立軸式?jīng)_擊破碎機是一種新型破碎設(shè)備，可以在細(xì)碎與粗磨之問較寬的范圍使用，它具有高效、節(jié)能、降耗等優(yōu)點。目前國內(nèi)采石場用于細(xì)碎的破碎設(shè)備多為反擊式破碎機，但反擊式破碎機生產(chǎn)成本較高，處理量不足，不適于破碎塑性，粘性物料，而且出料易出現(xiàn)針片狀，故常常小能達(dá)到采石場所需的生產(chǎn)量及對石材粒度的要求。廣州有色金屬研究院根據(jù)以現(xiàn)場實況研制的PLC1000型立軸式破碎機在技術(shù)性能上均達(dá)到技術(shù)要求，完全滿足生產(chǎn)上的需要，生產(chǎn)粒度均勻，處理量大，牛-產(chǎn)效率高。本文主要從PLC1000立軸式?jīng)_擊破碎機的傳動軸裝置方面進(jìn)行舉例說明其特點和優(yōu)勢。
2、結(jié)構(gòu)與特點
PLC1000型傳動軸裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要特點如下：
(1)傳動軸與飛輪連接結(jié)構(gòu)在高速旋轉(zhuǎn)工作中的合理性：
如圖2所示，連接結(jié)構(gòu)經(jīng)過了a、b、c三個階段的改進(jìn)。
在a階段選擇錐形軸伸的過盈聯(lián)接，通過平鍵與錐度來保證兩者緊密配合、同步旋轉(zhuǎn)。但在實際加工與安裝時，卻容易碰到加工精度與安裝條件的限制。錐形軸伸要求與軸孔配合表而接觸均勻，著色研合檢驗接觸率不低于70%，所以，安裝要求熱脹安裝或油壓安裝，這兩種條件在石場一般難以提供。而且，鍵槽容易在軸與飛輪安裝面貼合不足時，產(chǎn)生應(yīng)力集中，率先疲勞撕裂。
于是，進(jìn)行了b階段的改進(jìn)一采用脹套及圓柱形軸伸聯(lián)接。脹套裝拆或調(diào)整軸與飛輪的相對位置方便，解決了加工精度與安裝條件的問題；承載能力高，可以避免a階段中鍵槽產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題；還能起到密封的作用；同時，由于脹套的工作特性一在過載的情況下將自動打滑松開軸與飛輪的聯(lián)接，提供過載保護(hù)。但b階段由于軸肩支撐面較小，影響了飛輪旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
最終確立了c階段的連接設(shè)計：加粗軸徑，以提高軸的剛度；利用軸套加大軸肩支撐面，提高飛輪旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
破碎機在石場的連續(xù)使用，最終證實了c設(shè)計的合理、安全、有效性。
(2)本機工作時沖擊振動較大，旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)1480rad/min，設(shè)計軸承配置時必須合理。傳動軸的主軸承選擇圓柱孔調(diào)心滾子軸承一推力調(diào)心滾子軸承配置。推力調(diào)心滾子軸承可承受軸向重載荷并且適用于相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，也可以承受徑向載荷，以保證傳動軸裝置可承受設(shè)備工作時所產(chǎn)生的沖擊和振動。圓柱孔調(diào)心滾子軸承具有高承載能力，且軸向可以相對移動，以解決因溫度變化而產(chǎn)生的軸向伸縮問題和安裝軸承的間隔誤差。
(3)防塵設(shè)計，由于傳動軸裝置工況惡劣，在多塵的條件下工作。首先軸端設(shè)計了防塵罩，傳動軸上下都設(shè)置了FB型內(nèi)包骨架密封圈，采用了三個油封的組合，如圖3所示，這種排列可以防止兩方面的滲漏，既可以防止灰塵、雨水進(jìn)入傳動軸裝置內(nèi)，影響轉(zhuǎn)動，同時防止軸承座內(nèi)的潤滑油滲漏。
內(nèi)包骨架密封圈材料選取耐油、耐熱性能極佳的氟橡膠，它的使用溫度在-20度至250度，可承受主軸高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高溫環(huán)境。
(4)對于傳動軸工作中高速旋轉(zhuǎn)發(fā)熱的特點，設(shè)計了“雨淋式”冷卻潤滑系統(tǒng)。
(5)襯板角度的合理設(shè)計。由于擊碎的石塊從上落下，一部分將打在保護(hù)軸承座的襯板上，經(jīng)反彈又打向上部飛輪底座，所以襯板與軸線方向夾角越小，反彈的石塊越不容易擊中飛輪底座，磨損飛輪。
3、材料的選擇
由于傳動軸裝置的工況非常惡劣，受到重載荷與沖擊振動，必須帶動飛輪與導(dǎo)料盤和物料同時高速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)打擊破碎，所以選材時特別注意材料的沖擊韌性，抗疲勞強度。本設(shè)計中傳動軸選用35CrMo。表1中將35CrMo與傳動軸的常用材料40Cr進(jìn)行比對。從中可以看出35CrMo與40Cr在化學(xué)成分上的主要區(qū)別在于Mo元素的加入，以及C含量的微小差別。根據(jù)合金元素在鋼中的影響和作用顯示，加入Mo可以大大提高合金材料的淬透性與高溫強度，而大大降低回火脆性，當(dāng)Mo含量<0.6%，能提高材料的塑性。C元素含量小，則可以細(xì)化晶粒，降低硬度。
理論證明在選取破碎機傳動軸材料時，根據(jù)重載荷、沖擊振動的工況，選取35CrMo，將得到更高的強度、較高的沖擊韌度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度和較高的疲勞強度。而實際應(yīng)用中也反映了主軸選材的合理性。
4、傳動軸的受力分析
根據(jù)動平衡原理：具有一定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動件，當(dāng)產(chǎn)生不對稱失衡的原因時，將導(dǎo)致通過轉(zhuǎn)動件重心的主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不相重合，旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡離心力。重型或高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，即使是很小的磨損不均勻引起的偏心旋轉(zhuǎn)，也會導(dǎo)致非常大的離心力，成為軸或軸承磨損、機器或基礎(chǔ)振動的主要原因之一。
在實際生產(chǎn)中，也發(fā)生過由于人為疏忽，導(dǎo)料板磨損不均勻而得不到及時更換，引起旋轉(zhuǎn)不平衡的現(xiàn)象。
故此，要對主軸進(jìn)行彎曲應(yīng)力安全校核。
根據(jù)現(xiàn)場提供數(shù)據(jù)：導(dǎo)料板每5-6小時更換一次，對應(yīng)兩塊導(dǎo)料板重量最大差額為m=17.5kg。
導(dǎo)料板單重G=35kg，慣性半徑r::0.347mm，導(dǎo)料板中心距主軸危險截面l=0.496m。導(dǎo)料板數(shù)量與分布如圖4所
5、使用效果
PLC1000型立軸式?jīng)_擊破碎機在江西小江石場安裝使用后，連續(xù)運轉(zhuǎn)三個多月，使用效果良好，特別適用于打擊當(dāng)?shù)鼐哂熊洝⒄程攸c的石料。充分體現(xiàn)了立軸式?jīng)_擊破碎機高效、節(jié)能、降耗等優(yōu)點，也證實了立軸式?jīng)_擊破碎機適用于處理中硬以上的磨蝕性物料，對物料的粘濕性不敏感，性能優(yōu)于其他類型破碎機。PLCIOOO型立軸式?jīng)_擊破碎機傳動軸裝置設(shè)計合理、傳動高效，它所提供的旋轉(zhuǎn)高速很好地克服了石料軟、粘阻力的問題，打出的產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻、顆粒形狀接近圓形，非常符合建設(shè)高速公路所需的要求。
6、結(jié)論
PLC1000型立軸式?jīng)_擊破碎機傳動軸裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，主軸選材合理。
通過主軸的受力分析可知，可以合理減少導(dǎo)料板中心距主軸危險截面的距離Z，以減小飛輪上易損件磨損不均勻可能導(dǎo)致的不平衡離心力對傳動軸產(chǎn)生的彎矩作用。同時，應(yīng)該制定有效的工作程序，嚴(yán)格按時檢查和更換易損件，以保護(hù)傳動軸裝置。
