影响PLM1000型破碎机性能的几个关键尺寸

第１０卷第５期　漯河职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｕｏｈｅ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．１Ｏ　Ｎｏ．５　Ｓｅｐ．２０１１　２０１１年９月　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７８６４．２０１　１．０５．０１０　影响ＰＬＭ１　０００型破碎机性能的几个关键尺寸　张永刚，魏佳，张宏建　（中平能化集团机械制造有限公司，河南平顶山４６７０００）　夺‘夺‘夺‘牵‘夺’夺。夺。夺‘夺‘夺。夺。夺‘夺‘牵‘夺。夺‘寺’争’争’争’争’夺‘夺‘夺‘夺‘夺。夺‘－４＞。争・辛・夺・÷・夺・夺・夺・争・夺・－４＞・夺・争・争・－４＞－夺・夺・夺・夺・　摘要：破碎轴作为破碎机的主要组成部分，它的设计精度与配合将直接影响整机的工作可靠性。本文通过　分析、计算，阐述ＰＬＭ１００型破碎机频繁发生故障的主要原因，优化了设计，提高了破碎机的机械使用性能。　关键词：破碎机；破碎轴；关键尺寸；公差与配合　中图分类号：ＴＤ４５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１．７８６４（２０１１）０５－００２３－０２　夺・争・争・－４＞・夺・夺・夺・夺・孛・夺・夺・夺・夺・夺・夺・夺・－４＞・牛・辛・夺・辛・寺・夺・夺・夺・夺・夺・－４＞・夺・夺・夺・－４＞・幸・÷・争・夺・幸・夺・夺・夺．夺－夺．夺．÷．　．夺．　０前言　ＰＬＭ１０００型破碎机和ＳＺＺ型转载机配套用于煤矿井　下综采或综放采煤工艺，实现工作面落煤由刮板输送机至　顺槽皮带机之间的煤炭转载、破碎。在破碎过程中破碎轴　和两端轴承承受很大的冲击载荷。实践证明，破碎轴故障　导致破碎机失效占１／３以上，大多体现在破碎轴磨损、轴　承发热、轴承抱死等。因此，本文针对破碎轴与轴上主要　零部件在实际工况条件下的精度配合形式进行分析探讨，　更正原设计图纸的不恰当之处。优化后的设计提高了该　型破碎机的机械性能，延长了破碎机的使用寿命。　１　ＰＬＭ１０００型破碎机的结构及工作原理　该型破碎机（见图１）由底槽、破碎轴（见图２）、破碎　箱、输出腔、皮带罩、传动系统、润滑系统、顶盖等部分组　成。　１一底槽；２一破碎箱；３一破碎轴；４一顶盖；５一皮带罩；　６一润滑系统；７一传动系统；８一输出箱　图１破碎机组成结构图　破碎机的工作原理：将电动机提供的动能由传动系统　传递到按一定转速旋转的破碎轴，转换为对原煤或矸石的　冲击力。通过调整煤流间隙（调整范围为１５０—３００　ｍｍ），　可以将普氏系数．厂≤４的煤块或矸石在输送过程中破碎到　所需要的块度。　由图１可知该型破碎机的关键部件是破碎轴。只要　破碎轴设计优化，制造加工精度提高，破碎机的机械性能　和使用寿命也就相应提高。　破碎轴的高性能在材料性能满足的基础上，取决于破　碎轴上各个零部件的加工精度与配合公差的选择。可见，　尺寸公差与配合的选择是机械设计与制造中的一个重要　环节。公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能要求、　质量互换性及经济性有着重要的影响。　１一破碎轴；２一锤座；３一迷宵环；４一轴承座；５一轴承；　６一退卸衬套；７一轴衬套；８一衬套；９一皮带轮　图２破碎轴　收稿日期：２０１１—０７—２３　作者简介：张永刚（１９８４一），男，河南周口人，助理工程师，主要从事煤矿机械的设计与研发。　２４　漯河职业技术学院学报　２０１１年　２破碎轴与重要零部件间的配合计算结果及分析　与标准件或标准部件相配合的孔或轴，必须以标准件　或标准部件为基准来选择基准制。轴承外圈与轴承座配　合应选基轴制配合，轴承内圈与轴的配合应选基孔制配　合。图２所示轴承外圈与轴承座所选配合￣２８０Ｆ７／ｈ６，查　公差表：　ＩＴ＇／＝０．０５２　ＩＴ６＝０．０３２　查轴的基本偏差表：ｅｓ＝０则　ｅｉ＝ｅｓ—Ｔｓ＝０—０．０３２＝一０．０３２　查孔的基本偏差表：Ｅｌ＝＋０．０５６则　ＥＳ＝Ｔｈ＋ＥＩ＝０．０５２＋０．０５６＝＋０．１０８　最大间隙为　Ｘｍａｘ＝ＥＳ—ｅｉ＝＋０．１０８一（一０．０３２）＝＋０．１４０　最小间隙为　Ｘｍｉｎ＝ＥＩ—ｅｓ＝＋０．０５６—０＝＋０．０５６　＋　０　图３孔、轴公差带图　此处虽然选了基轴制配合，但是配合仍有不当。破碎　机工作时破碎轴受很大的冲击力与扭转力矩。由上述计　算及图３所示轴、孑Ｌ公差带可知，此配合间隙过大，轴承座　起不到径向固定轴承的作用。轴承运转时径向跳动明显，　若轴向固定稍松也易左右打摆。在长时间、周期性交变应　力的作用下轴承磨损严重，保持架断裂就会出现散架等故　障。故此配合不合适。　若选ｑ￣２８０Ｈ７／ｈ６配合，查公差表：　ＩＴ７＝０．０５２　ＩＴ６＝０．０３２　查孔的基本偏差表：Ｅ１＝０则　ＥＳ＝Ｔｈ—ＥＩ＝０．０５２—０：＋０．０５２　查轴的基本偏差表：ｅｓ＝０则　ｅｉ＝ｅｓ—Ｔｓ＝０—０．０３２＝一０．０３２　最大间隙为　Ｘｍａｘ＝ＥＳ—ｅｉ＝＋０．０５２一（一０．０３２）＝＋０．１４０　最小间隙为　Ｘｍｉｎ＝ＥＴ—ｅｓ＝０—０＝０　＋　（１　图４孔、轴公差带图　由上述计算及图４所示孔、轴公差带可以看出，此配　合间隙比上一配合间隙小得多，看似轴承径向得到了固定，　运转时轴承不再跳动打摆。然而，实际应用中新的问题又　会出现。破碎机长时间工作时轴承会发热膨胀，因间隙过　小，外圈受热膨胀之后很容易顶死轴承座，轴承座反作用　到轴承外圈上的力挤压轴承辊子。如果轴承经常在高压　下运转，温度就会越来越高，尽而烧坏轴承。当反作用力　达到一定程度时，轴承会出现卡壳、抱死等故障，影响生　产。故此配合也不合理。　根据以上计算分析，该处配合选择￣２８０Ｇ７／ｈ６，查公　差表：　ＩＴ７＝０．０５２　ＩＴ６＝０．０３２　查轴的基本偏差表：ｅｓ＝０则　ｅｉ＝ｅｓ—Ｔｓ＝０—０．０３２＝一０．０３２　查孔的基本偏差表：Ｅ１＝＋０．０１７则　ＥＳ＝Ｔｈ＋Ｅ１＝０．０５２＋０．０１７＝＋０．０６９　最大间隙为　Ｘｍａｘ＝ＥＳ—ｅｉ＝＋０．０６９一（一０．０３２）＝＋０．１０１　最小间隙为　Ｘｍｉｎ＝Ｅ１一ｅｓ＝＋０．０１７—０＝＋０．０１７　＋删０．０６；　　图５孔、轴公差带图　由以上计算分析及图５所示孔、轴公差带知，此配合　间隙介于上述两个配合之间，既保证了轴承工作时的固　定，又留足了轴承发热膨胀时所需的空间。应用到生产实　践证明，该配合避免了上述两种情况下出现的机械故障。　故该处此配合是最合理的配合。　原设计图纸应用了退让衬套，便于轴承的拆装及更好　地传递力矩。原设计图退让衬套与轴的配合选择　￣ｐ１６０Ｈ８／ｈ７，笔者认为有所不当。退让衬套与轴的配合应　为基孔制小过盈紧配合，计算方法同上，这里就不再重复　计算。由分析计算结果，笔者认为选￣１６０Ｈ７／Ｐ６更为合　理　３　结语　破碎轴作为破碎机的核心部件，如出现故障会直接影　响破碎机的正常工作。通过计算分析，避免了破碎轴的频　繁故障，保障了破碎机平稳安全的工作，提高了破碎机的　机械性能。使设计参数得到了优化，为破碎轴的设计、制　造和装配提供了理论依据。　参考文献：　［１］　郑建中．互换性与测量技术［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，２００４．　［２］　《煤矿工业标准汇编》编委会．煤炭工业标准汇编：煤矿运输提　升设备［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２０００．　［责任编辑吴保奎］