PAGE大學畢業(yè)設計開題報告學生姓名：學號：學院、系：專業(yè)：機械設計制造及其自動化設計題目：錘式破碎機設計指導教師月1日

畢業(yè)設計開題報告1．結合畢業(yè)設計情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述1.選礦機械設備的發(fā)展動態(tài)從礦山開采出來的礦石多為品位較低的礦石，為了滿足冶煉上的要求，對于品位較低的貧礦石在冶煉前必須進行選礦。這種選礦的主要目的就是用物理方法將礦石中的脈石和有害的雜質盡可能得除掉，提高礦石的品位，以達到冶煉的要求和提高冶煉產品的質量；此外，選礦還可將幾種有用礦物相互分離，使之不因冶煉一種金屬而使另一種金屬損失掉；其次，選礦還可大量節(jié)約礦石的運輸費用，特別是對品味較低的礦石[1]。選礦是采礦和冶煉的一個中間環(huán)節(jié)。它在提高礦石品位使之符合冶煉要求以及合理利用國家資源方面，成為國民經濟中一個不可缺少的組成部分。在選礦廠中，生產過程的主要作業(yè)，都是借助于選礦機械（破碎機、篩分機、磨礦機、分級機、選別機械和脫水機械）來完成。這類機械設備依靠皮帶運輸機、給料機、砂泵以及其他輔助設備聯系起來，使選礦的生產過程實現綜合機械化。在選礦廠中，其中任一機器停止運轉，都將引起選礦廠的生產停頓。所以正確的設計和選擇選礦機械，加強機械設備的保養(yǎng)和維修工作，保證每臺設備正常運轉，對提高選礦過程的技術經濟指標有著很大的意義[2]。新中國成立以來，隨著選礦工業(yè)的發(fā)展，選礦機械經歷了從無到有、從小到大、從單個品種和規(guī)格到多個品種和規(guī)格的發(fā)展過程。各種選礦機械產品已形成系列。現在生產的各種型式和規(guī)格的破碎機、磨礦機和選別機械，基本上能滿足國民經濟建設的需要，同時，在自磨機、液壓破碎機、反擊式破碎機、離心選礦機梯形跳汰機、重介質振動溜槽、永磁磁選機等新產品的研制和新技術的應用發(fā)面都取得了一定的成果。但是，根據我國礦藏資源的特點（貧礦多、共生礦物多、細粒嵌布礦物多），選別機械的品種還不能完全滿足新的選礦工藝的需要，特別需要發(fā)展一些適用于對難選礦物分別得選別機械。為了適應鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展的需要，加速實現社會主義的四個現代化，必需不斷地改進現有產品的結構，提高制造質量，加強耐磨材料的研究，延長易損零部件和機器的使用壽命，充分發(fā)揮機器的生產能力，搞好產品的標準化、系列化、通用化，努力提高選礦過程的機械化和自動化水平，研制大型、高生產率和高效率的選礦機械。隨著經濟的增長，各種金屬與非金屬礦、水泥廠、建筑、沙石冶金等行業(yè)聲場規(guī)模的擴大，其加工設備破碎機在其發(fā)展中占有十分重要的地位和作用，成為行業(yè)的支柱設備[3]。由于近幾年煤炭形勢的好轉及市場良好運行，與之緊密相關的煤機制造業(yè)取得了令人矚目的成就，作為現代化高產高效礦井綜采配套設備之一的破碎機在其中發(fā)揮著重要作用。破碎機的設計和制造水平也獲得了快速的發(fā)展。煤礦井下用破碎機主要可分為錘式破碎機和顎式破碎機2種，而又以錘式破碎機應用更為廣泛[4]。錘式破碎機由于破碎比大（單轉子式的破碎比可達i=10～15）、耗能少、出料均勻、適合破碎各種物料，又具有重量輕、操作維修方便等特點，被廣泛用于礦山、冶金、建材等行業(yè)[5]。其產品的粒度小而均勻，呈立方體，具有過度破碎現象少、工作連續(xù)可靠，維護修理方便，易損零部件容易檢修和拆換等優(yōu)點。錘式破碎機主要用于煤礦井下順槽內，與轉載機配套使用，對通過轉載機的大塊原煤進行破碎[6]。錘式破碎機是利用高速旋轉的錘頭沖擊物料，使其沿物料的自然裂隙、層理面和節(jié)理頑等脆弱部分而破碎的破碎機械[7]。另外隨著近幾年的經濟發(fā)展，重工成為我國的棟梁行業(yè)，政府為了扶持破碎機行業(yè)的發(fā)展幫助其順利度過金融危機，規(guī)定財政部對大型非公路礦用自卸車及其關鍵零部件和原材料進口稅收政策進行調整。對進口核心零部件的進口關稅和進口環(huán)節(jié)增值稅實行先征后退，用于企業(yè)新產品的研制生產以及自主創(chuàng)新能力建設。從目前的經濟形勢分析，越來越多的礦山開始使用機械化作業(yè)，提升礦山的開采率，尤其是在煤炭、銅礦、鋅礦等礦山的機械化程度已大大提升，而這些產品對成品的質量和成型的粒度要求也在不斷的提高。2.一般選礦工藝流程選礦的工藝流程是由選前的準備作業(yè)、選別作業(yè)和選后的脫水作業(yè)等組成。開采的礦石先由破碎機進行初步破碎，在破碎至合理細度后經由提升機、振動給料機均勻送入球磨機，由球磨機對礦石進行粉碎、研磨。經過球磨機研磨的礦石細料進入下一道工序：分級。螺旋分級機借助固體顆粒的比重不同而在液體中沉淀的速度不同的原理，對礦石混合物進行洗凈、分級。經過洗凈和分級的礦物混合料再經過磁選機時，由于各種礦物的比磁化系數不同，經由磁力和機械力將混合料中的磁性物質分離開來。經過磁選機初步分離后的礦物顆粒再被送入浮選機，根據不同的礦物特性加入不同的藥物，使得所要的礦物質與其他物質分離開。在所要的礦物質被分離出來后，因其含有大量水分，須經濃縮機的初步濃縮，再經烘干機烘干，即可得到干燥的礦物質。選礦原工藝流程簡介[8]：老選礦廠工藝流程碎礦作業(yè)為三段一閉路加洗礦流程，PEF600×900顎式破碎機粗碎，PYBl200圓錐破碎機中碎，PYDl650及PYDl200圓錐破碎機細碎，與YA2148振動篩構成三段一閉路碎礦流程。粗碎產品給入2ZKXl236洗礦篩，篩上產品進人中碎，篩下產品進入H￡一1200洗礦螺旋分級機，分級機反砂進入粉礦倉，溢流去4000t／d重選作業(yè)。磨礦流程為一段閉路磨礦：采用MQG2721、MQG2700×2450球磨機各一臺和2FLC一1200螺旋分級機構成閉路，分級機溢流去4000t／d2°浮選作業(yè)。新選礦廠工藝流程碎礦采甩三段一閉路工藝流程，PJl215粗碎，PYB2200圓錐破碎機中碎，PYD2200圓錐破碎機和H6800破碎機細碎，2DYS3073振動篩作檢查和控制篩分，上層篩孔為30ramx45mm，下層篩孔為16ram×26mm。磨礦采用2臺MQY4060球磨機，一段分級為筒00旋流器4臺(3用，1備用)，控制分級為筇00旋流器2臺，與球磨機構成一段閉路磨礦，分兩個系列。浮選流程為一次粗選、三次掃選、四次精選、中礦順次返回前段作業(yè)，粗選及掃選用XCFII／KYF11—24浮選機，精選用XCFll／KYFⅡ-4浮選機。3.了解軟、中、硬等各類礦物的物理性質每種礦物都以其固有的物理性質與其他礦物相區(qū)別，這些物理性質從本質上來說，是由礦物的化學成分和晶體構造所決定的。常見的可用來區(qū)分不同礦物的物理性質主要有顏色、條痕、光澤、透明度、硬度、解理、斷口、密度和相對密度等。下面主要介紹一下材料的硬度、解理、斷口。硬度:礦物抵抗外來機械作用（刻劃、壓入、研磨）的能力稱為硬度。它和礦物的化學成分及晶體構造有關。在肉眼鑒定礦物時，通常采用刻劃法確定其硬度，并以“摩氏硬度計”中所列舉的十種礦物作為對比的標準（表1）。例如某礦物能被石英所刻動，但不能被長石所刻動，則礦物的硬度必介于6-7之間，可以確定為6.5。但必須指出，摩氏硬度只是相對等級，并不是硬度的絕對數值，所以不能認為：金剛石比滑石硬十倍。另外，有些礦物在晶體的不同方向上，硬度是不一樣的。例如藍晶石，沿晶體延長方向的硬度為4.5，而垂直該方向的硬度為6.5。大多數礦物的硬度比較固定，所以具有重要的鑒定表1

摩氏硬度計硬度1°2°3°4°5°6°7°8°9°10°礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石解理:很多晶質礦物在受打擊后，常沿著一定的方向裂開，這種特性稱為解理。裂開的光滑面叫做解理面。解理面常平行于一定的晶面發(fā)生。各種礦物解理方向的數目不一，如云母有一個方向的解理；長石有二個方向的解理；方解石有三個方向的解理；螢石有四個方向的解理；閃鋅礦有六個方向的解理。根據解理面的完善程度，可將解理分為極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理。極完全解理:解理面非常平滑，礦物很容易裂成薄片，如云母。完全解理:解理面平滑，礦物易分裂成薄板狀或小塊，如方解石。中等解理:解理面不甚平滑，如角閃石。不完全解理:解理面不易發(fā)現，如磷灰石。不同的晶質礦物，解理的數目、完善程度和解理間的交角都不一樣，例如正長石和斜長石，都有兩組完全解理，但正長石的兩組解理交角為90°斜長石則為86°24′-86°50′，正長石和斜長石因此而得名。所以解理是鑒定礦物的重要特性。斷口:礦物受打擊后，沿任意方向發(fā)生不規(guī)則的斷裂，其凹凸不平的斷裂面稱為斷口。斷口和解理是互為消長的，解理越完善，則斷口越難出現。斷口可分為貝殼狀斷口、參差狀斷口和鋸齒狀斷口。貝殼狀斷口:即破裂后具有彎曲的同心凹面，與貝殼很相似，如石英。參差狀斷口:斷裂面呈粗糙不平，參差不齊，絕大多數礦物，具有此種斷口，如黃鐵礦。鋸齒狀斷口:斷面尖銳如鋸齒，凡延展性很強的礦物，常具此種斷口，如自然銅。參考文獻：[1]周恩浦﹒礦山機械（選礦機械部分）﹒北京：冶金工業(yè)出版社，1979﹒1-5，76-89[2]張永忠，蘇斯華﹒礦山機械制造工藝學﹒江蘇：中國礦業(yè)大學出版社，1989﹒[3]劉海﹒談錘式破碎機的改造﹒河南建材.2009,1.42[4]武旭彥，衛(wèi)麗.錘式破碎機可靠性分析與改進.煤礦機械.2009,30(5).153[5]龔荷仙.錘式破碎機的安裝及使用中注意事項.城市建設.2010(11).153[6]趙四海,李國平,駱鐵楠.錘式破碎機三維建模與仿真研究.煤礦機械.2008,29(8).34[7]任小中,陳新建,蘇建新.錘式破碎機轉子主要技術參數的確定.煤礦機械.2008,29(2).26[8]韓旭﹒選礦工藝流程及設備的改進﹒黃金，2007,11（28）.37[9]鄭鳴皋.破碎機綜述.機械工業(yè)出版社，2001.1-3[10]北方交通大學材料系編.金屬材料學.中國鐵道出版社,1983[11]鄧文英.金屬工藝學.人民教育出版社，1981.20-25[12]許鎮(zhèn)宇.機械零件.高等教育出版社，1983.30-34[13]陳蘭芬.機械工程材料與熱加工工藝.機械工業(yè)出版社，1985.35-36[14]王中發(fā).實用機械設計.北京理工大學出版社，1998.41-44[15]機械設計手冊編輯組.非標準機械設備設計手冊.航空工業(yè)出版社，1990.2-10[16]孫成林.破碎機的新發(fā)展.硫磷設計與粉體工程，2001.18-20[17]許秉權.論破碎產品粒度與磨礦能耗的關系.破碎工程，1997.31-32[18]孫長泉.降低破碎產品粒度勢在必行.破碎工程，1997.37-39

畢業(yè)設計開題報告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：錘式破碎機是利用高速回轉的錘頭沖擊礦石，使其沿自然裂隙，層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破碎。礦石進入錘式破碎機后，即受到高速回轉錘頭的沖擊而破碎，破碎了的礦石從錘頭處獲得動能以高速沖向破碎板和篩條，同時還有礦石之間相互撞擊而遭到進一步破碎。小于篩條縫隙的礦石從縫隙中排出，個別大于縫隙的礦石在篩條上再經錘頭的附加沖擊、研磨而破碎，達到合格粒度后即從篩條縫隙中排出。錘式破碎機與其它型式的破碎機相比，具有下列優(yōu)點：利用沖擊原理進行破碎。使礦石沿節(jié)理、層里等脆弱面破碎，破碎效率高，能量消耗少，產量大，產品粒度均勻，過粉碎現象少；破碎比大。錘式破碎機一般i=10~15,最高可達40左右；機器的構造簡單，加工量少，因而便于制造，成本低，操作維修也比較簡便；具有選擇性破碎的特點，即比重大的礦石，破碎后粒度小，比重小的礦石，破碎后粒度大，有利于礦物的選別；設備自重輕，工作時沒有明顯的不平衡振動，不需笨重的基礎。沖擊式破碎機的最大缺點是：錘頭的磨損較大，被破碎的礦石愈硬，則磨損就愈快，造成更換錘頭的工作頻繁。因此，不適用于破碎堅硬礦石，當礦石中的水分大于9%或含有粘性物料時，對錘式破碎機，篩條易堵塞，從而降低生產率，有時也會造成設備事故。因此應跟據設備要求合理的破碎礦石，根據破碎機設備的參數轉子直徑為800mm、工作寬度為600mm；轉子工作轉速600r/min;出料粒徑分別為30、50mm;電機為Y系列55KW-4。設計合理的錘式破碎機。擬采用的研究途徑：一、確定基本結構參數（1）轉子的直徑與長度；轉子的直徑800mm，工作寬度為600mm。（2）錘頭重量的確定；計算錘頭重量的方法有兩種：一種是根據使錘頭運動起來產生的動能等于破碎礦石所需的破碎功來計算錘頭的重量；另一種是根據碰撞理論動量相等的原理來計算錘頭的重量，在此設計中我們運用第二種計算方法。v,=（0.6～0.4）ｖv,—錘頭打擊礦塊后的線速度，米/秒；v—錘頭打擊礦塊前的線速度，米/秒。若錘頭與礦塊為非彈性磁撞，且設礦塊碰撞前的速度為零，由此，則根據碰撞理論動量相等的原理可得下列方程式：v，=（）v式中G—錘頭折算到打擊中心的重量，公斤；Q—最大給礦塊的重量，公斤。若已知Q，則由上面兩個公式求得錘頭折算打擊中心處的重量為：G=（1.5～0.7）Q公斤（3）基本結構尺寸的確定1）給礦口的寬度和長度；錘式破碎機的給礦口寬度B>3dmax，dmax表示最大給礦塊的尺寸。2）排礦口尺寸；錘式破碎機的排礦口尺寸由篩條間隙尺寸控制，一般按入磨粒度要求來確定。3）給礦方式與給礦導板的傾角；錘式破碎機要求給礦塊有一定的垂直下落速度，故給礦口一般都設置在機架的上方。二、主要工作參數的計算（1）計算轉子的轉數；轉子的轉數可按下式計算：轉/分式中—轉子的圓周速度；D—轉子直徑。（2）計算生產率；目前，還沒有一個考慮了各種因素的理論計算公式，基本上都是利用經驗公式來計算。破碎中等硬度物料時，錘式破碎機的生產率按下式計算：Q=（30～45）DLδ噸/小時式中D、L—轉子的直徑和長度，米；δ—礦石的松散比重，噸/米3。（3）選定電動機功率。電機為Y系列55KW-4。沖擊式破碎機主要零件的計算一、破碎力的確定沖擊式破碎機的工作原理是利用錘頭的沖擊來破碎礦石的。礦石與高速回轉的錘頭沖擊而破碎，其破碎力的大小可按動量定理求得（設礦塊碰撞前的速度為零）：式中P—破碎力，公斤；m—礦塊的質量，公斤秒2/米；v0—沖擊后礦石的速度，米/秒；t—沖擊時間，秒。根據彈性碰撞理論，若假設礦塊與錘頭碰撞前的速度為零，則碰撞后礦石的速度為：式中—轉子的圓周速度（錘頭端點線速度），米/秒；K—恢復系數，0<K<1。若考慮礦石與錘頭產生斜碰撞，可取K=0.2～0.3。沖擊時間可按下式計算：秒式中R—礦塊的半徑，米。二、轉子軸的強度計算多年來的實踐表明，當轉子體發(fā)生嚴重故障時，轉子軸仍能保持完整無損。根據西德有關文獻推薦，轉子軸的強度校核可以按以下簡略方法計算。作用在轉子軸上的相當彎矩為：式中—作用在軸上的彎曲力矩，其值可按下列經驗公式計算：公斤米，（GR為轉子的總重量，公斤）；—作用在軸上的相矩，公斤米。（N為電機功率，千瓦；n為轉子每分鐘轉數）。三、軸承耐久性的計算計算軸承耐久性時，作用在軸承上的載荷可以根據下述經驗公式確定：軸承的使用壽命，一般規(guī)定為30000小時。沖擊式破碎機的動力學一、確定主軸的臨界轉數對于高速運轉的機器，若轉動機件由于不平衡而使重心偏離回轉軸線時，就會產生離心慣性力，雖然值一般很小，但是F與成比例，故在高速運轉下就會產生很大的慣性力，從而引起機器的振動。對于轉子幾何中心線平行偏離主軸中心線時，主軸的自振頻為：式中g—重力加速度，g=981厘米/秒2；—主軸受均布載荷時產生的靜撓度。主軸的臨界轉數則為：轉/分一般認為在的情況下工作是有害的。應當指出，在輪轂加熱后裝到軸上去的圓