機械沖擊式粉碎設備是我國近幾年發展較快的超細粉碎設備之一。由于其具有工藝簡單、投資少、能耗低、粉碎比大等特點，近年來，這類設備在非金屬礦物加工行業銷售量呈強勁增長勢頭。目前對于機械沖擊式起細粉碎機的設汁，國內仍缺乏成熟的設計理論及足夠的設計依據。本文通過主軸受力分析，利用SolidWorks的COSMOS模塊對主軸進行了有限元分析，為主軸的強度校核和設計優化提供了有效的途徑。
   
    1 機械沖擊式超細粉碎機的工作原理
   
    機械沖擊式粉碎機按轉子的布置方式可分為立式和臥式兩大類。臥式粉碎機的轉子輔水平放置，轉子圍繞水平軸高速回轉實現物料粉碎，其結構如圖1 所示。物料由料斗經螺旋給料機給人，首先被送入第一粉碎室(轉子1 與轉子2組成的腔體)。具有5-8 只葉片的粉碎葉輪(轉子1 和轉子3)其葉片有30。左右扭轉角，旋轉時有助于形成風壓。而分級葉輪(轉子2和轉子的的5只葉片為徑向布置，旋轉時形成氣流阻力，兩者旋轉時便在室內形成氣流循環，隨氣流旋轉的顆粒之間由此產生相互沖擊、碰撞、摩擦、剪切。同時由于離心力作用，顆粒與內壁之間反復沖擊、摩擦、剪切成細顆粒，經過第一粉碎室中的分級葉輪后，細顆粒隨氣流進入第二粉碎室(轉子3與轉子4組成的腔體) .其粉碎過程與第一粉碎室的基本相同。只是第二粉碎室的粉碎葉輪和分級葉輪較大，在該室造成的風壓更大，顆控之間相互沖擊更加激烈.粉碎能力更強，產品細度可達數微米。
    

     2 超細粉碎機的主軸結構設計
   
    CM系列超細粉碎機主軸上排列了4個轉子和風扇，其結構決定了主軸長度較長。粉碎機長時間工作時，在顆粒沖擊和摩擦等作用下不可避免地會產生大量的熱量.為了補償主軸熱變形、降低內應力，將主軸支撐方式設計為一瑞游動，一端固定。由于送料端在左側，為滿足結構緊湊要求，所以將主軸動力端放置在右側;同時為了保證動力輸入端的傳動精度，將右端設計為固定捕。為了方便軸上零部件裝配，將主軸設計為階梯形狀。軸上磨削加工部分應有砂輪超程槽，螺紋部分應有退刀槽等。主軸結構如圖2所示。
   
    3 粉碎機的主軸系統受力分析
   
    粉碎機的主軸上排列有轉子1 ， 2 、3 、4和風扇(見圖1)實際物料的沖擊過程非常復雜，故采用轉矩分配法先進行受力簡化。組件1 :轉子1 和轉子2簡化的整體;組件2: 轉子3 和轉子4簡化的整體;組件3: 風扇部分。另外，在轉矩分配時不考慮系統的摩擦、不考慮、阻尼等因素的影響。由主軸鍵聯接的長度與載荷性質計算零部件的轉矩分配系數。

        3.1 考點就荷性質的轉短分配
   
    粉碎機工作時，組件1 受顆控較大的沖擊，組件2受顆位較小的沖擊，組件3則可近似看作靜載荷。各組件與主軸鍵聯接的許用擠壓應力設為[σp]1、[σp]2、[σp]3，(單位MPa) 。考慮載荷性質時的各組件轉矩分配系數為: