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立式冲击式破碎机转子与轴系的设计

立式冲击式破碎机是由一个安装在立轴上水平旋转的转子和转子外部一个筒体内放置一个环形破碎腔组成。工作时,将物料由上方给入高速旋转的转子,物料受到离心惯性力的作用,通过分料盘改向从垂直变成水平螺旋形的沿流道板前进,至转子外圆圆周出口被抛出,并在破碎腔内受到破碎;在破碎腔内,物料之间产生一系列的能量交换的连锁反应,且会形成一种砂喷现象,使部分物料形成粒子云,环绕破碎腔汹涌的流动,直至失去足够的速度而离开破碎腔。

立式冲击式破碎机

一、转子

不同破碎机的转子和反击板设计不同,立式冲击式破碎机转子分为开放式转子和闭式转子2种,从打击角度来看,分为带反击板(石打铁)和不带反击板(石打石)2种。开放式转子允许进料粒度较大,偶有铁块进入,对转子影响较小,但开放式转子的流道板寿命短。闭式转子中有外刀,为硬质合金刀片与基体材料相结合,由于2种材料的膨胀系数不同,存在应力集中现象,再加上物料撞击时的冲击力,硬质合金刀片时有损坏,因而对进料有严格要求,一定不允许有铁块进入。石打铁即物料直接打击在由耐磨钢制成的反击板上,反击板磨损较严重,且产品粒形大多呈尖锐形。石打石是以物料作为衬垫,减少了设备本身的磨损,但对冲击破碎作用有所影响。石打石腔型的产品粒形更好,但得砂率没有石打铁腔型高。

冲击式破碎机

二、轴系

1、主轴的设计

主轴的设计是指主轴的结构设计和轴的计算。主轴设计主要确定合理外形和轴的各段直径、长度和局部结构。轴的计算包括轴的强度计算、刚度计算和临界转速计算。

(1)轴的强度计算

轴的强度计算分三种,即按扭转强度或刚度计算、弯矩合成强度计算、精确强度校核计算。立式冲击式破碎机的主轴按扭转刚度来初估轴径后,再作轴的结构设计,结构设计后再作精确强度校核计算。校核包括疲劳强度、安全系数校核及静强度安全系数校核,一般安全系数取2,也可用有限元方法来进行计算。

(2)轴的临界转速校核

轴系是一个弹性体,当其回转时,由于其本身质量和弹性必然会产生自然振动,并有一个自振频率。另一方面由于轴系各零件材料组织不均匀,制造及安装误差等原因造成轴系 偏移,导致回转时产生离心力,产生以离心力为周期的干扰外力所引起的强迫振动,也有其强迫振动频率。当两者频率相近或相同时,会产生共振,这是一种破坏性的现象。产生共振时的轴系转速称为轴的临界转速,临界转速校核就是计算出轴的临界转速,使工作转速避开临界转速。轴的临界转速按其数值分为一阶、二阶…临界转速。立式冲击式破碎机的轴转速均低于一阶临界转速,是刚性轴。

(3)轴承的选用

选择滚动轴承类型与多种因素有关,如允许空间、载荷大小与方向、轴承的工作转速、旋转精度、轴承的刚性、轴向游动、摩擦力矩、安装与拆卸和润滑方式。

立式冲击式破碎机轴承一般按额定动载荷来选根据可靠度及轴承的工作转速,预先确定一个适当的使用寿命后,再进行额定动载荷和额定静载荷的计算。由于轴承常同时承受径向载荷和轴向载荷,在进行轴承计算时,必须把实际载荷转换为与确定额定动载荷条件相一致的当量动载荷。

一般的说,立式冲击式破碎机轴承选用时,初定其寿命为30000~40000h,根据此寿命和主轴轴径选取相应的轴承。

冲击式破碎机

2、载荷的计算

载荷分为工艺载荷和非工艺载荷:工艺载荷指工艺设备作用在建、构筑物或构件上的载荷,非工艺载荷是在建、构筑物上由自然条件(雪载荷、风载荷等)构成的载荷。而工艺载荷又分为使用载荷和安装载荷,使用载荷指工艺设备、设施部件所产生的 性载荷,按载荷性质分为静载荷和动载荷,静载荷是指静止设备产生的载荷,动载荷是指设备运转(工作)产生的附加载荷。

总结,立式冲击式破碎机已发展到立式同步破碎机,把开式与闭式转子组成一个转子体,把自衬型和带反击板2个破碎腔过程相结合,充分的利用破碎能量,且降低冲击式破碎机速度,增强细碎 。

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