PAGE 1 PAGE 1 NX的立轴冲击式破碎机的设计及应用  文章介绍了立轴冲击式破裂机的结构、工作原理，并重点阐述了关键零部件的设计的具体方案及实际应用。在此基础上，运用SimensNX6.0，建立了产品的三维数字化模型，大幅度的提升了产品的设计品质和效率，为后续的仿真、优化和生产制造做好预备。  立轴冲击式破裂机是一种新型、高效多段冲击破裂设备，可以在细碎与粗磨之间较宽的范围内使用。与传统的破裂设备相比，其具有结构简单整洁、解决能力高、破裂比大、能耗低、磨损件少等一系列优点。因此，在大力提倡节能降耗，采取一切措施以提升公司整体效益的今日，该机型得到了采矿、建筑、公路、水泥等行业的普遍关注和广泛应用。为进一步提升其设计、制造品质，充分的利用数字化设计分析、虚拟仿真等现代化手段，本文在介绍立轴冲击破裂机的结构特点、工作原理及核心部件设计应用的基础上，结合实际，以SimensNX6.0为辅助工具，完成了其数字化样机的构建。  1立轴冲击式破裂机的结构及工作原理  立轴冲击式破裂机主要由机体、进料装置、转子部分（包括撒料盘和主轴装置）、破裂腔、润滑系统和电控部分等组成，其主体部分结构如图1所示。为便于修理与更换，转子部分被设计成一可整体拆卸的部件，主轴装置设置在机壳外，由主轴、上下两个轴承、空心轴套等通过法兰安装在机体上，削减了工作时粉尘和高温对轴承的影响，密封与润滑的难题也因此得到大大简化。 图1立轴冲击式破裂机结构及数字化模型图 立轴冲击式破裂机是利用物料高速运动时的动能进行破裂的。其工作原理是：空心的撒料盘装于主轴上端，撒料盘上端面中间开有进料口，四周外壁上等距离的开有三个喷射口，撒料盘四周是由按一定规律排列的反击衬板构成的破裂腔。破裂机工作时，转子非常快速地旋转，物料从转子顶部中心的进料口进入撒料盘后，在撒料盘内经由分料锥体因离心力的作用而加速，并向喷射口移动，当其从喷射口喷出撞击到四周的反击衬板时，可达到60～80m/s的线速度，物料在很强的冲击力作用下沿原有的自然裂纹实现破裂。破裂后的细粉失去动能从出料口排出，颗粒状物料被反弹回去，与喷射出来的部分物料再次撞击，实现料与料自行破裂。与此同时，转子的非常快速地旋转在破裂腔内产生强劲的涡旋气流，并且不断地有气流随物料从喷射口喷出，在机壳上导流装置的引导下，又从转子的入料口进入撒料盘，形成机壳内部的循环气流。随着冲击破裂的不断进行，破裂机内的物料颗粒在剧烈的气流中相互猛烈撞击、摩擦，使颗粒进一步细化。这样，一块物料在涡流破裂腔内受到两次至多次机率的撞击、摩擦和研磨破裂作用，经由下部出料口排出，再经循环筛分系统形成闭路。一般可通过调整转子的旋转速度来调整物料运动的速度，从而能够满意对不同矿石和不一样的产品粒度的破裂要求。  2核心部件的设计及应用  2.1转子部件的设计应用  如图2所示，转子部件是立轴冲击式破裂机的心脏，最重要的包含撒料盘、分料锥、锤头、主轴、轴套、安装法兰、皮带轮、润滑密封装置等，可由单电机或双电机通过皮带轮驱动主轴，上部轮毂通过键联接带动撒料盘一起围着主轴中心线非常快速地旋转，起到撒料并使物料获得动能的作用，其性能的好坏直接影响到破裂机的性能。 图2转子部装图 撒料盘是一个中空的扁圆柱体，内有三个特别设计的物料通道，起到过料及产生能量的作用。在运转过程中物料会有一层粘结在通道内壁上，对撒料盘形成保护衬垫作用，因此磨损甚少。破裂机工作时转子部分主要是喷射口锤头遭到物料的磨损，由于喷射口锤头数量少，重量轻，并且基本不受冲击载荷，考虑选用高硬度、高耐磨性的高铬锰钨合金作为锤头材料，经生产运行试验证明，其常规使用的寿命与美国的15Cr3Mo合金锤头相当。由于立式冲击破裂机是高速运转的设备，为了设备能够正常平稳运行，转子必需进行动平衡试验。在实际生产中，破裂机正常工作三天后，应停机通过观看孔检查，查看喷射口锤头磨损状况，若其中一块或两块出现“V”字型时，应当将三个锤头全部更换，切不可只更换磨损的，不磨损或少磨损的保留再用。更换下来的磨损不多的锤头可以集中保管，进行再次选配，选配时要求保持三块之间的重量差距不超过50克。  物料离开撒料盘的运动状况如图3所示，图中，vc为物料随非常快速地旋转的撤料盘的牵连速度（圆周速度），vr为物料沿着锤头边缘的相对速度，va为上述两个速度的合成，即物料离开撒料盘喷射口的肯定速度。 图3撒料盘物料运动分析及三维模型图 由于主轴装置在多尘的条件下工作，首先上轴承处设计了迷宫，上下轴承处都设置了FB型内包骨架密封圈，这样的设计既可以有效的预防灰尘、雨水进入主轴装置内，影响转动，同时也阻挡了轴承座内润滑油的渗漏。针对主轴工作中非常快速地旋转发热的特点，设计了稀油冷却润滑系统，选择32号机械油，先由进油泵抽油从上部进油口注入，冷却渗透到下部轴承处回油口，再由出油泵抽回冷却油箱。轴承虽然在非常快速地旋转，但循环油的油温从始至终保持在低温，热油不断抽出，轴承不发热，提高轴承的转速和常规使用的寿命。   文章介绍了立轴冲击式破裂机的结构、工作原理，并重点阐述了关键零部件的设计的具体方案及实际应用。在此基础上，运用SimensNX6.0，建立了产品的三维数字化模型，大幅度的提升了产品的设计品质和效率，为后续的仿真、优化和生产制造做好预备。  立轴冲击式破裂机是一种新型、高效多段冲击破裂设备，可以在细碎与粗磨之间较宽的范围内使用。与传统的破裂设备相比，其具有结构简单整洁、解决能力高、破裂比大、能耗低、磨损件少等一系列优点。因此，在大力提倡节能降耗，采取一切措施以提升公司整体效益的今日，该机型得到了采矿、建筑、公路、水泥等行业的普遍关注和广泛应用。为进一步提升其设计、制造品质，充分的利用数字化设计分析、虚拟仿真等现代化手段，本文在介绍立轴冲击破裂机的结构特点、工作原理及核心部件设计应用的基础上，结合实际，以SimensNX6.0为辅助工具，完成了其数字化样机的构建。  1立轴冲击式破裂机的结构及工作原理  立轴冲击式破裂机主要由机体、进料装置、转子部分（包括撒料盘和主轴装置）、破裂腔、润滑系统和电控部分等组成，其主体部分结构如图1所示。为便于修理与更换，转子部分被设计成一可整体拆卸的部件，主轴装置设置在机壳外，由主轴、上下两个轴承、空心轴套等通过法兰安装在机体上，削减了工作时粉尘和高温对轴承的影响，密封与润滑的难题也因此得到大大简化。 图1立轴冲击式破裂机结构及数字化模型图 立轴冲击式破裂机是利用物料高速运动时的动能进行破裂的。其工作原理是：空心的撒料盘装于主轴上端，撒料盘上端面中间开有进料口，四周外壁上等距离的开有三个喷射口，撒料盘四周是由按一定规律排列的反击衬板构成的破裂腔。破裂机工作时，转子非常快速地旋转，物料从转子顶部中心的进料口进入撒料盘后，在撒料盘内经由分料锥体因离心力的作用而加速，并向喷射口移动，当其从喷射口喷出撞击到四周的反击衬板时，可达到60～80m/s的线速度，物料在很强的冲击力作用下沿原有的自然裂纹实现破裂。破裂后的细粉失去动能从出料口排出，颗粒状物料被反弹回去，与喷射出来的部分物料再次撞击，实现料与料自行破裂。与此同时，转子的非常快速地旋转在破裂腔内产生强劲的涡旋气流，并且不断地有气流随物料从喷射口喷出，在机壳上导流装置的引导下，又从转子的入料口进入撒料盘，形成机壳内部的循环气流。随着冲击破裂的不断进行，破裂机内的物料颗粒在剧烈的气流中相互猛烈撞击、摩擦，使颗粒进一步细化。这样，一块物料在涡流破裂腔内受到两次至多次机率的撞击、摩擦和研磨破裂作用，经由下部出料口排出，再经循环筛分系统形成闭路。一般可通过调整转子的旋转速度来调整物料运动的速度，从而能够满意对不同矿石和不一样的产品粒度的破裂要求。  2核心部件的设计及应用  2.1转子部件的设计应用  如图2所示，转子部件是立轴冲击式破裂机的心脏，最重要的包含撒料盘、分料锥、锤头、主轴、轴套、安装法兰、皮带轮、润滑密封装置等，可由单电机或双电机通过皮带轮驱动主轴，上部轮毂通过键联接带动撒料盘一起围着主轴中心线非常快速地旋转，起到撒料并使物料获得动能的作用，其性能的好坏直接影响到破裂机的性能。 图2转子部装图 撒料盘是一个中空的扁圆柱体，内有三个特别设计的物料通道，起到过料及产生能量的作用。在运转过程中物料会有一层粘结在通道内壁上，对撒料盘形成保护衬垫作用，因此磨损甚少。破裂机工作时转子部分主要是喷射口锤头遭到物料的磨损，由于喷射口锤头数量少，重量轻，并且基本不受冲击载荷，考虑选用高硬度、高耐磨性的高铬锰钨合金作为锤头材料，经生产运行试验证明，其常规使用的寿命与美国的15Cr3Mo合金锤头相当。由于立式冲击破裂机是高速运转的设备，为了设备能够正常平稳运行，转子必需进行动平衡试验。在实际生产中，破裂机正常工作三天后，应停机通过观看孔检查，查看喷射口锤头磨损状况，若其中一块或两块出现“V”字型时，应当将三个锤头全部更换，切不可只更换磨损的，不磨损或少磨损的保留再用。更换下来的磨损不多的锤头可以集中保管，进行再次选配，选配时要求保持三块之间的重量差距不超过50克。  物料离开撒料盘的运动状况如图3所示，图中，vc为物料随非常快速地旋转的撤料盘的牵连速度（圆周速度），vr为物料沿着锤头边缘的相对速度，va为上述两个速度的合成，即物料离开撒料盘喷射口的肯定速度。 图3撒料盘物料运动分析及三维模型图 由于主轴装置在多尘的条件下工作，首先上轴承处设计了迷宫，上下轴承处都设置了FB型内包骨架密封圈，这样的设计既可以有效的预防灰尘、雨水进入主轴装置内，影响转动，同时也阻挡了轴承座内润滑油的渗漏。针对主轴工作中非常快速地旋转发热的特点，设计了稀油冷却润滑系统，选择32号机械油，先由进

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