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机械工程及自动化专业毕业设计论文-立轴冲击式破碎机机电系统设计

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机械工程及自动化专业毕业设计论文-立轴冲击式破碎机机电系统设计

摘要：本文针对立轴冲击式破碎机机电系统设计进行了深入研究。首先，对破碎机的工作原理和结构进行了详细分析，阐述了机电系统设计的基本要求和原则。其次，详细介绍了破碎机关键部件的设计方法，包括破碎腔体、冲击板、电机等。然后，对机电系统进行了优化设计，包括机械结构优化、电机选型优化、控制系统优化等。最后，通过实验验证了机电系统的性能，结果表明，优化后的立轴冲击式破碎机机电系统具有较高的破碎效率和稳定性，为破碎机的设计与制造提供了有益的参考。

前言：随着我国经济的快速发展，矿产资源的需求量不断增大，矿石破碎设备在矿山、建材、化工等领域得到了广泛应用。立轴冲击式破碎机作为一种新型高效破碎设备，具有破碎能力强、处理量大、能耗低等优点，已成为破碎设备市场的主流产品。然而，目前市场上的立轴冲击式破碎机机电系统设计还存在一些问题，如破碎效率低、稳定性差等。因此，本文对立轴冲击式破碎机机电系统设计进行了深入研究，旨在提高破碎机的性能和效率。

第一章立轴冲击式破碎机概述

1.1破碎机的发展历程

(1)破碎机作为一种重要的矿山机械设备，其发展历程可以追溯到古代。在人类早期的采石和建筑材料加工过程中，人们就已经开始使用简单的破碎工具，如石锤、石砧等。这些工具虽然结构简单，但已经初步具备了破碎的功能。随着生产力的发展和社会的进步，对破碎设备的需求逐渐增加，破碎机的设计和制造技术也逐步得到了提升。

(2)19世纪末至20世纪初，随着工业革命的到来，破碎机开始进入机械化时代。这一时期，欧洲和美国等国家开始大量生产各种类型的破碎机，如颚式破碎机、锤式破碎机等。这些破碎机在结构上比传统的破碎工具有了很大改进，破碎效率得到了显著提高。同时，破碎机的应用领域也不断扩大，从最初的矿石破碎扩展到建材、化工、环保等多个行业。

(3)进入20世纪中叶，破碎机的设计和制造技术得到了飞速发展。在这一时期，我国开始引进国外先进技术，并结合国内实际情况进行消化吸收和创新。这一阶段，立轴冲击式破碎机作为一种新型高效破碎设备应运而生，并在短时间内得到了广泛应用。随着科技的不断进步，破碎机的设计理念、结构形式、材料选择等方面都发生了翻天覆地的变化，破碎机的性能和效率得到了极大提升。如今，破碎机已经成为矿山、建材、化工等领域不可或缺的关键设备。

1.2破碎机的工作原理及结构

(1)破碎机的工作原理主要基于冲击能的传递和利用。以立轴冲击式破碎机为例，其工作原理是利用高速旋转的转子上的冲击板对物料进行冲击破碎。在破碎过程中，物料首先进入破碎腔，随后在高速旋转的冲击板的作用下，受到强烈的冲击力，从而实现破碎。例如，某型号立轴冲击式破碎机的转子转速可达1500r/min，冲击板与物料接触时的冲击力可达2000N以上，物料在破碎过程中所受的冲击能足以将其破碎成所需的粒度。

(2)破碎机的结构主要包括进料系统、破碎腔体、转子、冲击板、电机、传动系统等部分。进料系统负责将物料送入破碎腔，常见的进料方式有振动给料机、斗式提升机等。破碎腔体是破碎机的主要工作区域，其形状和尺寸对破碎效果有重要影响。例如，某型号破碎机的破碎腔体采用V形结构，有效提高了物料的破碎效率和粒度均匀性。转子是破碎机的核心部件，其上装有多个冲击板，冲击板的形状、尺寸和数量对破碎效果有直接影响。电机是破碎机的动力来源，常见的电机功率范围为55-800kW。传动系统负责将电机的动力传递到转子，常见的传动方式有皮带传动、齿轮传动等。

(3)在实际应用中，破碎机的结构设计还需考虑以下因素：物料特性、破碎要求、生产规模、能耗、维护成本等。例如，针对高硬度的物料，需要选用耐磨性较好的冲击板和转子材料；针对大块物料，破碎腔体尺寸需相应增大，以提高破碎效率。此外，破碎机的控制系统对保证其稳定运行和延长使用寿命也至关重要。例如，某型号破碎机的控制系统采用PLC编程，可实现自动启动、停止、调节破碎腔体尺寸、监测设备状态等功能，提高了破碎机的自动化水平和运行效率。

1.3破碎机在矿业中的应用

(1)破碎机在矿业中的应用十分广泛，是矿山开采和加工过程中不可或缺的设备。在矿石开采初期，破碎机主要用于将大块矿石破碎成适合进一步加工的粒度。例如，在露天矿山，破碎机可以将矿石从矿山直接破碎到一定的粒度，便于后续的运输和加工。在地下矿山，破碎机则用于破碎矿石，以便于提升和运输。

(2)在矿石加工过程中，破碎机同样扮演着重要角色。经过初步破碎的矿石，需要进