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PLC1000型立轴式冲击破碎机传动轴装置的研制
发布时间：2013-06-10 08:08 来源：未知
1、前言
立轴式冲击破碎机是一种新型破碎设备，可以在细碎与粗磨之问较宽的范围使用，它具有高效、节能、降耗等优点。目前国内采石场用于细碎的破碎设备多为反击式破碎机，但反击式破碎机生产成本较高，处理量不足，不适于破碎塑性，粘性物料，而且出料易出现针片状，故常常小能达到采石场所需的生产量及对石材粒度的要求。广州有色金属研究院根据以现场实况研制的PLC1000型立轴式破碎机在技术性能上均达到技术要求，完全满足生产上的需要，生产粒度均匀，处理量大，牛-产效率高。本文主要从PLC1000立轴式冲击破碎机的传动轴装置方面进行举例说明其特点和优势。
2、结构与特点
PLC1000型传动轴装置结构如图1所示，其主要特点如下：
(1)传动轴与飞轮连接结构在高速旋转工作中的合理性：
如图2所示，连接结构经过了a、b、c三个阶段的改进。
在a阶段选择锥形轴伸的过盈联接，通过平键与锥度来保证两者紧密配合、同步旋转。但在实际加工与安装时，却容易碰到加工精度与安装条件的限制。锥形轴伸要求与轴孔配合表而接触均匀，着色研合检验接触率不低于70%，所以，安装要求热胀安装或油压安装，这两种条件在石场一般难以提供。而且，键槽容易在轴与飞轮安装面贴合不足时，产生应力集中，率先疲劳撕裂。
于是，进行了b阶段的改进一采用胀套及圆柱形轴伸联接。胀套装拆或调整轴与飞轮的相对位置方便，解决了加工精度与安装条件的问题；承载能力高，可以避免a阶段中键槽产生应力集中的问题；还能起到密封的作用；同时，由于胀套的工作特性一在过载的情况下将自动打滑松开轴与飞轮的联接，提供过载�；ぁ５玝阶段由于轴肩支撑面较小，影响了飞轮旋转的稳定性。
最终确立了c阶段的连接设计：加粗轴径，以提高轴的刚度；利用轴套加大轴肩支撑面，提高飞轮旋转稳定性。
破碎机在石场的连续使用，最终证实了c设计的合理、安全、有效性。
(2)本机工作时冲击振动较大，旋转速度高达1480rad/min，设计轴承配置时必须合理。传动轴的主轴承选择圆柱孔调心滚子轴承一推力调心滚子轴承配置。推力调心滚子轴承可承受轴向重载荷并且适用于相当高的转速，也可以承受径向载荷，以保证传动轴装置可承受设备工作时所产生的冲击和振动。圆柱孔调心滚子轴承具有高承载能力，且轴向可以相对移动，以解决因温度变化而产生的轴向伸缩问题和安装轴承的间隔误差。
(3)防尘设计，由于传动轴装置工况恶劣，在多尘的条件下工作。首先轴端设计了防尘罩，传动轴上下都设置了FB型内包骨架密封圈，采用了三个油封的组合，如图3所示，这种排列可以防止两方面的渗漏，既可以防止灰尘、雨水进入传动轴装置内，影响转动，同时防止轴承座内的润滑油渗漏。
内包骨架密封圈材料选取耐油、耐热性能极佳的氟橡胶，它的使用温度在-20度至250度，可承受主轴高速旋转所产生的高温环境。
(4)对于传动轴工作中高速旋转发热的特点，设计了“雨淋式”冷却润滑系统。
(5)衬板角度的合理设计。由于击碎的石块从上落下，一部分将打在�；ぶ岢凶某陌迳�，经反弹又打向上部飞轮底座，所以衬板与轴线方向夹角越小，反弹的石块越不容易击中飞轮底座，磨损飞轮。
3、材料的选择
由于传动轴装置的工况非常恶劣，受到重载荷与冲击振动，必须带动飞轮与导料盘和物料同时高速进行旋转打击破碎，所以选材时特别注意材料的冲击韧性，抗疲劳强度。本设计中传动轴选用35CrMo。表1中将35CrMo与传动轴的常用材料40Cr进行比对。从中可以看出35CrMo与40Cr在化学成分上的主要区别在于Mo元素的加入，以及C含量的微小差别。根据合金元素在钢中的影响和作用显示，加入Mo可以大大提高合金材料的淬透性与高温强度，而大大降低回火脆性，当Mo含量<0.6%，能提高材料的塑性。C元素含量小，则可以细化晶粒，降低硬度。
理论证明在选取破碎机传动轴材料时，根据重载荷、冲击振动的工况，选取35CrMo，将得到更高的强度、较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。而实际应用中也反映了主轴选材的合理性。
4、传动轴的受力分析
根据动平衡原理：具有一定转速的转动件，当产生不对称失衡的原因时，将导致通过转动件重心的主惯性轴与旋转轴线不相重合，旋转时，转子产生不平衡离心力。重型或高速旋转的转子，即使是很小的磨损不均匀引起的偏心旋转，也会导致非常大的离心力，成为轴或轴承磨损、机器或基础振动的主要原因之一。
在实际生产中，也发生过由于人为疏忽，导料板磨损不均匀而得不到及时更换，引起旋转不平衡的现象。
故此，要对主轴进行弯曲应力安全校核。
根据现场提供数据：导料板每5-6小时更换一次，对应两块导料板重量最大差额为m=17.5kg。
导料板单重G=35kg，惯性半径r::0.347mm，导料板中心距主轴危险截面l=0.496m。导料板数量与分布如图4所
5、使用效果
PLC1000型立轴式冲击破碎机在江西小江石场安装使用后，连续运转三个多月，使用效果良好，特别适用于打击当地具有软、粘特点的石料。充分体现了立轴式冲击破碎机高效、节能、降耗等优点，也证实了立轴式冲击破碎机适用于处理中硬以上的磨蚀性物料，对物料的粘湿性不敏感，性能优于其他类型破碎机。PLCIOOO型立轴式冲击破碎机传动轴装置设计合理、传动高效，它所提供的旋转高速很好地克服了石料软、粘阻力的问题，打出的产品粒度细而均匀、颗粒形状接近圆形，非常符合建设高速公路所需的要求。
6、结论
PLC1000型立轴式冲击破碎机传动轴装置设计合理，结构紧凑，维修方便，主轴选材合理。
通过主轴的受力分析可知，可以合理减少导料板中心距主轴危险截面的距离Z，以减小飞轮上易损件磨损不均匀可能导致的不平衡离心力对传动轴产生的弯矩作用。同时，应该制定有效的工作程序，严格按时检查和更换易损件，以�；ご嶙爸谩�
