1、 本 科 毕 业 设 计 (论 文 ) 液压圆锥破碎机的设计 The design of Hcc Hydraulic Cone Crusher 学 院 ： 机械工程学院 专业班级 ： 机械设计制造及其自动化 机械 101 学生姓名 ： 王某 学 号： 2011127822 指导教师 ： 某某某 （副教授 ） 2015 年 5 月 毕业设计（论文）中文摘要 液压圆锥破碎机的设计 摘要： 单缸 液压圆锥破碎机 这一类型的机械因为有比较合以及简单实用的 设计，并且在破碎矿石的能力以及可靠性上的表现上都很出色 。 在破碎机的设计中， 要几个关键的零部件需要着重的设计 ，关系着 破碎机 的精度以及破碎的
2、能力。其中液压系统整个机械中相当于控制系统，通过液压推动活塞的运动，控制动锥的上升和下降。从而进一步的控制排矿的粒度。动锥是直接与矿石接触，进行碎矿的工作面，它的材料选择与角度的设计都关系到破碎机破碎矿石的能力。偏心轴套也是其中的一个关键部位，偏心套的作用就是实现动锥与轴的摆动，通过摆动工作。如果偏心套发生问题的，其他的部件都不能正常的运转。从而影响了整个机器的正常工作。设计破碎机的时候，要 根据给定条件完成液压圆锥碎矿机的运动分析、机架和支承装置设计、工作机构设计、排矿口调整机构设计、液压控 制系统设计 等 的确定，并对主要零件进行设计计算及强度分析。 关键词： 单缸液压 ； 偏心套 ； 动
3、锥 毕业设计（论文）外文摘要 The design of Hcc Hydraulic Cone Crusher Abstract:Hcc Hydraulic Cone Crusher of this type of machine because there are relatively fit and simple and practical design, and in the ability and the performance reliability of the broken ore on very well. In crusher design to a few key comp
4、onents need to focus on the design, the relationship between the accuracy and the ability to crush crusher. Wherein the hydraulic system is equivalent to the entire machine control system, to promote movement of the piston through the hydraulic control dynamic cone rising and falling. Thereby furthe
5、r control granularity row Mine. Moving cone is in direct contact with the ore crushing carried Face, its angular design and material selection are related to the ore crusher capacity. Eccentric sleeve is also one of the key parts, eccentric role is to implement the moving cone oscillating shaft thro
6、ugh swing work. If the eccentric problem occurs, the other parts are not functioning properly. Thus affecting the normal operation of the machine. Crusher design time, according to the given conditions to complete the hydraulic cone crushers motion analysis to determine the frame and the support mea
7、ns design, mechanical design work, discharge opening adjustment mechanism design, the hydraulic control system design, and the main design calculations and strength analysis of parts Keywords:single cylinder； moving cone ;eccentric sleeve 目录 1 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 发展历史 2 2 液压圆锥破碎机工作原理以及技术要求标准 2 2.1 圆锥破
8、碎机的工作原理 2 2.2 技术标准与要求 3 3 破碎机的机构设计和参数计算 3 3.1 液压圆锥破碎机的参数及其结构 3 3.2 设计参数的计算 4 4 传动装置运动以及运动参数的选择与计算 7 4.1 齿轮的设计 7 4.2 传动轴的参数计算 11 4.3 计算主轴的参数数据 11 5 偏心轴套 的设计 15 6 液压系统的设计 17 结论 19 致谢 20 参考文献 21 淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 1 页共 21 页 1 绪论 1.1 引言 根据 我国 国家的 工业 产业政策， 我们 要重点支持交通 建设 ，原材料 获取 以及能源 产业 等基础 性产 业的发展。作
9、为这些基础 性 工业的支柱的矿山机械应该优先得到国家的 大力 支持 ，以得到进一步的提高和发展。 研发生产更多 的具有国际一流水平的，高效 率、 先进的破碎粉磨机械，来满足我国国民经济的发展以及对原材料和能源的需求。矿山机械主要 包含了众多的类型 ， 有用于粗碎，中碎和细碎的破碎机，也有用于粒度更小的制砂机，还有特细粒度的粉磨机等等的类型。 而破碎机是在整个流程中较为关键的一部分，大部分的行业都需要破碎机来进行加工 ， 可以说破碎机是 用来矿山机械制造 业 水平 高低 的重要 性 标志 。 矿山机械具有很高的集成化和技术 水平 ，在新型 机械 设备的开发中，新技术新成果不断的融合改良，诸如制造
10、工艺，信息技术水平，材料工艺的不断提高，都给矿山机械的进步提供了更好地平台。 科学技术的不断发，使得破碎机不论从整体机架还是零部件的使用寿命变得很长很长，并且更新换代的速度也变得越来越快。 如果没有成熟的设计经验和使用经历 ，要想不出现任何的 错误 就必须通过多 门 学科技术的不断融合和改良，从而提 高设计效率和设计质量。从现在看来，使矿山机械通过信息技术和计算机技术实现数字化 ，自动化 成了当前的发展趋势。 单杠液压圆锥破碎机在破碎机系列中有很多明显的特点，比如优秀的结构设计，出色的破碎能力，还有很高的稳定性，并且其生产运行的成本非常低廉。广泛的应用范围，在建筑，冶金，采矿，以及各种化工产业
11、的原料加工中都被广泛应用。圆锥破碎机的破碎能力比较优异，工作效率也相对比较高， 能够很好的节省能源，提高生产率，使资源得到充分利用。 前期对原料的加工时各个行业必不可少的环节，为了高效，快速的得到原材料，那些结构简单，费用较低，并且能够长时间工作，并且技术相对成熟的破碎机成了首选，在开始的时候国内没有技术或者不成熟，国内矿业纷纷引进国外的优秀产品， 国外同类产品都采用了先进的液压技术，实现了液压调整排矿口的宽度，还能实现保护作用。随着时间的推移，我国的矿产资源的需求日益加大，对矿的质量要求也越来越高，想要发展国家经济的建设就必须开发更高效，环保的单杠液压圆锥破碎机，满足生产的需要。为了解决这个
12、紧迫的问题，在此次的毕业设计中要设计一种符合当下 生产发展的破碎机，在老师的帮助和同学之间的相互沟通交流 下设计圆锥破碎机，从而有效的解决现在的问题，迎难而上克服困难。 1.2 发展历史 从圆锥破碎机是在其他的破碎机基础上改良研发的，比其他 形式的破碎机晚 一段时间， 在破碎机没有研发出来的时候，很多的行业生产效率非常的低 。十世淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 2 页共 21 页 纪二十年代破碎机得到了发展，当时的一家公司生产了一台旋回破碎机做粗碎，但是这也是解决了有限的问题，还是不能满足生产发展的需要，所以人们迫切的需要研发中碎和细碎破碎机。 到了二十世纪 30 年代，人们又
13、研发了缓倾斜角的圆锥破碎机，其中有好 多的标准，以西蒙式标准和短头的破碎机使用较广，它们有着动锥特点是较为平缓，还有过载保护的装置设计。 在其研发之后，很快又有新型的破碎机出现，那就是动锥较为倾斜的陡倾斜压缩圆锥破碎机。主要是用于矿石的中碎以及细碎。有着排矿口小，主轴较短，而且冲程很大，效率高。 到了五十年代末期，液压技术的普及有换来了更新换代的高潮。 在七十年代的时候，圆锥破碎机取得了极大的进步，又有新型的大型圆锥破碎机被研发出来。还有研发出了能够特细碎的圆锥破碎机，其具有更加合理的破碎腔结构，主轴相对来说较短， 能或多较多目的特点。 目前的 圆锥破碎机 的 型式有 例如 多缸液压破碎机，单
14、缸液压破碎机，还有不 是太多的弹簧 圆锥破碎机 破碎机。 如今比较有实力的主要破碎机生产厂家有 Metso、 FLSmidth、 Sandvik 以及ThyssenKrupp。在这几个其中 Metso 和 FLSmidth 公司的市场销售份额最大 。 研发 生产水平也是 顶尖的。 他们的技术水平基本 可以 代表当今世界液压 圆锥破碎机的主流技术水平， 不且都离不开 以下 几个 共同点： （ 1）采用 很多现代化的设计 技术，如使用 MATLAB软件 来 进行 机器 优化设计。 （ 2） 都 采用拱形 的 横梁 用以 加大 破碎机 给料口 的 尺寸，将主轴 以及 圆锥锻造成一体避免 碎矿 作业中
15、 产生 松动。 （ 3）耐磨件均采用高锰钢或铬钢制造 （ 4）传动齿轮采用摆线齿锥齿轮。 2 液压圆锥破碎机工作原理以及技术要求标准 2 .1 圆锥破碎机的工作原理 破碎机的电机通过联轴器连接传动轴，传动轴通过花键与圆锥小齿轮联接，小 锥 齿轮大 锥 齿轮啮合传递动力， 大锥齿轮与轴套组成齿轮轴套设计为一个整体 ，并且轴套为一个偏心轴套。大锥齿轮轴套（轴套、偏心铜套）组件带动主轴组件（主轴，动锥，动锥衬板）围绕理论的中心线作定点的圆锥运动，同时主轴以主轴的中心线 自转。当机器在空转的时候，大锥齿轮轴套与主轴组件一起转动，但当需要破碎的物料进入机器后，在破碎腔进行破碎主轴组件在物料的压力下进行缓
16、慢 自转 ，同时动锥与衬套在破碎腔内来回的摆动。 在这个时候，物料由于动锥与衬套的来回摆动的作用下将物料挤压破碎，实现其功能。 淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 3 页共 21 页 单缸液压通过 底部的活塞支撑并且通过其叫动锥托起与下方，起到了调整排矿口的作用。也起到了 过铁保护，反复的起落可以有效地防止机器损坏 的问题。 底部的单缸液压的首要功能是调节主轴的上下位置，通过改变主轴的上下位置，调节了动锥和定锥衬套之间的距离。从而改变了排矿粒度 。与此同时， 不同的破碎腔型和不同的偏心套筒也能够相应的改变物料排出的粒度。 2.2 破碎机的 技术标准与要求 到 目前为止，我 们 国
17、家 的 破碎机 规格主要有弹簧圆锥破碎机以及液压圆锥破碎机，并且都各有十多种的规格型号，还有少量的多缸液压圆锥破碎机，相比西方先进的水平还有一定的差距，在整机的寿命 以及零部件的工作寿命与其他先进的同类型产品已经在稳步靠近，但是在好的前景同时还有很多问题，我们自己生产的产品在信息化，自动化以及集中控制的方面与同类的外国产品还有很大的落后，在材料的质量上不能达到标准，近年来通过与国外同行的合作，引进先进技术，并且将技术消化吸收不断改良，是我们的技术水平不断地得到提升。 圆锥破碎机式冶金、建材、化工、水电、筑路、等工业部门对不同硬度的各种矿石和岩石进行中碎和细碎作业的主要设备，特别是在选矿中普便用
18、作中碎和细碎设备。 破碎机的型号规格说明 PYY BT:其中 P 代表的为破碎机， Y代表的是它的形式是圆锥式 的破碎机，第二个 Y 表示其为液压系统的破碎机， B 表示其为标准型， T 的意义是破碎机的液压选用单缸液压， 代表的是动锥的最大直径 ， 后两个 代表了给料口的直径 。 3 破碎机 的机构设计和参数计算 3.1 液压圆锥破碎机 的参数 及其结构 3.1.1 机构参数 1、 进料口 宽度 B=190mm 2、 最大给料粒度 d=160mm 3、 生产能力 Q=90200t/h 4、 排矿口调节范围 e=2545mm 5、 电动机功率 N=95kW 6、 动锥最大提升高度 为 100m
19、m 3.1.2 液压圆锥破碎机的动锥和偏心套的组成 动锥 是圆锥破碎机的主要 动力输出部分 ，动锥受到在底部的压力，矿石挤压时对破碎壁的垂直压力，螺栓对动锥部的整体反向切应力的作用。而齿轮偏心轴套对个机器的偏心运动起到了关键作用。 作业时，传动轴对主轴传送动力，带动动锥部旋转，由于偏心套的存在，淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 4 页共 21 页 时 主轴 形成了偏心旋转，带动破碎壁对矿石的挤压破碎。 破碎矿石是会产生大量的粉尘，大量的粉尘的产生会对机器的润滑产生影响，从而影响机器的使用寿命，为了防止粉尘 砂石进入破碎机的内部，要对内部的机构进行内部密封设计，设计挡灰板 ，参见下
20、图。 图 1 液压圆锥破碎机的动锥和偏心套的组成 1 主轴、 2.轴套、 3 钢板、 4 止动环、 5 压帽、 6 注锌层、 7 动锥衬板、 8 动锥、 9压环、 10密封圈、 11托环、 12挡灰块、 13螺栓和 14 垫圈组成，为破碎机作业时的主要工作部分；偏心套部由： 15 主轴衬套、 16 偏心套、 17 斜键、 18螺栓、 19 平衡块、20 螺钉、 21螺母、 22开口销、 23大齿轮、 24上盘 3.2设计参数的 计算 淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 5 页共 21 页 3.2.1 给料口宽度和排料口的宽度 液压圆锥破碎机 的给料口宽度 B 为 190mm 最大给
21、料度 Dmax 为 160mm 为给定尺寸 ， 选用 js-125-8 型电动机，转速为 735r/min， 95kw， 380v。 单杠液压圆锥破碎机的电机功率可以按照如下公式计算 得出动锥底部最大直径： N kw 根据公式代入 N=95kw 所以 得出 D=1200mm 3.2.2 动锥参数的计算 啮角 的计算： 中碎圆锥破碎机的啮角要符合下面的公式 ， 分别是动锥和固定锥的锥面倾角 ，单位为度 矿料与衬板之间的摩擦角度小于 13 动锥的中心线与机器的中心线的夹角，一般取 2 图 2 单缸圆锥破碎机啮角 根据公式，选 ， 平行带的长度 计算： 中 碎 的 平行 带 长度 为 L 式中 D
22、为 动 锥下 部 最大 直 径D=1200mm 代入式中得到 L 为 102mm 偏心距以及动锥摆动行程 计算： 首先偏心距要用 r表示，球面中心为 o，中碎破碎机的偏心距以及动锥的摆动行程根据如图显示的关系可以求出，然后根据这些计算得出 H 和 L 的尺寸 （如图三） 。 图 3 L H 动锥底部到 o 点的高度； 淮海工学院二 一五 届本科毕业设计（论文） 第 6 页共 21 页 L 动锥母线长度； r 动锥中心线在排矿口平面的偏心距； S1 动锥中心线在排料口平面内的摆动行程 S 动锥下部边缘上某点的摆动行程 国产的偏心距和动锥摆动行程 查表得当 D 为 1200mm 时， r 为 15
23、.5mm，为 31mm， s 为 51mm。 计算得 H 为 443mm， L 为 730mm。 3.2.3 圆锥破碎机的摆动次数 根据工厂经验公式计算圆锥破碎机的摆动次数 代入 D 得 n 为 292r/min，取 主轴的摆动次数为 300r/min。 3.2.4 生产率的计算 根据给出条件，开路破碎物料时，可根据比较实际的经验公式 Q t/h K1 物料可碎性系数 ，查表取 1 K2 破碎比修正系数 ，查表取 1 单位排料口的生产率 ，查表取 4.5 排料口宽度 ，根据条件得知为 25m 45mm P 物料堆密度， 代入公式 得出 生产物料的密度 为 1.3 到 3 。 3.2.5 破碎力的计算 机器是由底部的单缸液压提供破碎力的，所以破碎力要通过液压系统的油压力来确定，可以按一下公式进行计算 （ ） d 液压缸活塞直径， m； 动锥锥面倾角， ( )； 动 锥 中心线与机架中心线间的夹角， ( )； G 动推的重量 ； 正常破碎物料时，液压缸内油压力或蓄能器的充气压力， Pa 取 5MP 当机器中进入不可破碎物时，动锥的最大破碎力是由高压溢流阀的调定压力 来确定的 ， 它的公式为 （ ）
