X1500型双轴撕碎机结构设计


目 录

摘 I
Abstract II
引 言 1
1 X1500型双轴撕碎机 3
11 研究目意义 3
12 国外研究现状未发展方 4
13 双轴撕碎机特点 4
14 研究容 5
2 X1500型双轴撕碎机总体设计 6
21 机架 6
22 转子 7
221 轴 8
222 刀具 8
23 托板衬板 10
24 篦条 12
25 载保护 12
26 密封防尘装置 12
3 X1500型双轴撕碎机结构参数工作参数选择计算 14
31 结构参数选择计算 14
311 转子直径参数 14
312 基结构尺寸确定 14
32 工作参数计算 15
321 转子速度 15
322 生产率 15
323 电机功率 16
33 传动方案选择 17
4 X1500型双轴撕碎机零件设计计算 19
41 轴相关设计计算校核 19
411 轴设计 19
412 轴强度校核 21
413 键强度校核 23
414 轴界转速 24
42 刀具衡计算 27
43 篦条计算设计 30
44 轴承计算选择 31
结 34
参考文献 35
致 谢 37












摘

社会着国济高速发展国房产基础设施建设突飞猛进发展产生量建筑垃圾已越越城市建筑垃圾包围土环境问题变越越严重课题充分调研双轴撕碎机发展现状趋势结合专业实企业背景针现阶段撕碎机存缺点设计X1500型双轴撕碎机
文分析双轴撕碎机工作原理进行整体设计X1500型双轴撕碎机部件包括机架电机撕碎机体等完成结构设计工艺分析选材完成传动部分设计运计算机辅助设计软件AutoCADSolidworks等X1500型双轴撕碎机进行数字化设计
产品解决传统撕碎机撕碎效率低噪音粉尘型号足性稳等缺点产品采双轴结构效提高撕碎效率延长寿命降低维修费抵抗较高扭矩动力源三相异步电机产生功率电动力通减速箱带动轴刀具相转动达物料挤压撕碎剪切作提高废品利率减少环境污染

关键词：双轴撕碎机撕碎结构设计效率













Abstract

In today＇s society with the rapid development of China＇s economy China＇s real estate and infrastructure construction has made rapid progress resulting in a large number of construction waste More and more cities have been surrounded by construction waste and the problems of land and environment have become more and more serious This subject is fully investigating the development status and trend of the double axis shredder combining with the specialty In view of the shortcomings of the shredder at this stage the X1500 double axis shredder is designed
This paper mainly analyzes the working principle of the double axis shredder and carries out the overall design For the main parts of X1500 double axis shredder including frame motor main body of shredder the structure design process analysis and material selection are completed And completed the transmission part design By using CAD software AutoCAD and SolidWorks the digital design of X1500 double axis shredder is carried out
The product solves the shortcomings of traditional crusher such as low crushing efficiency large noise more dust insufficient model unstable performance etc This product adopts double axle structure which can effectively improve crushing efficiency prolong service life reduce maintenance cost and resist high torque The power source is mainly threephase asynchronous motor which produces highpower electric power to drive shaft and cutter to rotate mutually through reducer so as to achieve the function of squeezing tearing and shearing materials It improves the utilization rate of waste products and reduces environmental pollution

Key words double shaft shredder destroy structure design efficiency





引 言

着社会发展工程生活中废弃物断增减少废弃物污染提高废物利水执行领导绿色化生产文设计种X1500型双轴撕碎机
X系列双轴撕碎机适行业废料回收求例：电子垃圾塑料金属木材废旧橡胶包装桶托板等回收材料种类繁撕碎物料直接回收根求进步细化处理[1]该系列双轴撕碎机拥低转速扭矩低噪音等特点次设计机器采电脑PLC编程控制系统动控制设备启停反转超载动反转控制
双轴撕碎机正名双轴指采双轴低速转动利轴旋转带动刀具进行切割撕撕碎物料双轴撕碎机撕碎效率高应范围较广双轴撕碎机受量欢迎越越开始研究双轴撕碎机双轴撕碎机重作废旧物料撕碎减少物料占面积节约空间运输更加方便更便废旧物料回收处理二次利[2]
现阶段双轴撕碎机说种法剪切式撕碎机机名工作时剪切作撕碎物料剪切外保证撕碎机撕碎物料符合求需物料进行压缩处理样仅减物料尺寸节省空间提高机器寿命型废弃物料例废弃塑料废弃路废弃橡胶木材等常常双轴撕碎机进行撕碎已达二次利作
国撕碎机行业发展起外国撕碎机行业中吸取验正国吸取验实际制造水相结合推动国撕碎机行业发展正基础国撕碎机行业突破瓶颈迅猛发展撕碎机行业飞速发展极提高国二次利水减少国环境污染[3]提高国GDP外双轴撕碎机传统撕碎机相特点动刀较沉重撕碎效率高定刀采合金制成寿命长撕碎机框架采厚铁制成仅坚固稳定性造价成较低济性
X1500型双轴撕碎机工作时采双轴低速转动通刀盘物料进行搅碎般会框架直连蜗轮蜗杆减速电动机直接通带动轴旋转然通齿轮转动带动动轴旋转安装轴刀具会轴带动壳体刀盘形成相运动达撕碎物料作
新统计国双轴撕碎机研发正走绿色高效节新道路着科技飞速发展越越开始意识绿色发展重性越越尝试绿色发展理念应双轴撕碎机中仅会加速发展环境保护作出突出贡献现阶段研发节环保低碳低噪音双轴撕碎机非常符合类发展求



















1 X1500型双轴撕碎机
11 研究目意义
着社会发展工业生活中产生废旧物品越越废旧物品仅占生存空间环境造成定影响解决废旧物品物品够进行次回收利文设计种X1500型双轴撕碎机常见双轴撕碎机图11示


图11 双轴撕碎机
双轴撕碎机应较广泛应塑料回收生行业常口径塑料材撕碎成捆塑料薄膜撕碎事实撕碎机方面广泛应例橡胶铁桶废弃家电工业边角料等撕碎机撕碎
双轴撕碎机许优点传统单轴撕碎机相双轴撕碎机产生噪音较量消耗较刀轴转速低粗碎般选择双轴撕碎机未加工边角料双轴撕碎机处理样会撕碎物料变更加细塑料种材质说撕碎作熔融原材料常见例子制作原材料做制造灯轮胎等回收原料[1]
双轴撕碎机正名双轴指采双轴低速转动利轴旋转带动刀具进行切割撕撕碎物料双轴撕碎机撕碎效率高应范围较广双轴撕碎机受量欢迎越越开始研究双轴撕碎机双轴撕碎机重作废旧物料撕碎减少物料占面积节约空间运输更加方便更便废旧物料回收处理二次利
12 国外研究现状未发展方
目前国双轴撕碎机填料方式机械填料工填料未完全实现体化严重影响撕碎效率撕碎质量英美等国家撕碎机基实现体化具较高撕碎效率
[2]
双轴撕碎机未行业发展趋势：通高新技术断应推动双轴撕碎机行业整体水提高断通技术提升优化提高国国产撕碎机设备生产质量进步加快型企业设备更新提高创新研发力力发展实体工业提高现阶段国产撕碎机水传统工业突破约束展翅高飞提高国济发展活力实现济持续稳定增具重意义
双轴撕碎机传统通撕碎机相差X1500型双轴撕碎机刀副刀轴转子篦条进料系统支架组成双轴撕碎机般转速较低扭矩适撕碎较坚硬体积较物料金属木材轮胎橡胶电路板废旧家电等双轴撕碎机未发展方表11示：
表11 双轴撕碎机未发展方

发展方
具体容
色金属分选
方面说设备进口然方面单轴撕碎机运行相互配合细化开发
风力分选
国外常Z箱效果非常然国目前欠缺
型化
市场需求扩
标准化
减少噪声污染

13 双轴撕碎机特点
刀具硬度强度高撕碎效率高刀具材料般合金钢硬度高寿命长支架板般较厚稳定性抵抗高扭矩现阶段创新般微电脑（PC）动控制该次设计设备具转矩噪音低转速低特点粉尘颗粒达国家环保标准[3]
双轴撕碎机说调整方便济耐维修费低非常重特点针物料般选择刀具仅提高撕碎效率起保护刀具作
14 研究容
（1）设计合理轴结构进行强度校核
（2）设计合理机械结构完成预期动作
（3）合理选择刀具具足够强度硬度
（4）优化设计更幅度降低成
2 X1500型双轴撕碎机总体设计
处设计X1500型双轴撕碎机回转直径Φ800转速55~10rpm刀片数量3020出料高度1400mm双轴撕碎机产品特点速度低扭矩噪音低粉尘剪切种强度较高物料种装置刀副刀转子传动装置等部分组成X1500型双轴撕碎机总体结构图21示


图21 X1500型双轴撕碎机总体结构
21 机架
双轴撕碎机外壳部分组成：盖左右侧板机体部分焊接螺栓联接成双轴撕碎机部设置加料口机壳部应添加层衬板衬板材料高锰钢般衬板出现磨损需更换机体说般2040mm普通碳素钢焊接转子正常工作需转子两端安放轴承轴承端焊接支座果轴机壳间没效防护措施常会机器出现漏灰现象果想防止漏灰设计轴封装置该装置通常安装机壳机壳般放水泥部般脚螺栓进行固定
[4]般会机体前面开检修孔便检修调整机壳侧壁盖般钢板焊接成两侧壁设置轴封装置效阻止灰尘进入机体样机架结构图22示

图22 机架结构图
22 转子
转子X1500型双轴撕碎机说双轴撕碎机必少部件刀具（刀副刀）轴组成轴采光轴光轴中心部位正方形方便安装更换刀具般光轴两端处添加压紧盘锁紧螺母进行固定螺栓外固定轴承中心距两相定位销固定转子结构图23示面转子部件材质构造途进行介绍：

图23 转子结构图
221 轴
轴双轴撕碎机部位轴材料般求具较高强度韧性轴仅需承受转子刀具身重量需承受刀具带击力根设计求次设计轴材料选45号钢轴端面设计成圆形直径800毫米前轴形状图24示轴形状图25示


图24 前轴形状图


图25 轴形状图
222 刀具
双轴撕碎机刀具包括刀副刀二者双轴撕碎机部件刀具转速形状材质撕碎机生产力影响刀具动光轴转速方成正转速越刀具动越撕碎率越高转速会加剧双轴撕碎机转子零件磨损光轴转速应控制定范围
刀具材料撕碎效率说影响选择适刀具材料非常重碳素钢制作刀具撕碎理石等材料时星期刀具会产生量磨损高锰钢制造刀具热处理刀具表面硬度明显提高程度延长刀具寿命次设计选择刀具材料ZGMn13高锰钢高锰钢具强抗击力定耐磨性耐腐蚀性该种材料非常适合作刀具化学成分：
碳（） 0913
锰（） 110140
硅（） 0308
磷（） ≤010
硫（） ≤005
机械性：
抗拉强度（kgmm²） ≥56
屈服强度（kgmm²） ≥30
延伸率（） ≥15
伸缩率（） ≥15
布氏硬度 179229 HBS
击值（kgmmm²） 3
刀具包括刀副刀两部分刀刀具轴孔图26示高锰钢特殊性机械加工性较差制造时候般5根直径30mm缝钢铸造果切利话需加工安置机架偏差较加工般需加工[57]

图26 刀具示意图
次设计刀具数量较部分刀具磨损继续
然继续磨损定程度时机器正常运转需采新刀换磨损刀具方式保证机器正常工作外果转子某刀具磨损非常严重转子会失衡严重影响撕碎机工作会导致轴承磨损机器工作中应该密切关注刀具身磨损情况定期检查更换新刀具防止刀具处漏油需刀轴处添加油封装置图
27示


图27 密封圈
23 托板衬板
X1500双轴撕碎机撕碎物料时撕碎时会瞬间极动撕碎物料保护机器正常工作般机架部装锰钢衬板隔板隔板示意图图29示


图29 隔板示意图
击板托板衬板等部件组成次设计中衬板选材料高锰钢铸件普通钢板面托板焊接成托板材料刀具材料相衬板托板安装两根轴架撕碎机架体进料斗角度说般调整丝杠进行调整磨损严重时更换保证产品质量查合金钢成分热处理表
21示
含2钼高锰钢说屈服强度较高韧性较果护板初次损坏含钼2高锰钢说弥散处理会产生较高韧性会延长寿命般常规高25左右现阶段说弥散处理需花费费较高常通网络调研知含钼1含碳08~10高锰钢强度韧性低相弥散处理说正火加工淬火加工成较低提高表面硬度正火加工表面淬火热处理次设计衬板材料选高猛钢左衬板结构图210示
表21 合金钢成分热处理


C
Mn
Si
P
Mo
Cr
热处理
A
11~140
50~70
<08
<04
08~12
——
正火表面淬火
B
090~11
130~150
<10
<005
——
——
正火表面淬火
C
11~125
120~140
——
——
——
——
——
D
11~130
120~140
——
——
——
16~21
——
E
08~100
120~140
——
——
09~11
——
——
F
11~125
120~140
<10
——
18~22
——
——
G
12~135
120~140
<10
——
——
——
——
H
12~140
120~155
<10
——
——
——
弥散硬化


图210 左衬板结构图
24 篦条
双轴撕碎机说需考虑排列方式般说排列方式刀具运动方式正交转子回转半径间定间隙圆弧状正常说符合条件物料通篦条缝物料篦条缝时候物料通篦条会次受刀具击切削次撕碎循环直物料通篦条缝篦条刀具样图211示X1500型双轴撕碎机篦条示意图形状基梯形截面次设计选择材料ZGMn13高锰钢文说高锰钢具较高抗击力耐磨性篦条材料高锰钢谓篦条缝指篦凸出部分形成缝隙


图211 篦条示意图
25 载保护
金属碎片双轴撕碎机说极威胁防止工作程中金属碎片进入撕碎机部损坏机器次设计双轴撕碎机装安全保护装置双轴撕碎机轴装安全铜套果杂质进入双轴撕碎机者双轴撕碎机负载安全铜套会起保护作次设计中联轴器剪切销安全联轴器双轴撕碎机工作载荷时会严重影响工作性导致联轴器销钉剪断起保护作
26 密封防尘装置
密封装置作防止灰尘等杂质进入轴轴承果灰尘进入轴承会严重影响双轴撕碎机正常工作密封装置重作防止润滑油流失密封装置设计会严重影响滚子轴承齿轮滚子寿命进步会影响整机器寿命
双轴撕碎机般应恶劣环境必须选择密封密封装置传统密封装置说般选毛毡式密封装置恶劣环境会影响正常工作次设计选迷宫式密封径间隙
05毫米轴间隙25毫米提高密封效果方式油脂压入迷宫腔迷宫式密封原理图图212示


图212 迷宫式密封原理图






3 X1500型双轴撕碎机结构参数工作参数选择计算
31 结构参数选择计算
311 转子直径参数
(1) 转子说直径般物料尺寸决定数情况转子直径般物料尺寸4~8倍般型撕碎机取4次设计中型撕碎机次取6加工物料度≤120毫米[8]转子直径D6×120720mm取D800mm
(2) 转子长度机器生产力确定转子长度直径值般067~143抗击力强物料说般选取较值次设计双轴撕碎机加工物料建筑材料值取11转子长度LD×11800×11880取L900mm
312 基结构尺寸确定
(1) 料口尺寸：包括长度宽度dm表示料口尺寸双轴撕碎机料口宽度B>3dmB>3dm⇒4×120480mm取B500mm转子长度进料口长度相取进料口长度L1900mm
(2) 出料口尺寸（排料口）：双轴撕碎机排料口般入磨粒度求确定排料口钢板间隙尺寸控制
(3) 料方式进料口仰角：双轴撕碎机求物料定垂直落速度进料口设置机架方进料斗图31示


图31 进料斗结构图
32 工作参数计算
321 转子速度
机器正常运行双轴撕碎机设减速装置双轴撕碎机速度超安装电动机额定转速转子转速刀具圆周速度控制转子转速双轴撕碎机重参数转子转速式进行计算[8]：
n60v314D （31）
式中： v—转子圆周速度
D—转子直径
根碎物料性质计算转子圆周速度v
v001×98r05G056E13ms （32）
式中： g—重力加速度g981cms²
R—物料重kgcm³
G—物料抗压强度kgcm²
E—物料弹性模数kgcm²
式（32）没反映出撕碎素式公式出计算作转子转速参考现阶段双轴撕碎机转子圆周转速范围015~080ms传统撕碎机说粗碎时范围015~040ms细碎时范围040~080ms转子转速越高撕碎越时会加剧刀具磨损需功率机器正常工作程中应控制转子圆周速度高综述知：
n60v314D
60×04314×08
955rmin
减少磨损功耗取
n955rmin
322 生产率
谓生产率时撕碎物料吨数反映双轴撕碎机效率目前双轴撕碎机没合适理计算公式次设计中常规验公式计算X1500型双轴撕碎机生产率通撕碎中等硬度物料计算验公式：
Q(3045)DLE （33）
式中：D—转子直径单位：m
L—转子长度单位：m
E—物料松散重单位：tm³
次设计中D800mm05m
L900mm09m
物料松散重E取162
公式中系数取中间值38
Q38×08×08×16244324吨时
根计算结果确定出X1500型双轴撕碎机生产率44吨时左右
323 电机功率
双轴撕碎机电机功率需考虑许素考虑撕碎次转子速度物料性质
目前双轴撕碎机电动机功率双轴撕碎机生产率样没完整理计算公式般根实验数生产验利验公式计算电动机功率
根生产实践选择电动机功率计算公式[9]：
PKQ （34）
式中：Q—机器生产力吨时
K—功耗千瓦吨功率取决撕碎物品性质
撕碎机器结构特点决定撕碎机撕碎中等硬度物料时般K14~2撕碎粗碎时般取偏值细碎时般取偏值
次设计机器X1500型双轴撕碎机功物料细碎K值应该取偏值（取K17千瓦吨）Q40吨时：
PKQ40×1768kW
取电动机功率75千瓦
参考电动机功率计算结果设计求查表选Y系列（IP23）三相异步电动机（JBT 5271—19915272—1991）型号Y280S6电动机效率92额定电流143A
33 传动方案选择
方便双轴撕碎机转子工作中储存定动帮助减刀具速度损失电动机负荷进步加强撕碎机撕碎型物料力选择轴端配置飞轮选择带轮电动机相连次设计中考虑三种设计方案示：
（1）三角皮带传动作减速传动系统：种传动系统优点传动件制造容易价格便宜维护简单维护费少缺点传动效率较低占空间较
（2）齿轮减速器作减速传动系统：种传动系统优点传动结构紧凑缺点减速器价格较贵维护费消耗金属制作麻烦
（3）利低速电动机作减速传动系统：种传动系统优点整传动系统非常紧凑传动效率高消耗金属少次设计选择电机
异步电动机效提高电机功率数电动机价格便宜体积较维护较较简单图32示


图32 减速机
综述次设计传动方案三种现三种方法进行较次设计X1500型双轴撕碎机根工作条件说占空间储存动需太首先应放弃第种方案现第二种方案第三种方案
第二种方案需设计齿轮减速器设计程较复杂该减速器制造费较低维护便捷重点方案三相方案二优点方案三满足次设计选择方案三






4 X1500型双轴撕碎机零件设计计算
41 轴相关设计计算校核
411 轴设计
传递转矩圆截面轴强度条件：
τTZp[(955×106P)02d3n]≤τ Nmm2 （41）
式中：τ—轴转切实力Nmm2
T—转矩N⋅mm2
Zp—极截面系数d3圆截面轴ZPπd316≈02d3
P—传递功率kW
n—轴转速rmin
[τ]—许扭切应力Nmm2

次设计轴转轴承受转矩承受弯矩轴转轴说公式（41）进行轴直径估算进步轴受弯矩进行补偿需适较轴许扭切应力许应力降低许应力带入述公式设计公式改：
d≥955×10302[τ]×3pnA×3pnmm （42）
公式42中A取值范围98~107次设计轴材料硅锰钢工作程中轴承受弯矩载荷较A取107P75kwn955rmin：
d≥107×375955140mm
轴说应取轴细处进行分析轴细处dmin处dmin处强度条件：
τ955×106P02d3n955×106×7502×503×980292Nmm2
轴材料35SiMn许扭切应力[τ]40~52Nmm2dmin处强度许应力dmin处强度符合求
轴结构方案图41示：

图41 轴结构方案
图41中轴直径处d1011合适选择联轴器型号保证轴联轴器配合计算联轴器转矩TcaKAT取KA23 Tca23×7308671589994Nmm2
次设计联轴器需满足条件公称转矩计算转矩联轴器选择需查手册者标准GBT 584386进行选择查适合次设计联轴器剪切销安全联轴器半联轴器长度132mm孔径d150mm取d12104mm联轴器毂孔长度L1106mm更定位联轴器满足轴定位轴12段设置轴肩23段轴直径80mmd2380mmL12104mm
轴承般会时承受两力作轴力径力撕碎机工作程中轴会承受较击次设计选轴承调心滚子轴承根轴强度求选取23段直径d2380mm轴承型号调心滚子轴承22316d×D×B80×170×58时轴承左端采轴肩定位处取轴肩h5mmd3490mm右端联轴器采套筒进行定位联轴器长度取48mm轴承宽度B33mm轴承套筒压紧时取L2379mm机壳壁厚20mm120mm箱体密度箱体外壁距离35mm制造误差s120mm取L34133mm轴套转子圆盘进行定位处轴肩高度10mmd56130mm保证圆盘效固定取L56896mm
轴称布置取L6740mmd67110mmL78133mmd7890mm轴承定位次设计选择套筒挡圈定位d1011轴轴径处取轮毂长度130mm取L910120mmd91076mm根轴设计求取d101170mmL1011125mm轴轴端齿轮采周定位齿轮轮毂长度500mm需GBT3212005优先数优先数系[10]R20系列进行选择选取L810mm
取b×h20×12mm联轴器轴联接选键b×h×L20×12×110mm
412 轴强度校核
首先轴结构简图作出轴计算简图双轴撕碎机说工作程中会产生定击种击产生撕碎物料时刀具计算强度校核现强度校核进行简化假设载荷均均布载荷作转子假设物料角α30°刀具接触圆周力径力轴力计算公式[1112]：
Ft2T1d1 （43）
FrFttanα （44）
FaFtcosα （45）
式中：
轴圆周力Ft2T1d12×7308675029235N
轴径力FrFttanα29235×tan60o16879N
轴轴力FaFtcosα29235cos30o33758N
设应力余裕系数e15
作刀具力分：
Ft＇eFt15×2923549853N
Fr＇eFr15×1687925319N
Fa＇eFa15×3375850637N
作转子圆周力合力约刀具圆周力半：
Ft合219264N
Ft合简化作转子均布载荷支反力：
水面支反力：RH1RH2109kN
垂直面支反力：RV1RV219kN
述简图求出水面力产生弯矩垂直面力产生弯矩分：
MH453kN⋅mMV078kN⋅m
结果分作出水面弯矩图MH图42（c）垂直面弯矩图MV图42（e）示：
公式（46）计算出弯矩画出总弯矩图作出弯矩图42（f）扭矩图图42（g）示根已知扭矩图弯矩图作出计算弯矩图Mca图42（h）示轴载荷分析图图42示：

图42 轴载荷分析图

MMH2+MV24532+078246kN⋅m （46）
McaM2+(αT)2468kN⋅m （47）
δcaMcaW （48）
轴计算弯矩说危险截面需进行强度校核计算弯矩特直径足截面危险截面转子通常需校核中间截面（计算弯矩截面）强度根文轴载荷分布公式（48）出列条件：
δca468×103π32(130×103)3234MPa<[∂1]75MPa
面述知进行计算完全符合求符合求瞬时载非常者应力循环严重称时必须轴安装载保护装置该装置保护轴正常工作处需考虑静强度校核
413 键强度校核
压溃磨损键联接易发生失效形式处针耐磨性条件挤压强度条件进行校核
挤压强度条件公式：
4Tdhl≤[σp] （49）
耐磨性条件（动联接）公式：
4Tdhl≤[p] （410）
式中：T—转矩Nmm
d—轴颈mm
h—键高度mm
l—键工作长度mmA型键lLb
[σp]—许挤压应力MPa（处6090）
[p]—许压强MPa（处30）
d1处键挤压强度进行计算取d1处键型号B10×25 GBT 10962003挤压强度条件：
σp4Tdhl4×73086750×8×252923MPa≤30MPa
d1处键耐磨性条件进行计算：
σp4Tdhl4×7270450×8×252923MPa≤60MPa
d1处键符合求根述公式d56d1011处键进行挤压强度耐磨性强度校核终d1011处挤压强度256MPad56挤压强度286MPa三应力均满足求三键正常工作
414 轴界转速
高速运转机器机器正常工作程中转动机衡导致中心偏离回旋轴线e时产生离心惯性力Fmω2e般说e值Fω2成正转子工作程中速度高会产生较惯性力机器容易产生振动机器正常工作程中产生振动会机器运行产生影响中振动中影响振振轴振频率等惯性力频率时产生振动轴挠曲增振影响转子旋转时振动会慢慢趋稳定引起振轴挠度会增振动会剧烈时轴应转速界转速F质量成正设计程中轴质量需考虑轴材料35SiMn[1314]
种情况然e值轴说非常危险想确定双轴撕碎机转速需知道振频率轴界转速研究单偏心圆盘铅直轴图43a示偏心距O1Ce圆盘质量m轴质量阻尼产生影响次设计中予考虑转轴圆盘角速度ω运转时转轴产生定弯曲变形图43b示轴心O1质心C相位置图43c示

图43 偏心圆盘运动示意图
设轴心O1处弯曲变形XY轴弹性力公式：
Fxkx （411）
Fyky （412）
公式（411）公式（412）中k相刚性系数许素关轴材料等圆盘中央两端简支等截轴材料力学公式k48EJl3质心运动定理：
mxC″kx （413）
myC″ky （414）
xcx+ecosαtycy+esinαt带入式
m(x″eω2cosωt)kx （415）
m(y″eω2sinωt)ky （416）

x″+ωn2xeω2cosωt （417）
y″+ωn2yeω2sinωt （418）
式中：ωnkm系统横振动时产生固频率
述公式阻尼强迫振动微分方程式相式列出Xy特解：
xeω2ωn2ω2cosωt （419）
yeω2ωn2ω2sinωt （420）
述公式表明轴心O1点运动轨迹圆振幅B强迫振动半径轴挠度
Beω2ωn2ω2 （421）

Bω2ωn2ω2ωωn21ωωn2 （422）
关系曲线图44示


图44 振幅偏心关系图
见：
ω<ωnBω增增ω 0时B0
ω>ωnBω增减少ω→∞0时B→e
ω→ωnB迅速增放生振ωωn时轴转速称界转速ωc
ωcωn公式表示：
ωcωnkm （423）

nc30πωc30πkm30πg∂st94531∂st （424）
式中：∂st轴挠度单位毫米表示
述出轴界转速素关包括圆盘质量横刚度系数k偏心距e关正常情况轴力会影响界转速界转速降低情况轴力压力界转速增高情况轴力拉力次设计中轴受载荷作均布载荷跨中挠度较挠度：
∂st5ql4384EI5×25×103×094384×210×103×π×013464023mm
轴挠度023mm根该数计算轴阶界转速轴阶界转速：
nc94531∂st9453×10239453×2041929rmin
轴工作转速n980rmin<085nc1640rmin轴满足弯曲振动稳定性条件
42 刀具衡计算
X1500型双轴撕碎机转子旋转带动刀具运动撕碎物料机械装置转子获静衡动衡X1500型双轴撕碎机转子必须获转子出现静力衡现象时转子中心线会偏离中心线转子回转中心线惯线中心线相交时转子处动衡现象出现衡现象会缩短机器寿命机械会产生较惯性力力矩转子零件说般需二级精度制造零件需进行动静衡计算
刀具悬挂正确双轴撕碎机难达静力动衡刀具悬挂正确双轴撕碎机转子达静力动衡刀具加工物料时会产生定击轴会产生击力具体结构图45示：

图45 击反作图
1—刀具2—销轴3—转子圆盘4—轴
图45中双轴撕碎机正常工作时加工物料刀具设刀具击点击N0悬挂正确刀具般非击衡刀具根反作力作力原理刀具销轴产生Ny0击反作力通常作圆盘销孔该力方Ny相反该力Ny表示果转子达静衡动衡作转子圆盘销孔击反力Ny传转子轴该力N表示N反作力作转子中心孔Ny＇N＇圆盘形成逆圆盘回转击力偶量会消耗轴承般会转子轴击反力N存击反力作轴承会受连续击击次数击次数相样会显著缩短轴承寿命
避免双轴撕碎机工作时产生击反作力方法安装刀具击衡刀具击衡刀具道具撕碎物料双轴撕碎机轴会产生击反作力设计撕碎机刀具改进撕碎机刀具时需刀具形状进行击衡计算
减少击反作力设计刀具进行衡计算现阶段说常见击衡计算刀具衡计算示意图图
46示：

图46刀具衡计算示意图
计算前需先假设次撕碎物料时刀具加工物料时刀具刀刃刀刃撕碎物料想求击中心公式必须找合适悬挂销轴孔击中心公式：
lJF0F0C （425）
式中：C—刀具悬挂中心（销轴孔）0重心S距离cm
L—刀具悬挂中心0击中心距离cm
a—刀具长度cm
F0—孔刀具面积cm²
b—刀具宽度cm
JF0—F0面积悬挂中心0极惯性距cm4
刀具悬挂中心0击中心距离计算公式：
Laxc （426）
孔刀具面积计算公式：
F0abπd24 （427）
根面距定理图b中左边基准时：
ab×(a2)[ab(πd24)](x+c)+(πd2x4)
化简：
xa2+c(πd24abl) （428）
公式428：
c[x(a2)×4ab]πd24ab （429）
设JF0—存孔刀具悬挂中心0面积极惯性矩cm4
J＇F0—没孔刀具悬挂中心0面积极惯性矩cm4
F—孔刀具面积cm2
JFs＇—重心S没孔刀具面积极惯性矩cm4
Jd—销轴孔悬挂中心0极惯性矩cm4
JFX—面积F水称轴X—X没孔刀具极惯性矩cm4
e—没孔刀具重心S＇悬挂中心0距离cm
列出列方程：
JFS＇JFZ+JFX （430）
JF0＇JFS＇+FE2 （431）
JF0+JDJFS＇+FE2 （432）
进步推导：
JF0JFS＇c+Fe2(JFZ+JFX)Jd+Fe2
(Fa212+Fb212)Fdr22+F(a2x)2
a2b3+ab312πd432a2bx+abx （433）
整理述公式：
xa3b2ab+πd416a2b(2503)(12026×250)+(314×40416×2502×120)534mmX取55mm C489≈5cm50mm
述公式求出刀具悬挂中心位置机器正常工作程中常会出现刀具销轴受击反力作计算时候必须假设刀具直刀刃撕碎物料实际料料径变化刀具非刀刃撕碎物料刀具击撕碎物料会加速刀具损坏外制造程中安装程中常会出现误差销轴孔产生磨损刀刃发生磨损时击衡条件（JJF0F0C）会产生影响针素设刀具悬挂中心左边距离XX取值50毫米
43 篦条计算设计
篦条双轴撕碎机中重零件刀具样撕碎物料时会产生磨损刀具外易受磨损零件双轴撕碎机撕碎物料时篦条工作程中会受金属块击外会受较硬物料击次击会导致篦条弯曲折断常见篦条形状三角形矩形梯形三种次设计选择篦条形状梯形篦条工作场会受定击磨损选择材料ZGMn12高锰钢[16]
篦条设计：进行篦条设计时必须考虑篦条倾斜角度设次设计倾斜角度α篦条孔方形设边长L设颗粒半径d2筛丝半径d2篦条颗粒方倾角β角投落筛面设计程中需考虑重力颗粒带影响假设颗粒做直线运动通述写出矿物颗粒条该力αβ：
P(A)(Ld+4α)[(L+α)cos(α+β)ad+4a](L+a)2cos(α+β)
(1dL+4qL)[(1+qL)cos(α+β)(L4)qLdL](1+qL)2cos(α+β) （434）
α0时考虑颗粒落筛条弹起落筛孔性改写
P(A)(Ld)[(L+a)cosβad](L+a)2cosβ
[(L+a)cosβ(a+b)(a+d)(L+a)cosβ](LdL+d) （435）
公式（438）（439）轻易出垂直筛面运动时颗粒倾斜筛面运动时透筛概率更远
述式子出理透筛概率P(A)0筛面界倾斜角αoe
(L+a)cos(α+β)d(L4)α0
αoearccos[d+(L4)aL+a]
β0时物料垂直方落倾斜筛面αoearccos[d+(L4)aL+a]
述公式画出图47示筛面界角相粒度关系曲线图通该曲线明显反映出粒度关系图47中非常明显出具倾斜筛面筛分机中筛面中筛孔尺寸较筛


图47 筛面界角相粒度关系曲线图
面筛选颗粒度颗粒什概率筛选择筛孔筛面原[17]
44 轴承计算选择
根滚动轴承疲劳寿命选择轴承尺寸滚动轴承寿命计算公式：
Lh(10660n)(Cp)ε （436）
式中：C—基额定载荷
p—轴承量动载荷
n—轴承转速
ε—轴承寿命指数
球轴承ε3滚子轴承ε103 [18]
次计算轴径23段调心滚子轴承：
根轴结构出：

轴带轮知：d758mmαn20oβ0o
：Ft2Td730867×28018272N
FrFttanαncosβ18272×tan200cosβ6651N
FaFttanβ0
FaFt0查机械设计手册出调心滚子轴承eo值022出式：
FaFt初步计算量动载荷P公式：
Pfp(XFr+YFa) （437）
查机械设计fp10~12取fp12X1Y0
P12×210817925298148N
求轴承应基额定动载荷公式：
CPε60nLh＇106 （438）
式中：P—量动载荷
ε—轴承寿命指数取103
Lh＇—预期寿命取Lh＇5000h
n—轴转速
轴承基额定动载荷：
C25298148×10360×890×500010613522037N
轴承寿命：
Lh10660×89013522037252981481032756286h>5000h
设计符合求


















结

通分析次设计X1500型双轴撕碎机效撕碎种废弃物料加快废弃物料二次利次设计双轴撕碎机传统撕碎机相撕碎效率更高加工质量更许足未完成电控部分程序设计需进步补充
文介绍X1500型双轴撕碎机原理结构根双轴撕碎机工作求设计机器文介绍课题研究意义目完成X1500型双轴撕碎机整体设计结构参数功参数进行选择计算机器正常工作零部件进行计算校核
次设计机器基符合实际生产求结构相简单造价高撕碎效率非常高外该撕碎机适范围非常广仅机械行业建筑行业综述次设计X1500型双轴撕碎机完全符合设计求
















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致 谢

次毕业设计中学许知识月间提高初什懂慢慢理解设计容完全理解X1500型双轴撕碎机程然困难结果非常通双轴撕碎机研究提高学力独立思考力里感谢指导老师正帮助计划务够继续进行非常感谢老师帮助
导师渊博专业知识严谨治学态度精益求精工作作风产生深远影响仅树立远学术目标掌握基研究方法明白许接物处事道理文选题完成步导师指导完成倾住导师量心血谨导师表示崇高敬意真心感谢
里感谢父母生活中关心爱护读完学感谢四年学成长许希事事利学业成
谢谢位老师学帮助


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