必須檢查再檢查設計工作的方方面面。 計算機對于工作人員來講是一個很有用的工具，可以減輕乏味的計算并且對現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供擴展分析?；谟嬎銠C性能的交互系統(tǒng)使計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM)成為可能。通過這樣的系統(tǒng)，就可能把一個初步構思傳送到打孔紙帶用于數(shù)字加工控制而無須繪制正式的施工圖。 實驗室測試、模型和樣機對于機械設計很有幫助。實驗室提供了很多建立基本概念所需的信息，然而，還可用它們獲得一些關于產(chǎn)品在現(xiàn)場會如何工作的認識 最后，一個成功的設計人員應盡最大努力跟上時代步伐。每天都會出現(xiàn)新材料和生產(chǎn)方法。繪圖和設計人員如果不熟悉現(xiàn)代方法和材料就可能失去作用。一個好的設計人員應經(jīng)常閱讀技術期刊以跟上新的發(fā)展 工程工差 固體由其表面邊界確定界限。典型地，設計人員給一個零件指定公稱尺寸以使其滿足其需要。實際上由于表面不規(guī)則以及固有的表面粗糙度，各個零件不能重復地做成公稱尺寸必須允許尺寸有一些變化以確保能夠制造。但是，所允許的變化一定不能太大以至于使裝配件的性能變差。單個零件所允許的變化稱為公差。 公差這一術語不僅適用于由制造工藝產(chǎn)生的部件尺寸的可以接受的范圍，而且適用于機械或加工的輸出。