颚式破碎机设计说明书.docx
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颚式破碎机设计说明书
目录【1】
一、概述1
二、工作原理1
三、结构分析2
四、设计数据2
五、机构的运动位置分析3
六、机构的运动速度分析4
七、机构运动加速度分析5
八、静力分析6
九、与其他结构的对比7
十、设计总结9
一、概述
破碎机械是对固体物料施加机械力,克服物料的内聚力,使之碎裂成小块物料的设备。
破碎机械所施加的机械力,可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等,在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。
对于坚硬的物料,适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械;对于脆性和塑性的物料,适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械;对于粘性和韧性的物料,适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。
在矿山工程和建设上,破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料,使这成为规定尺寸的矿石或碎石。
在硅酸盐工业中,固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工,使其粒度达到各道工序所要求的以便进一步加工操作。
二、工作原理
图
(一)
如图
(一)所示,1颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械,机器经带传动,使曲柄2顺时针方向回转,然后通过构件3,4,5使动颚板6作往复摆动,当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定额板7时,矿石即被轧碎;当动颚板6向右摆离定颚板7时,被轧碎的矿石即下落。
根据生产工艺路线方案,在送料机构送料期间,动颚板6不能向左摆向定颚板7,以防止两颚板不能破碎矿石,只有当送料完成时,两颚板才能加压破碎。
因此,必须对送料机构和颚板6、颚板7之间的运动时间顺序进行设计,使三者有严格的协调配合关系,不致在运动过程发生冲突。
由于机器在工作过程中载荷变化很大,将影响曲柄和电机的匀速转动,为了减小主轴速度的波动和电动机的容量,在曲柄轴O2的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮,其中一个兼作皮带轮用。
三、结构分析
图
(二)
如附图
(二)所示,建立直角坐标系。
机构中活动构件为2、3、4、5、6,即活动构件数n=5。
A、B、C、O2、O4、O6处运动副为低副(7个转动副,其中B处为复合铰链),共7个,即Pl=7。
则机构的自由度为:
F=3n2Pl=3Χ52Χ7=1。
拆分基本杆组:
(1)标出原动件2,其转角为φ1,,转速为n2,如附图
(二)(a)所示;
(2)拆出Ⅱ级杆组3—4,为RRR杆组,如附图
(二)(b)所示;
(3)拆出Ⅱ级杆组5—1,为RRR杆组,如附图
(二)(c)所示。
由此可知,该机构是由机架1、原动件2和2个Ⅱ级杆组组成,故该机构是Ⅱ级机构。
四、设计数据
设计内容
连杆机构的运动分析
符号
n2
LO2A
l1
l2
h1
h2
lAB
LO4B
lBC
lO6C
单位
r/min
mm
数据
170
100
1000
940
850
1000
1250
1000
1150
1960
连杆机构的动态静力分析
飞轮转动惯量的确定
LO6D
G3
JS3
G4
JS4
G5
JS5
G6
JS6
δ
mm
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2
600
5000
25.5
2000
9
2000
9
9000
50
0.15
五、机构的运动位置分析
(1)曲柄在如图(三)位置时,构件2和3成一直线时,B点处于最低点,L=AB+AO2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O2为圆心,以100mm为半径画圆,以O4为圆心,以1000mm为半径画圆,通过圆心O2在两弧上量取1350mm,从而确定出此位置连杆3和曲柄2的位置。
再以O6为圆心,以1960mm为半径画圆,在圆O6和O4的圆弧上量取1150mm从而确定出B点和C点的位置。
图(三)
(2)曲柄在如图(四)位置时,在图(三)位置基础上顺时针转动。
以O2为圆心,以100mm为半径画圆,则找到A点。
再分别以A和O4为圆心,以1250mm和1000mm为半径画圆,两圆的下方的交点则为B点。
再分别以B和O6为圆心,以1150mmm和1960mm为半径画圆,两圆的下方的交点则为C点,再连接AB、O4B、BC和O6C。
此机构各杆件位置确定。
图(四)
(3)曲柄在如图(五)位置时,在图(三)位置基础上顺时针转动180°过A点到圆O4的弧上量取1250mm,确定出B点,从B点到圆弧O6上量取1150mm长,确定出C,此机构各位置确定。
图(五)
六、机构的运动速度分析
如图(四):
ω2=pn/30=3.14X170/30=17.8rad/s
VB=VA+VBA
XAO2·ω2X
⊥O4B⊥AO2⊥AB
VA=AO2·ω2=0.1X17.8=1.78m/s
根据速度多边形,按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图1中量取VB和VBA的长度数值:
则
VBA=23.87Xμ=0.597m/s
VB=60.4Xμ=1.511m/s
VC=VB+VCB
X√X
⊥O6C⊥O4B⊥BC
根据速度多边形,按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图2中量取VC和VCB的长度数值:
VC=16.41Xμ=0.410m/s
VCB=57.92Xμ=1.448m/s
七、机构运动加速度分析
如图(四)
ω2=17.8rad/s
aB=anB04+atB04=aA+anBA+atAB
√X√√X
//BO4⊥BO4//AO2//BA⊥AB
aA=AO2×ω22=31.7m/s2
anBA=VBAXVBA/BA=0.3m/s2
anB04=VBXVB/BO4=2.56m/s2
根据加速度多边形图3按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取atB04atAB和aB值的大小:
atB04=40.57×μ=20.3m/s2
atAB=67.4′×μ=33.9m/s2
aB=40.82×μ=20.41m/s2
ωO6C=VC/O6C=0.43/1.96=0.22rad/s
anC=ω2O6C×O6C=0.222×1.96=0.1m/s2
ωBC=VCB/BC=1.45/1.15=1.3rad/s
anCB=ω2BC×BC=1.3×1.15=1.83m/s2
aC=anO6c+atO6C=aB+atCB+anCB
√X√X√
//O6C⊥O6C⊥CB//CB
根据加速度多边形按图4按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取aC、atO6C和atCB数值:
aC=12.11×μ=6.055m/s2
atCB=38.14×μ=19.07m/s2
aCB=38.31×μ=19.155m/s2
八、静力分析
对杆6
FI6=m6ac=9000×6.055/9.8=5561N
MI6=JS6α6=JS6atO6c/L6=50×6.055/1.96=154N.m
Hp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m
在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/240得Q=21250N
∑MC=0
Rt76×L6+FI6×0.92G6×0.094Q·DC=0
Rt76=(5561×0.92+9000×0.094+21250×1.36)/1.96=12566N
对杆5
FI5=m5aBC=2000×19.155/9.8=3909N
MI5=JS5αBC=9×19.155/1.15=150N·m
Hp5=MI5/FI5=150/1909=0.038m
∑MC=0
Rt345×L5+G5×0.6FI5×0.497=0
Rt345=(2000×0.6+3909×0.497)/1.15=645.9N
对杆4
FI4=m4aB=2000×20.41/9.8=4165N
MI4=JS4α4=9×20.41/1=183.7N·m
Hp4=MI4/FI4=183.7/4165=0.044m
∑MB=0
Rt74×L4+G5×0.49FI4×0.406=0
Rt74=(2000×0.5+4165×0.406)/1=691N
对杆3
FI3=m3aA=5000×33.9/9.8=17296N
MI3=JS3α3=25.5×33.9/1.25=692N·m
Hp3=MI3/FI3=692/17296=0.04m
∑MB=0
-Rt23×L3-G3×0.064FI3×0.77=0
Rt23=(17296×0.77-5000×0.064)/1.25=-10910.34N
九、与其他结构的对比
方案一:
该方案的优点是结构相对简单,但是由于结构简单所以对各个构件的强度要求较高,结构运转时的稳定性不高。
而且只有三个杆件,所以在动鄂放大的载荷很小,也就是说不能满足扩大传动力的要求。
方案二:
该方案和方案一一样结构简单,只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件得到任意的预期运动,而且结构简单、紧凑、设计方便,但是凸轮接触应力较大,易磨损,只宜用于传力不大的场合,而且凸轮轮廓加工困难,费用较高。
综合考虑,选择六杆鄂式破碎机更为合理。
虽然由于惯性力大,六杆鄂式破碎机机件所承受的负荷大,振动大,所以对基础要求牢固(设备重量的5~10倍)。
当加料不均匀时易堵塞破碎腔,产品粒度不均匀且过大块(片状)较多。
由于动鄂垂直行程较大,物料不仅受到挤压作用,还受到部分的磨剥作用,加剧了物料过粉碎现象,增加了能量消耗,鄂板比较容易磨损。
但是六杆鄂式破碎机破碎腔深而且无死区,提高了进料能力与产量;其破碎比大,产品粒度均匀;垫片式排料口调整装置,可靠方便,调节范围大,增加了设备的灵活性;润滑系统安全可靠,部件更换方便,保养工作量小;结构简单,工作可靠,运营费用低;单机节能15%~30%,系统节能一倍以上;六杆鄂式破碎机排料口调整范围大,可满足不同用户的要求;噪音低,粉尘少。
而且结构相对前面两种方案来说复杂一点,多增加了几根杆链,这使得该结构运转更加稳定,同时对各杆的要求强度较前两种要低。
十、设计总结
通过这次课程设计,使我更加了解和掌握了机械设计的方法和步骤。
对机械原理这门课的知识印象更加深刻,加强了对机械原理的知识的应用。
通过研究设计这铰链式颚式破碎机,使我对连杆设计有了进一步了解。
刚开始时我认为这很容易,但是到真正做时我才发现真的很难。
需要很多的学科结合在一起使用。
在结合的过程中我发现有很多的知识衔接不上。
有时甚至寸步难行,有一种无从下手的感觉。
但到后来随着越来越熟悉的的使用,我的速度加快了很多,将很多的学科结合起来再也不会出现手忙脚乱的情况了。
在这次的设计中我学到了很多东西,这些东西坐在教室里的我们无法去学会的,有些东西不是自己亲身体会光靠别人讲解是无法去理解的。
我真的很高兴能够参加这次的课程设计,我在其中学到了很多东西,也得到了很多快乐,更认识到自己还有很多的薄弱之处需要自己去加强。
希望自己在今后的学习中努力学习充实自己,在以后的课程设计中不会再出现手忙脚乱的情况。
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- 颚式破碎机 设计 说明书