第六章 结构设计

6.1 可调板设计   

碾碎机主要由喂入料斗，转子，锤片可调板等组成。其结构简图如图5-1所示。

图6-1 可调结构原理

为实现可调，对于多功能碾碎机，其可调原理如下图6-2：

设调节前的间隙为t，

则调节后间隙为t+c

可调板移动距离为x

锤片锥角为a

则其关系为

c=xsin(a/2)

意思就是如果调节旋转螺纹，将可调板旋出距离x,则可调板与锤片间的间隙则变为t+c,从而达到碾碎不同粒度的物料。

本设计中，a=18度，

可调本能旋出距离最大值=40mm

最小间隙t=1mm，

最大间隙=7.25mm

图6-2 间隙可调

可调板选材与结构:

粉碎时，主要依靠锤片与可调板与物料撞击和磨搓进行粉碎，因此对磨片材料要求具有良好的耐磨性和强度，因此选用45钢，盐炉淬火，可调板表面有0.4mm的硬化区，54~58.SHRC。

6.2 转子设计

6.2.1转子锤片形状与质量

1）转子锤片的形状与破碎物料性质和粒度有关，即与被碾碎物料硬度、脆性、 粒度等因素有关。

2)锤片形状与质量形；一是加大打击力度；二是延长锤片的使用寿命。

3）锤片设计成契形，契形对破碎物料产生轴承推力，推动物料往出料口推移。

2、锤片质量的确定

锤片是锤式破碎机最关键的零件，而锤片的质量大小直接影响破碎效果。若锤片质量过小，不能满足一次将物料打碎的要求；若锤片质量过大，则无用功消耗过大，也不经济。 整个转子的零件都由主轴来支撑，主轴又装在机架侧壁流动轴承中。破碎板工作时所产生的冲击力也由主轴承受，因此，要求主轴的材料具有较高的强度和韧性。

锤片在安装时，采用对称布置，以实现粉碎轨迹不重合，粉碎均匀性增强作用。

6.2.2 转子锤片选材与加工  

由于锤片是高速冲击与磨损严重元件，国内生产的锤片大多为中碳钢或中碳合金钢整体淬火和低碳钢渗碳淬火。例如，北京“牧羊牌”锤片为45钢，盐炉淬火，锤片头部有4mm的硬化区，54~58HRC。

为了提高锤片的耐磨性，多功能粉碎机锤片采用20钢渗碳淬火，渗碳层深0.8一1.2mm，渗碳层硬度58~62HRC，这样锤片能保证足够的韧性和整体强度。

锤片部件图如图6-3所示。

图6-3 转子与锤片

6.3 机架设计

机架设计准则

底座、机架、箱体、基板等零件都属于机架零件。

机架零件可划分为四大类：即机座类、机架类、基板类和箱壳类，对机架零件一般可提出下列要求:

(1)工况要求：即任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起,设置执行某一工况所必需的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。

(2)刚度要求：在必须保证特定的外形条件下，对机架的主要要求是刚度。如果基础部件的刚性不足，则在工作的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等的作用下，就会产生变形，振动或爬行，而影响产品定位精度、加工精度及其它性能。例如机床的零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度。

(3)强度要求：对于一般设备的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求

(4)稳定性要求：对于细长的或薄壁的受压结构及受弯-压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。

(5)美观：目前对机器的要求不仅要能完成特定的工作，还要使外形美观。

(6)其它：如散热的要求，防腐蚀及特定环境的要求。

在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。

(1)机架的重量轻，材料选择合适，成本低。

(2)结构合理，便于制造。

(3)结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。

(4)结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由温度变化引起的变形应力小。

(5)抗振性能好。

图6-4 机架