兰州交通大学生毕业设计（论文）
d ─ 物料边长, m
t ─ 锤头打击物料的时间,一般采用0.001～0.0015s。 0.24?5.88?107?150?10?3?0.0012??20.6kg m?0.5?37.05?0.4～0.6?v1??d2t??2?r? m0?m?（5-10） ?r??
?0?2式中 m0 ─ 锤头的实际质量，kg；
r0 ─ 锤头重心到悬挂点的距离，m； r ─ 锤头打击中心到悬挂点的距离，m。
?r??310??m0?m??20.6????21.8kg ?r?300???0?225.2 主要工作参数的确定
5.2.1 转子的速度
从立轴式破碎机的特点可看见，转子转速是破碎机的重用工作参数，它影响着破碎机的破碎效率、破碎比和生产能力。
60v由 n? （5-11）
?D式中 v ─ 转子的圆周速度，m/s；
D ─ 转子直径，m。
?nD3.14?870?1??45.53m/s 得 v?6060一般中小型破碎机的转速为750～1500r/min，圆周速度为25～70m/s。 5.2.2 生产能力[7]
（5-12） Q?60LbdkZ?Knr
式中 L ─ 转子长度，m；
b ─ 卸料篦条间歇，m；
dk─ 出料块的粒度，m；
Z ─ 卸料篦条间歇的数目，
? ─ 松散与排料不均匀系数0.02； K ─ 转子圆周方向锤子的排数； n ─ 转子转速，r/min；
r ─ 石灰石的堆积比重，t/m3。
Q?60LbdkZ?Knr?60?0.88?0.01?32?0.03?4?870?1.4?24.7t/h 5.2.3 功率[12]
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功率消耗和很多因数有关，但主要取决于物料的性质，转子的圆周速度，破碎比和生产能力。
mR2n3ef N? kw （5-13）31088?10?式中 m ─ 锤头质量，kg； R ─ 转子半径，m；
n ─ 转子转速，r/min；
?─ 机械效率， ?=0.7～0.85；
f─ 修正系数。与转子的圆周速度有关，随圆周速度增加而减少，因为速度愈高，每个锤头打击物料的机会率愈低。 查《建筑材料机械设计》表1-4 得f=0.00125。
10.2?0.52?8703?24?0.00125mR2n3ef??66.1kw N?1088?103?o.71088?103?5.3 转子的结构设计[4]
5.3.1 轴的设计计算及校核
5.3.1.1轴的结构设计 a) 轴的材料及热处理
由于破碎机的设计功率不是太大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料45钢，调质处理。
b)初估轴径
按扭矩初估轴的直径，查《机械设计》表10-2，得C=106-117，考虑倒安装皮带轮仅受扭矩作用，取C=110，则
dmin?C3P (5-14) n式中： C——由轴承的材料和承载情况缩确定的常数；
P——轴的输出功率，kw； n——轴的转速，r/min.
P55?1103?42.12mm?90mm n980符合要求，所以轴的设计合格。
dmin?c35.3.2 轴的强度计算[1]
轴的各段长度主要根据轴上零件的毂长或轴上的零件配合部分的长度确定。另外，也要根据机体及轴承盖等零件有关。本设计中，综合考虑机体、转子、衬板、轴承座等因素的影响后，轴的具体设计尺寸如图5-1所示。
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图5-1 轴的结构尺寸
5.3.2.1 破碎力的确定
冲击时间的计算 t?2.48Rv (5-15) 式中: R——料块的半径，m；
v——转子的圆周速度，m/s。
t?2.48?0.525?0.0496s
破碎力P的计算
P?mv0t (5-16)
式中: P——破碎力，N；
m——料块的质量，kg；
v0——冲击后物料的速度，m/s； t——冲击时间，s。
P?mv01.4?0.14?1?0.3?1000?25t?0.0496?29637N
5.3.2.2 轴的受力分析(见图5-2)
a． 画轴的受力简图(见图b)。
图5-2 轴的受力分析及弯扭矩图
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b． 计算支承反力。
Frl3?Fal2?l3d2 (5-17)
由式： FR1H?得 FR1H?Frl3?Fad2?505?760N?252.5N l2?l3760?2由式： FR2H?Fr?FR1H (5-18)
得 FR2H?Fr?FR1H?505?25.25N?321.54N
在垂直面上
Ft28931??1446.55N (5-19) 22c． 画弯矩图（见图c，d，e）
FR1V?FR2V?由式： MaH?FRH?l （5-20） 在水平面上，a—a剖面左侧
MaH?FR1H?l2?252.5?760?191900N?mm
a—a剖面右侧
MaH?FR2H?l3?252.5?760?191900N?mm
在垂直面上
‘MaV?MaV?FR1V?l2?14463?760?1099188N?mm
合成弯矩，a—a剖面左侧
由式： Ma?M2aH?M2aV （5-21） 得
Ma?M2aH?M2aV?1919002?109918802N?mm?10993555N?mm
a—a剖面右侧
‘’2‘222 MN?mm a?MaH?MaV?191900?191900N?mm?271387’d．画转矩图（见图f）
由式： T?Ft?得，转矩 T?Ft?d （5-22） 2d160?28926?N?mm?1446300N?mm 2214
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5.3.2.3 判断危险剖面
显然，由图中a—a截面处合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险剖面；b—b截面处合成弯矩不是最大，但该截面左侧轴径小于a—a截面处轴径，故b—b截面左侧也可能是危险剖面。若从疲劳强度角度考虑，a—a、b—b截面处均有应力集中，且b—b截面处应力集中更严重，故a—a截面左侧和b—b截面左、右侧均有可能是疲劳破坏危险剖面。 5.3.2.4 轴的弯扭合成强度校核 由《机械设计》表10-1查得
???????1?b?60Pa,??0?b?100MPa,??3???1?b??0?b?60?0.6 100bt(d?t2)由式 W?0.1d? （5-23）
2da) a—a截面左侧
bt(d?t2)?40?13?(1000?13)2?3W?0.1d???0.1?1000?mm3?99746716mm3 ?2d2?1000??3由式 ?e?M2?(?T)2 （5-24）
W2M2?(?T)210993555?(0.6?14463000)2 ?e??MPa?0.14MPa????
W99746716b) b—b截面左侧
W?0.1d3?0.1?10003mm3?108mm3
b—b截面处合成弯矩Mb： 由式： Mb?Mal2?28mm （5-25） l2Mb?Mal2?28mm760?500?(10993555?)N?mm?3760953N?mm l2760
2M2?(?T)23760953?(0.6?14463000)2?e??MPa?0.1MPa???? 8W105.3.2.5 轴的疲劳强度安全系数校核
由表10-1查得?B?650MPa,??1?300MPa,??1?155MPa;???0.2,???0.1。 a． a—a截面左侧
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