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锤头是锤式破碎机中最易磨损的零件.它是以高速回转时产生的冲击能来击碎矿石的,因而自身也受到矿石的撞击和研磨作用而磨损.锤头的磨损与很多因素有关,如锤头的结构,材料,制造质量,矿石的性质,处理量,转子的圆周速度等.

锤头的材料通常采用高锰钢或冷硬铸铁,这对破碎中等硬度的矿石是适用的,但对硬矿石来说,则使用寿命较短.目前,国外为了延长锤头的使用寿命,采用马氏体高铬铸铁制作锤头,取得了较好的效果.

锤头的形状有很多型式,常用的几种形状见图6中的板关和块状锤头用于锤式破碎机.它们都是通过销轴悬挂在转子上.块状锤头较板状锤头重,它主要用于破碎块度和硬度较大的物料.

锤式破碎机的锤头数目是根据被破碎物料的块度,硬度和转子长度而定.被破碎物料的块度和硬度较大时,锤头的重量应选用重一些,但数目要少一些,反之,锤头的重量应选用轻一些,数目可多一些.通常,沿圆周方向有个头,沿转子长度方向有个锤头.

图6锤头类型

5.1.1锤头的形状确定

一端圆螺母加止动垫片,另一端用轴肩定位.这样每个圆盘均匀分布6个圆孔,即可以通过六根销轴,用来悬挂锤头,锤头和锤架之间的间隙除了通过削轴连接,为了保护圆盘的侧面,减少或尽量避免其侧面的磨损.锤架的大小取决于转子的直径,转子的直径的大小是锤架的设计大小的依据.在之前已经计算出转子直径,转子的直径为945mm,所以,圆盘的大小的取值就有了一定的范围.不妨将锤架直径取做600mm,厚度取为25mm.如图7.

图7锤头

(1)延长锤头使用寿命的研究

下面重点讨论一下锤头耐磨性提高,使用寿命延长的问题.决定一个板锤的使用寿命,有以下几个因素来评定:

1)工作是否可靠.在板锤与物料冲击过程中,不准板锤飞离转子,或因板锤的紧固不良,引起其他的机械故障,故板锤的固定是个值得注意的问题.否则,无"寿命"可言.

2)板锤的装卸是否方便,尤其再生产现象,在工作一段时间后,机器的各部件必不能按理想状况进行,比如偏心,局部磨损等,需要及时调整.能否快速装卸是一个很重要的指标.

3)板锤的金属利用率是否合理.因板锤的磨损是不可避免的,一块重量一定的板锤,使其不能利用的质量最小,即板锤的形状及空间尺寸如何选择为最佳是值得考虑的问题.

4)减少无谓的磨损,以提高板锤的使用寿命,要充分利用转子的能量,提高破碎比,就必须研究最大破碎力,同时也具有很大的理论价值.

5)板锤的及时合理调配非常关键.破碎机在使用中运行不稳,震动大,主要原因是,板锤磨损后,原有的平衡状况被破坏,未用科学的方法合理调配所致.

6)板锤的材质,是解决锤头耐磨性,使用寿命的最核心的因素.现今应用比较广泛,也经受了实践的考验.比如有改性高锰钢板锤和锤头,中碳多元合金钢锤头.

5.2主轴的设计与强度计算

5.2.1主轴的设计与强度计算

通常轴的设计包括两个部分,一个是结构设计,一个是工作能力计算.后者主要是指强度计算.

主轴的结构设计根据轴上零件的安装,定位以及轴的制造,工艺等方面的要求,合理确定出其结构和尺寸,轴的工作能力的计算不仅指轴的强度计算,还有刚度,稳定性等方面的计算,当然大多数情况下,只需要对轴的强度进行计算即可.因为其工作能力一般主要取决于轴的强度.此时只做强度计算,以防止或检验断裂和塑性变形.而对于刚度要求高的轴和受力大的细长轴,还应该进行刚度计算,防止产生过大的线性变形.对于高速运转的轴,还应该进行振动稳定性计算.以防止产生共振破坏.因此,对该破碎机的主轴来说,只需进行强度计算.

5.2.2轴的材料的选择

轴的材料主要是碳素钢和合金钢.钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件.有的则直接用圆钢.碳素钢比合金钢低廉,对应力集中的敏感性较低,同时也可以用热处理或化学热处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度的.故采用碳钢制造轴尤为广泛,所示选用45号钢.

5.2.3轴的最小直径和长度的估算

零件在轴上的安装和拆卸方案确定了之后,轴的形状便大体确定了,因为对该主轴来说,其安装顺序为:先安装中间的转子部分,然后放置在箱体上,再安装轴承端盖,接着是轴承,外轴承座.最后两端分别是带轮.

各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关.在初步确定其直径的同时,还通常不知道支反力的作用点,不能确定其弯矩的大小及分布情况.因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径.但是,在对其进行结构设计之前,通常能求出主轴的扭矩.所以,先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径【13】.

式中p——轴传递的功率,kW,

n——轴的转速,r/min.

由表查得A等于126:

还考虑到其它的因素取等于65mm.

5.2.4轴的结构设计

对于轴的结构必须满足:

1)主轴和安装在主轴上的零件要有准确的工作位置,

2)轴上的零件便于安装和拆卸,调整.

3)轴应有良好的制造工艺性.

轴上零件的安放顺序如下:

轴承,圆盘,轴套,轴承,套筒,带轮

因为主轴是阶梯轴,根据阶梯轴的特点,并且轴上零件的安装要求也不高,所以上面提到的第二条容易满足.

至于第三条:轴的制造工艺性,主要是指便于加工和装配轴上的零件.并且生产率高,成本低.一般来说,结构越简单,工艺性越好.所以应该尽量简化轴的结构.为了便于装配零件并去掉毛刺,轴端应制出45度倒角.

具体分析如下:该主轴有2个轴段有键槽,为了减少装夹工件所需的时间,应在这些不同的轴段上开的键槽在轴的同一条母线上.另外,还为了减少加工刀具的种类和提高劳动生产率,轴上直径近似的地方,圆角,倒角,键槽宽度等都采用相同的尺寸.

(1)拟定轴上零件的装配方案

确定主轴的各段的长度,尽可能使其结构紧凑,同时还要保证,转子以及带轮,飞轮,轴承所需要的装配和调整的空间,也就是说,所确定的轴的各段长度,必须考虑到各零件与主轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件间必要的间隙.前面已经通过设计计算,得到转子,飞轮,带轮的大体尺寸,所以轴的长度也可大致确定了.

(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1)轴的最左端1轴段是装带轮故取它的左端用轴端挡圈定位,右端用套筒轴向定位.

2)初步选择滚动轴承.因轴承同时承受径向力和轴向力,而且轴比较长,会产生弯矩,如果选用一般滚动轴承则会卡死,故选用调心滚子轴承.参照工作要求并根据,选择轴承22215C/W33,其尺寸为,故,而.右边采用轴肩轴向定位,查得22215C/W33型轴承的定位轴肩高度为h等于4.5mm,故取.右端滚动轴承也采用轴肩轴向定位,故取,,【10】.

3)取安装在锤架和圆盘处的轴段4的直径,在4轴段上有8个锤架和左右2个圆盘,相邻两个用套筒进行轴向定位,转子长度大

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