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题目
学生1 指导老师1
(1.塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）
摘要：本文通过对破碎机的设计同时介绍了破碎机的发展历史、种类、工作原理及其主要参数。并详细的分析了破碎机的构成、以及破碎机的日常维护和基本安全操作规程，并分析了破碎机的日常检修及其常见故障分析。通过自身的实践，更加的认识到对破碎机专业理论知识的学习，提高操作技能，了解破碎机的内部构造，大概了解破碎机的客观运用，叙述了利用传统的方法、结合先进的知识、科学的逻辑思维方法来客观的阐述分析破碎机出现的一般事故以及设计的心得体会。并对破碎机的未来发展前景有着很好的憧憬。
关键词：建筑垃圾；破碎机；小型化
中图分类号:TD451文献标识码：A
0引言
目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%～40%.绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的征用土地费、垃圾清运等建设经费。同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。随着我国对于保护耕地和环境保护的各项法律法规的颁布和实施，如何处理和排放建筑垃圾已经成为建筑施工企业和环境保护部门面临的一个重要问题。要进行建筑垃圾处理，就必须了解建筑垃圾中都有哪些成分。其中,无污染的无机物(包括泥土、石块、混凝土块、碎砖) 占90 %以上。无机材料,具有耐酸、耐碱、耐水性,化学性质比较稳定,同时具有稳定的物理性质的特点。建筑垃圾的这些性质决定其经过处理是一种很好的再生建筑材料。因此对于建筑垃圾破碎机我想设计一个便于移动的小型建筑垃圾破碎机。
对于这些建筑垃圾再利用成为人们讨论的问题，如果能在产生建筑垃圾的地方就变废为宝，这将缩短建筑垃圾留存的时间。目前，国内外主要的建筑垃圾破碎机按照工作原理和结构特征可分为颚式破碎机、旋回式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。通过我们认真考虑，尝试着用“再设计”的理念给建筑垃圾破碎机寻找一条出路。使它们的一部分小型化，机动化。
1总体设计思路
锤式破碎机的工作部分是许多按一定规律铰在转盘上的锤子，当转盘高速旋转时，锤子因离心力和旋转力，打击装入机内的物料，使之破碎，同时，受到打击的石块彼此之间以及与机器内板，蓖条之间相互撞击，也促使物料破碎。
1.1设计原理
物料由进料斗进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮内被迅速加速，其加速度可达数百倍重力加速度，然后以60-70米/秒的速度从叶轮三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡支腔内物料衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡动腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。这样一块物料在涡动破碎腔内受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。和循环筛分系统形成闭路，一般循环三次即可将物料破碎成20目以下。在整下破碎过程中，物料相互自行冲击破碎，不与金属元件直接接触，而是与物料衬层发生冲击、磨擦而粉碎，这就减少了角污染，延长机械磨损时间。
1.2设计总体结构
锤式破碎机的总体结构示意图，如图1所示。
双转子锤式破碎机。他主要由机壳，转子，篦条，和打击板等部件组成。机壳由上下两部分组成，分别用钢板焊接，各部分用螺栓连接成一体。顶部有喂料口，机壳内壁有高锰钢衬板，衬板磨损后可以拆换。破碎机的主轴上安装数排挂锤体。在其圆周的销孔上贯穿着销轴，用销轴将锤子铰接在各排挂锤体之间。锤子磨损后可调换工作面。挂锤体上开有两圈销孔，销孔中心至回转轴心之半径距离是不同的，用来调整锤子与篦条之间的间隙。为防止挂锤体和锤子的轴向串动，在挂锤体两端用压紧锤盘和锁紧螺母固定。转子两端支承在滚动轴承上，轴承用螺母固定在机壳上，主轴和电机用皮带联接。圆弧状卸料篦条筛安装在转子的下方，篦条的两端装在机壳上，最外面的篦条用压板压紧，篦条排列方向与转子运动方向垂直。篦条间隙由中间凸出部分形成。为了便于物料排出，篦条之间构成向下扩大的筛缝，同时还向转子回转方向倾斜。
当转子转动时，锤子在离心惯性力的作用下，作辐射状向四周伸开。进入机内的料块，受到锤子打击而破碎。小于篦缝的物料，通过篦缝向下卸出，少部分尚未达到要求尺寸的料块，仍留在筛面上继续受到锤子的冲击和磨削作用，直到达到要求尺寸后从篦缝卸出。
图1锤式破碎机的总体结构示意图
1小带轮 2电机 3皮带 4篦条筛 5破碎锤6大带轮 7锤架 8挡板 9机壳（机架） 10弓形篦条 11转子销 12轴承座
2关键部件的设计
2.1转子的设计
转子由主轴、圆盘、锤架、销轴、锤头等组成，圆盘上开有6个均匀分布的销孔，通过销轴将6
8个锤头悬挂起来。为了防止圆盘和锤子的轴向窜动。销轴两端用锁紧螺母固定。转子支承在两个调心滚动轴承上。此外，为了使转子在运动中储存一定的动能，避免破碎大块物料时，锤头的速度损失不致过大和减小电动机的尖峰负荷，主轴的一端用带轮连接电动机，同时作为飞轮，储存能量。
2.2打击板的设计
打击板的作用是承受被锤头击出的物料在其上破碎，同时又将碰撞破碎后的物料重新弹回破碎板，再次破碎。因此，板的形状、结构，对破碎率影响极大。打击板表面有折线形和渐开线形等，折线形结构简单，但不能保证最有效冲击破碎，而渐开线形冲击板，物料都是垂直方向进行冲击，破碎效果最好。但是由于渐开线板制造困难，而折线又无法达到最佳效果。大粒度的物料在锤头的作用下被抛射到上腔打击板上，进撞击后粉碎，部分粉碎后符合粒度要求的物料可直接排出，因此增加排料面积，避免了物料在机器的过度粉碎，提高了成品率，又减少其在机器中停留的时间，减少了机器的运行负荷，降低能耗。
2.3 锤头
锤头是主要的工作部件。其质量、形状、和材质对破碎机的生产能力有很大的影响。因此，根据不同的进料尺寸来选择适当的锤头质量。锤头是易损件，经常需要更换，为减少更换所需时间和劳动强度，每个锤头都是相对独立的。锤头用高碳钢铸造或锻造，也可用高锰钢铸造。为了提高耐磨性，有的锤头表面涂上一层硬质合金，有的采用高铬铸铁。
因为铰接在转子上，所以正确选择锤头质量对破碎效率和能耗都有很大影响，如果锤头质量选得过小，则可能满足不了锤击一次就将物料破碎的要求。若选得过大，无用功耗过大，离心力也大，对其他零件会有影响并易损坏。
根据动量定理计算锤头质量时，考虑到锤头打击物料后，必然会产生速度损失，若损失过大，就会使锤头绕本身的悬挂轴向后偏倒。降低生产率和增加无用功的消耗。为了使锤头打击物料后出现偏倒，能够通过离心力作用而在下一次破碎时物料很快恢复到正确工作位置。所以，要求锤头打击物料后的速度损失不宜过大。一般允许速度损失40%到60%（根据实践经验）即：
（4-4）
式中
─锤头打击物料后的圆周线速度(m/s)
── 锤头打击物料前的圆周线速度(m/s)
若锤头与物料为了弹性碰撞。且设物料碰撞之前的运动速度为0，根据动量定理，可得：
（4-5）
由上式可知，
（4-6）
式中m ─锤头折算到打击中心处的质量(kg)
─最大物料块的质量(kg)
综上所述，
但是，
只是锤头的打击质量。实际质量应根据打击质量的转动顺序和锤头的转动惯量求得，
（4-7）
式中
—锤头打击中心到悬挂点的距离(m)
—锤头质心到悬挂点的距离 (m)
3.6 篦条
篦条的排列形式是与锤头的运动方向垂直的。与转子的回转半径有一定的间隙的圆弧状，合格的产品通过篦缝排出。其断面形状为方形，常用锰钢铸成。篦条多为一组尺寸相等的钢条，且截面形状用方形。安装时，插入篦条架上的凹槽。
3总结
转子是锤式破碎机的关键部件。转子的结构尺寸、转速以及锤头质量对破碎机的破碎效率、生产能力和能量消耗都有直接影响。在设计锤式破碎机时，必须综合考虑各种因素，慎重确定转子的结构参数和工作参数。同时还要根据锤头的几何形状和质量精心设计锤轴中心到打击中心的距离，尽量消除锤头在打击物料时对锤轴产生的不良影响。
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