畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 PE400×600 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名 系 （部）專 業(yè) 指導(dǎo)教師 IPE400×600 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要國(guó)內(nèi)使用的顎式破碎機(jī)類型很多,但常見的還是傳統(tǒng)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的出現(xiàn)已有 140 多年的歷史,經(jīng)過人們長(zhǎng)期的實(shí)踐和不斷完善與改進(jìn),其結(jié)構(gòu)型式和機(jī)構(gòu)參數(shù)日臻合理, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、維修方便，故在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各工業(yè)部門對(duì)破碎石的需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，研究復(fù)擺顎式破碎機(jī)具有很重要的意義。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是為滿足生產(chǎn)需求：進(jìn)料口尺寸：400×600 (mm)；出料口尺寸：40～160 (mm)；進(jìn)料塊最大尺寸：340(mm)；產(chǎn)量：17～115 噸/ 時(shí)而研究的。主要研究復(fù)擺顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析、V 帶的選擇，各種工作參數(shù)的選擇，工作機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。重點(diǎn)研究傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的優(yōu)化。關(guān)鍵詞：復(fù)擺顎式破碎機(jī)，傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分析IIDesign of PE400×600 Jaw-fashioned CrusherABSTRACTThe domestic use jaw type breaker type are very many, But common traditional duplicate pendulum Jaw-fashioned Crusher. The duplicate pendulum jaw type breaker appearance had more than 140 years history, And consummates and the improvement unceasingly after the people long-term practice, Its structure pattern and the organization parameter are day by day reasonable, The structure simple, the manufacture is easy, the work reliably, the service convenient, therefore in profession use and so on the metallurgy, mine, building materials, chemical industry, coal is extremely widespread. Along with the modernized development, various industry sector further grows to the broken crushed stone demand, studies the duplicate pendulum Jaw-fashioned Crusher to have the very vital significance. This graduation project mainly is for meets the production need: Feed head size: 400×600 (mm); Discharge hole size: 40～160 (mm); Feeding block greatest size: 340(mm); Output: 17～115 t/h. Mainly studies the duplicate pendulum Jaw-fashioned Crusher the movement analysis, V belt choice, the analysis which the Jaw-fashioned Crusher, the toothed rack wears, each kind of operational parameter choice, operating mechanism optimization. Detailed studies transmission design and system optimization.KEY WORDS: Jaw-fashioned Crusher，Transmission, Kinematic AnalysisIII目 錄前 言 .1第 1 章 選題背景 .31.1 研究的目的和意義 .31.2 特點(diǎn)和現(xiàn)狀與發(fā)展 .41.2.1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的特點(diǎn) .41.2.2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 .51.3 國(guó)內(nèi)外復(fù)擺顎式破碎機(jī)的進(jìn)展 .9第 2 章 工作原理及構(gòu)造 .112.1 工作原理 .112.2 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 13第 3 章 主要零部件的分析 .143.1 動(dòng)顎 .143.1.1 動(dòng)顎的結(jié)構(gòu) .143.1.2 動(dòng)顎的工作過程 .143.2 齒板 .153.3 肘板 163.4 調(diào)整裝置 173.5 保險(xiǎn)裝置 173.6 機(jī)架結(jié)構(gòu) 183.7 傳動(dòng)件 193.8 飛輪 193.9 潤(rùn)滑裝置 20第 4 章 主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .214.1 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 .214.1.1 鉗角 α 214.1.2 動(dòng)顎水平行程 SY.214.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .214.2.1 破碎腔高度 H 22IV4.2.2 偏心距 e224.2.3 動(dòng)顎懸掛高度 h .224.2.4 偏心距 e 對(duì)連桿長(zhǎng)度 l 的比值 λ 224.2.5 肘板長(zhǎng)度 K 234.2.6 傳動(dòng)角 β .234.2.7 破碎腔形狀的確定 234.3 顎式破碎機(jī)工作參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .244.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速 n 的設(shè)計(jì)計(jì)算 .244.3.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 .244.3.3 破碎力的計(jì)算 .254.4 各個(gè)部件的受力分析 .26第 5 章 重要零件的設(shè)計(jì)和校核 .285.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .285.2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 285.2.1 確定計(jì)算功率 Pc 285.2.2 確定 V 帶的帶型 .285.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，并驗(yàn)證帶速 .28dv5.2.4 確定 V 帶的中心距 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 29adL5.2.5 驗(yàn)算小帶輪包角 .2915.2.6 確定 V 帶根數(shù) z.295.2.7 計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 .305.2.8 計(jì)算壓軸力 305.3 飛輪的設(shè)計(jì) .305.4 推力板的設(shè)計(jì) .315.5 偏心軸的設(shè)計(jì) .325.5.1 偏心軸的材料選擇和最小直徑估算 .325.5.2 偏心軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .335.5.3 偏心軸強(qiáng)度校核 .335.6 軸承的選擇 .34第 6 章 顎式破碎機(jī)的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn) .35V6.1 破碎機(jī)的安裝 356.2 機(jī)架的安裝 356.3 肘板的安裝 356.4 動(dòng)顎的安裝 366.5 齒板的安裝 366.6 破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 36結(jié) 論 .37謝 辭 .38參考文獻(xiàn) .39附 錄 .41外文資料翻譯 .421前 言在基本建設(shè)工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。在沒有合格的天然砂子和一臺(tái)顎式破碎機(jī)問世以來(lái)，至今已有 150 余年的歷史。在此過程中，其結(jié)構(gòu)得到不斷的完善，而顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，石料可供破碎機(jī)械來(lái)進(jìn)行加工，來(lái)滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用。而工程上應(yīng)用最廣泛的是復(fù)擺顎式破碎機(jī)，國(guó)產(chǎn)的顎式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是復(fù)擺顎式破碎機(jī)。破碎機(jī)是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進(jìn)行破碎加工的機(jī)械。顎式破碎機(jī)是有美國(guó)人 E．W ． Blake 發(fā)明的。自第一臺(tái)破碎機(jī)的出現(xiàn)，生產(chǎn)效率快，又滿足安全條件，又能適應(yīng)生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所有在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。80 年代以來(lái)，我國(guó)對(duì)復(fù)擺顎式的研究和產(chǎn)品開發(fā)取得了較大的發(fā)展。在充分吸收國(guó)外產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情研制開發(fā)了許多新型、高效的設(shè)備。上海建設(shè)。路橋機(jī)械設(shè)備有限公司率先對(duì)復(fù)擺顎式破碎機(jī)進(jìn)行了重大的改進(jìn)，即通過降低動(dòng)顎的懸掛高度，改善動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)軌跡，減小破碎腔的嚙角，增大破碎比，增大了動(dòng)顎的水平行程，提高生產(chǎn)能力等，大大改善了機(jī)器性能，完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要是由兩塊顎板（活動(dòng)顎板和固定顎板）組成?；顒?dòng)顎板對(duì)固定顎板周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，時(shí)而靠近，時(shí)而分開，由此使裝在二顎板間的石塊受到擠壓、劈裂和彎曲作用而破碎。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對(duì)軸承） ，生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高 20%-30%） 。復(fù)擺顎式破碎機(jī)適合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、細(xì)碎設(shè)備，起破碎比較大，可達(dá)江 10。隨著機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步，近年來(lái)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)正朝著大型化發(fā)展。所以，一個(gè)合理的傳動(dòng)裝置可以使復(fù)擺顎式破碎機(jī)運(yùn)行的更加順利，合理有效。動(dòng)顎的優(yōu)化可使磨損大大的降低，沖擊、噪聲、振動(dòng)都相應(yīng)的減少，也減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)的質(zhì)量，降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期。但是，復(fù)擺顎式破碎機(jī)也有它的缺點(diǎn)，具體如下：2JB／z0 1032 - 87《顆板鑄造技術(shù)條件》規(guī)定齒板壽命只有 60h，按 l0h 工作制，每付齒板只能用 6d，不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來(lái)很大的不便，而且增加了破碎物料的成本。破碎機(jī)出口揚(yáng)塵非常嚴(yán)重，從破碎機(jī)出來(lái)的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶，部分物料飛濺或滾淌到地面上，地面堆積厚厚一層物料，部分粉狀物料飛揚(yáng)在空中，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的不便。較多的粉塵而直接影響安全生產(chǎn)和員工的健康，因此要采用相應(yīng)的防塵設(shè)施是破碎機(jī)一個(gè)重大而不可忽略的問題?，F(xiàn)代的設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，面對(duì)服務(wù)對(duì)象，面向市場(chǎng)、面對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、面對(duì)礦產(chǎn)資源利用的大趨勢(shì)，面對(duì)環(huán)保、搞全性能、全生命的設(shè)計(jì)。所以做好復(fù)擺顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù)，提高生產(chǎn)效率。3第 1 章 選題背景1.1 研究的目的和意義隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的綜合利用技術(shù)與其產(chǎn)業(yè)迅猛前進(jìn)，到 1999 年我國(guó)已建成 10 879 座國(guó)有大中型礦山和 227 854 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國(guó)礦石采掘總量超過 50 億噸，礦業(yè)總產(chǎn)值為 4 000 億元。物料的破碎是許多行業(yè)（如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷筑路等）產(chǎn)品坐產(chǎn)中不可缺少的工藝過程。由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大，為適應(yīng)各種物料的要求，破碎機(jī)的品種也是五花八門的。就金屬礦選礦而言，破碎是選礦廠的首道工序，為了分離有用礦物，不但分為粗碎、中碎、細(xì)碎，而且還要磨礦。因?yàn)槠扑槭沁x礦廠的耗能大戶(約占全廠耗電的 50%)，為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率，所以提出了“多碎少磨”的技術(shù)原則。這使破碎機(jī)向細(xì)碎、粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展。另外隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，破碎機(jī)也向自動(dòng)化方向邁進(jìn)（如國(guó)外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化、連續(xù)檢測(cè)，并自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等） 。隨著開采規(guī)模的擴(kuò)大，破碎機(jī)也在向大型化發(fā)展，如粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá) 6000th。至于新原理和新方式的破碎（如電、熱破碎）尚在研究試驗(yàn)中，暫時(shí)還不能用于生產(chǎn)。對(duì)粗碎而言，目前還沒有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和旋回式破碎機(jī)，主要是利用現(xiàn)代技術(shù)，予以改進(jìn)、完善和提高耐磨性，達(dá)到節(jié)能、高效、長(zhǎng)壽的目的。細(xì)碎方面新機(jī)型更多些?？偟膩?lái)看，值得提出的有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和輥壓機(jī)。而應(yīng)用最廣泛的就是顎式破碎機(jī)。傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造容易、維修方便、價(jià)格低廉、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是非連續(xù)性破碎、效率較低，破碎比較小，給礦不均勻引起顎板磨損不均勻等。針對(duì)其缺點(diǎn)，各國(guó)都在以下幾方面加以改進(jìn)：優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)軌跡改進(jìn)破碎腔型，以增大破碎比，提高破碎效率，減少磨損，降低能耗，現(xiàn)已普遍應(yīng)用高深破碎腔和較小嚙角；改進(jìn)了動(dòng)顎懸掛方式和襯板的支承方式，改善了破碎機(jī)性能；顎板采用了新的耐磨4材料，降低了磨損消耗；提高了自動(dòng)化水平（可自動(dòng)調(diào)節(jié)、過載保護(hù)、自動(dòng)潤(rùn)滑等） 。同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的機(jī)型，如雙腔雙動(dòng)顎式破碎機(jī)，其破碎比可達(dá)20~50，排料口調(diào)節(jié)方便，產(chǎn)量大；復(fù)擺顎式破碎機(jī)，兼有顎式破碎機(jī)與圓錐破碎機(jī)的性能其產(chǎn)量較同規(guī)格的破碎機(jī)高 50%。還有篩分顎式破碎機(jī)，把篩分和破碎結(jié)合為一體，不僅可簡(jiǎn)化工藝流程，且能及時(shí)將已達(dá)粒度要求的物料從破碎腔中排出，減輕了破碎杌的堵塞和過粉碎，提高了生產(chǎn)能力，降低了能耗。近年來(lái)，隨著露天開采比重的增加和大型挖掘機(jī)、大型自卸汽車的采用，露天礦運(yùn)往破碎車間的礦石粒度達(dá) 1.5~2m。同時(shí)被采礦石的品味日益降低，要保持原有生產(chǎn)量就必須大大增加開采量和破碎量，因而就使破碎機(jī)朝著大型、高生產(chǎn)率的方向發(fā)展。目前，國(guó)外生產(chǎn)的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的最大規(guī)格是 2100mm×3000mm，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的最大規(guī)格是 1500mm×2000mm。而我在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要是為了滿足進(jìn)料口尺寸：400×600 (mm)：出料口尺寸：40～160 (mm)；進(jìn)料塊最大尺寸：340(mm)；產(chǎn)量：17～115 噸/ 時(shí)的要求來(lái)滿足生產(chǎn)的需要。1.2 特點(diǎn)和現(xiàn)狀與發(fā)展1.2.1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)屬于四桿機(jī)構(gòu)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，曲柄為主動(dòng)件。顎式破碎機(jī)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應(yīng)用。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎，是直接懸掛在偏心軸上的餓，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，沒有單獨(dú)的連桿。由于動(dòng)顎是由偏心軸的偏心直接帶動(dòng)，所以活動(dòng)顎板可同時(shí)做垂直和水平的復(fù)雜擺動(dòng)，顎板上各點(diǎn)的擺動(dòng)軌跡是由頂部的接近圓形連續(xù)變化到下部的橢圓形，越到下部的橢圓形越扁，動(dòng)顎的水平行程則由下往上越來(lái)越大的變化著，因此對(duì)石塊不但能起壓碎、劈碎，還能起輾碎作用。由于偏心軸的轉(zhuǎn)向是逆時(shí)針方向，動(dòng)顎上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都有利于促進(jìn)排料，因此破碎效果好，破碎率較高、產(chǎn)品粒度均勻且多呈立方體。復(fù)擺顎式破碎機(jī)和簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)相比較，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對(duì)軸承） ，生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高 20%-3 0%）等優(yōu)點(diǎn)。但復(fù)擺顎式破碎5機(jī)的顎板垂直行程大，石料對(duì)顎板的磨削作用嚴(yán)重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時(shí)易產(chǎn)生較多的粉塵。 顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，破碎比較大（f 一般為 6～8） ，外形尺寸較小，零件檢查和更換比較容易，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，不用較高技術(shù)水平的工人就可能夠操作，應(yīng)用范圍廣，與其他類型破碎機(jī)比較，不容易堵塞。因此工程中普遍采用它來(lái)破碎各種硬度 92500 公斤／厘米 2 以下）的石料，常作粗碎和中碎設(shè)備。一般用于破碎極限抗壓強(qiáng)度不才超過 2000 公斤／厘米 2 的石料時(shí)效果較好。其缺點(diǎn)是不宜破碎片狀石料，工作間歇、有空轉(zhuǎn)沖程，需要很大的擺動(dòng)體，增加非生產(chǎn)能量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時(shí)，容易堵塞出料口。由于工作時(shí)產(chǎn)生很大的慣性力，機(jī)體擺動(dòng)大，工作不平穩(wěn)，沖擊，振動(dòng)及噪音較大。因此須安裝在比機(jī)器自重大五倍以上的混凝土基礎(chǔ)上，并須采取隔振措施。大型破碎機(jī)還應(yīng)安裝在埋設(shè)于基礎(chǔ)上的剛梁上。顎式破碎機(jī)的最大裝料塊度應(yīng)比裝料口寬度小 15～20%，即給料的最大石塊不應(yīng)超過裝料口的 0.85 倍。當(dāng)用顎式破碎機(jī)破碎堅(jiān)硬而光滑的大礫石時(shí)，礫石容易從裝料口反跳出來(lái)，故破碎天然礫石的生產(chǎn)率不及破碎來(lái)才塊石的生產(chǎn)率高。 使用顎式破碎機(jī)時(shí)，必須注意由于機(jī)器是在工作條件惡劣情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的，除了必須嚴(yán)守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被磨損的零部件，這是提高機(jī)器作業(yè)的重要措施。1.2.2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展顎式破碎機(jī)是由美國(guó)人布雷克發(fā)明的。自第一臺(tái)顎式破碎機(jī)問世以來(lái)，至今已有 150 余年的歷史。在此過程中，其結(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。為了改善顎式破碎機(jī)性能和提高工作效率，國(guó)內(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機(jī)。早年，德國(guó)和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動(dòng)的顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是提高動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)借以增加產(chǎn)量，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護(hù)以及能負(fù)荷啟動(dòng)。原西德制造過沖擊式顎式破碎機(jī)，而原蘇聯(lián)也制造了振動(dòng)顎式破碎機(jī)（也叫慣性顎式破碎機(jī)） 。它們都靠動(dòng)顎振動(dòng)沖擊破碎物料，借以提高破碎機(jī)性能。前者國(guó)內(nèi)曾經(jīng)試制過，由于某些原因沒能繼續(xù)研制。原東德曾制造過一種簡(jiǎn)擺雙腔顎式破碎機(jī)，美國(guó)生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機(jī)。6國(guó)內(nèi)北京某設(shè)計(jì)院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機(jī)工作效率。安徽某設(shè)計(jì)院曾發(fā)明一種雙腔雙動(dòng)顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)。它除了提高工作效率，同時(shí)又能降低破碎機(jī)負(fù)荷，使機(jī)重減輕很多。原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)就是將原來(lái)兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對(duì)置后而成。為了兩動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一對(duì)開式齒輪。由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動(dòng)顎破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機(jī)。這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn)，其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使破碎機(jī)強(qiáng)制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機(jī)產(chǎn)量同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少襯板磨損延長(zhǎng)使用壽命。近來(lái)又研制了單動(dòng)顎倒懸掛顎式破碎機(jī)。早年，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)相繼生產(chǎn)了 Kun-kan 簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是，動(dòng)顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動(dòng)顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠曾引進(jìn)了這種破碎機(jī)，并在此基礎(chǔ)上研制了 34 顎式破碎機(jī)。國(guó)外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性，提高破碎機(jī)性能。在國(guó)內(nèi)該機(jī)有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機(jī)。筆者認(rèn)為叫大傳動(dòng)角（包括傾斜式）破碎機(jī)更合適。美國(guó)鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī)。其傳動(dòng)角大約 70 度以上。它的最大特點(diǎn)是低矮，最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī)，其中最大為 900x 1200 顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國(guó) WB8/26 顎式破碎機(jī)。該機(jī)置于皮帶機(jī)上方，借助曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊。實(shí)踐證明使用效果較好。以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果并對(duì)國(guó)內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場(chǎng)使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)。就近兩年國(guó)外機(jī)械設(shè)備展覽會(huì)上展出的顎式破碎機(jī)來(lái)看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)，沒有異型顎式破碎機(jī)出現(xiàn)。國(guó)內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機(jī)技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基7本接近世界先進(jìn)水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。綜上所述，改善國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)落后的狀況，全面提高顎式破碎機(jī)技術(shù)水平，趕上世界先進(jìn)水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。保證顎式破碎機(jī)最佳性能的根本因素是動(dòng)顎有最佳的運(yùn)動(dòng)特性。這個(gè)特性又是借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的。因此，顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳性能的根本方法。我們與上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司（簡(jiǎn)稱上建）合作開發(fā)了顎式破碎機(jī)軟件，借助其中機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對(duì)各種規(guī)格的破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了最佳的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。實(shí)踐結(jié)果表明，破碎機(jī)性能有顯著提高。該廠山寶牌顎式破碎機(jī)銷往歐美各大洲以及東南亞各國(guó)，產(chǎn)品基本上達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，計(jì)算機(jī)在國(guó)內(nèi)各廠家已基本普及，但顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)尚未得到廣泛應(yīng)用。我們相信，在上述實(shí)踐結(jié)果的拉動(dòng)下，各廠家會(huì)積極采用破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的好辦法。國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)的機(jī)重普遍高于國(guó)外同規(guī)格的破碎機(jī)。減輕機(jī)重也是一個(gè)重要課題。顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)重量很大比例（鑄造機(jī)架占 50%、焊接機(jī)架占 30%） 。國(guó)外顎式破碎機(jī)都是焊接機(jī)架，甚至動(dòng)顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)前幾年掀起一股用鑄造機(jī)架代替焊接機(jī)架的勢(shì)頭，這無(wú)疑是一種倒退行為。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度也應(yīng)大力發(fā)展焊接機(jī)架。顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架是發(fā)展方向。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也是使機(jī)重增加的重要原因。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先應(yīng)以受力為依據(jù)，在滿足強(qiáng)度、剛度的條件下，力求減輕重量。機(jī)架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。一般情況下，破碎機(jī)都不需要加縱向筋板1、2，如圖 1-1 所示。該機(jī)側(cè)壁加強(qiáng)筋布置不合理，數(shù)量又太多，致使它的機(jī)重達(dá))7.5t （同規(guī)格破碎機(jī)機(jī)重為 5.5t） 。當(dāng)然，該機(jī)過重不完全是由這兩個(gè)因素所造成。側(cè)壁筋板位置和方向也應(yīng)根據(jù)受力情況而定。圖 1-2 所示為英國(guó)某公司生產(chǎn)的大傳動(dòng)角（負(fù)支承）顎式破碎機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)圖。該機(jī)架側(cè)壁布置有 1、2、3 三根筋板，筋板 1 設(shè)置在主軸承側(cè)面，筋板 3 設(shè)置在主軸承后下方，這兩塊筋之間用筋板 2 連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè) A 形框架。圖 1-3 所示為該機(jī)受力分析。8圖 1-1 某破碎機(jī)焊接機(jī)架 圖 1-2 大傳動(dòng)破碎機(jī)機(jī)架圖 1-3 大傳動(dòng)破碎機(jī)示力圖圖中軸承所受最大力：作用方向?yàn)?HA，正是圖 2 側(cè)壁加強(qiáng)筋 1 的方向。從而說明圖 2 中側(cè)壁筋板布置完全符合受力的要求。動(dòng)顎也是破碎機(jī)重量較大的零件，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)以動(dòng)顎受力為依據(jù)，在滿足強(qiáng)度、剛要求的條件下，盡量減輕重量。根據(jù)動(dòng)顎受力分析可，最大破碎力作用在動(dòng)顎軸承偏上處，由此往上（頭部）受力越來(lái)越小。原 250x 400，400x 600 顎式破碎機(jī)者目前尚有多家生產(chǎn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剛好與其受力要求反，即軸承附近處截面小，越向頭部截面越大，而且相差太懸殊。結(jié)果導(dǎo)致動(dòng)顎強(qiáng)度低而重量又很大。這兩種破碎機(jī)都是在軸承偏上處被折斷而損壞。動(dòng)顎的加強(qiáng)筋布置方式，也應(yīng)按上述受力要求設(shè)計(jì)。已有的顎式破碎機(jī)加強(qiáng)筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件，又滿足重量輕的要求，可采用變厚度加強(qiáng)筋。即靠上部（頭部）的加強(qiáng)筋厚度應(yīng)小，越往下厚度越大。就是說，改原來(lái)矩形加強(qiáng)筋為梯形加強(qiáng)筋，這樣會(huì)減輕動(dòng)顎重量又保證有足夠的強(qiáng)度。動(dòng)顎兩軸承之間部位的壁厚可適度減薄，借以減輕重量。此外，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)架、動(dòng)顎有限元的研究，進(jìn)行機(jī)架、動(dòng)顎有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)，9達(dá)到機(jī)架、動(dòng)顎重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機(jī)動(dòng)力平衡等等都可以借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？傊瑧?yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法代替原有的常規(guī)設(shè)計(jì)方法。再者，由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會(huì)對(duì)破碎機(jī)產(chǎn)生影響。所以，我們應(yīng)提高設(shè)計(jì)制造工藝等綜合水平以及采用液壓調(diào)整排料口和液壓保險(xiǎn)，逐步使國(guó)產(chǎn)顎式破碎機(jī)達(dá)到世界一流水平。1.3 國(guó)內(nèi)外復(fù)擺顎式破碎機(jī)的進(jìn)展19 世紀(jì) 40 年代，北美的采金熱潮對(duì)顎式破碎機(jī)發(fā)展有重大的促進(jìn)作用。19世紀(jì)中葉，多種類型的顎式破碎機(jī)被研制出來(lái)，并獲得了廣泛的應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)末，全世界已有 70 多種不同結(jié)構(gòu)的顎式破碎機(jī)取得了專利權(quán)。1858 午，埃里，布雷克(El.Blake)取得了制造雙肘板顎式破碎機(jī)的專利權(quán)?，F(xiàn)在最常用的顎式破碎機(jī)是布雷克的顎式破碎機(jī)和更近代制造的單肘板顎式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)最大的弱點(diǎn)之一是它們?cè)谝粋€(gè)工作循環(huán)內(nèi)只有一半時(shí)間進(jìn)行工作。20 世紀(jì) 80 年代中期，國(guó)外一些廠家已能生產(chǎn)各種大型顎式破碎機(jī)，例如美國(guó) Fuller Traylor 公司生產(chǎn)的重型顎式破碎機(jī)，規(guī)格為 1676mmx 2134mm,生產(chǎn)能力達(dá) 1200t/h;德國(guó) PWH 公司生產(chǎn)的最大雙肘板顎式破碎機(jī)的給料口為2600mm×1800mm,生產(chǎn)能力達(dá) 2000t/h;英國(guó) Babbitless 公司生產(chǎn)的 BCS 系列顎式破碎機(jī)，其生產(chǎn)能力可達(dá) 6000t/h。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)顎式破碎機(jī)的研制工作與改進(jìn)工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機(jī)專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動(dòng)態(tài)嚙角”的概念，開發(fā)出 GXPE 系列深腔顎式破碎機(jī)，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)引起了一定程度的轟動(dòng)該機(jī)與同種規(guī)格的破碎機(jī)相比，在相同工況條件下，處理能力可提高 20%～30%，齒板壽命可提高 l~2 倍。該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛，具有雙曲面腔型。第二代 GXPE250x 400 破碎機(jī)在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn)，增大了破碎比，降低了產(chǎn)品粒度最大給料粒度為 220mm 生產(chǎn)能力為 5—16t／^ ，排料口調(diào)整范圍為 10~40mm，給料抗壓強(qiáng)度小于 300MPa。PEY4060 液壓保險(xiǎn)顎式破碎機(jī)，以液壓缸為過載保護(hù)裝置，正支撐、正懸掛、10深破碎腔。該機(jī)最大給料粒度為 340mm，排料口調(diào)整范圍為 30～100 mm，生產(chǎn)能力為 10～40t/h。多靈—沃森機(jī)械有限公司的戌吉華高級(jí)工程師集多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了目前國(guó)內(nèi)最大的 1200x 1500 復(fù)擺顎式破碎機(jī)。11第 2 章 工作原理及構(gòu)造2.1 工作原理帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，它是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件，即原動(dòng)件，其余構(gòu)件都是從動(dòng)件。如圖 2-1 所示，帶輪和偏心軸 2 繞軸線 A 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)顎 3 做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而將礦石壓碎。顎式破碎機(jī)的工作原理如圖 2-2 所示，其由動(dòng)顎板，定顎板，偏心軸及推力板組成。動(dòng)顎板上部與偏心軸相連，下部由推力板支撐。偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)顎板不僅對(duì)定顎板作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)還沿定顎板有很大幅度的上下運(yùn)動(dòng)。動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 2-3 所示。動(dòng)顎板上部的運(yùn)動(dòng)軌跡接近圓形，越向下水平運(yùn)動(dòng)幅度越小，運(yùn)動(dòng)軌跡也越呈橢圓形。圖 2-1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖12推 力 板動(dòng)鄂板 偏心軸定鄂板圖 2-2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖 2-3 復(fù)擺顎式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖132.2 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)顎式破碎機(jī)的主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架、偏心軸、動(dòng)顎板、定顎板、肘板共五個(gè)機(jī)構(gòu)組成。另有其他輔助零件，如固定齒板、襯板、擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動(dòng)螺釘、鎖緊裝置。14第 3 章 主要零部件的分析3.1 動(dòng)顎3.1.1 動(dòng)顎的結(jié)構(gòu)動(dòng)顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件，承受很大的沖擊載荷，因此要求他有足夠的強(qiáng)度和鋼度，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅(jiān)固耐用，它又是破碎機(jī)中除機(jī)架外，最重要的零件，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特性又是決定破碎機(jī)性能好壞的關(guān)鍵，所以動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。動(dòng)顎分箱型和非箱型。動(dòng)顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動(dòng)顎的重量，本設(shè)計(jì)采用非箱型。圖 3-1 動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剖視圖3.1.2 動(dòng)顎的工作過程復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖 2-1 可知,本機(jī)是以平面四桿機(jī)構(gòu)為工作機(jī)構(gòu),而以連桿為運(yùn)動(dòng)工作件的機(jī)械。圖 2-2 是動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡(連桿曲線)。由圖 2-1 可知，A 點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，B 點(diǎn)受推動(dòng)板的約束為繞為 O2 點(diǎn)擺動(dòng)的圓弧線,其15余各點(diǎn)的軌跡為扁圓形,從上到下的扁圓形愈來(lái)愈扁平。上面的水平位移量約為下部的 115 倍,垂直位移稍小于下部就整個(gè)顎板而言,垂直位移量約為水平位移量的 2~3 倍,工作時(shí),曲柄處于區(qū)是完全工作行程；處于區(qū)，上部靠前下部靠后,在區(qū)是空回行程；在區(qū)是上部靠后下部靠前。 動(dòng)顎具有的這些運(yùn)動(dòng)特性決定了它的性能： (1)動(dòng)顎的平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，時(shí)而靠近固定的定顎板，時(shí)而離開，形成一個(gè)空間變化的破碎室 料塊主要受到壓碎，伴隨著研磨折斷作用。 (2)這種運(yùn)動(dòng)使料塊受到向下推動(dòng)的力，圖 3-2 是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎，破碎后的料塊由排料口排除。圖3-2 物 料在顎 板之間 的受力 分析3.2 齒板齒板是破碎機(jī)中直接與礦石接觸的零件，結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但它對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒度以及破碎力等都會(huì)影響，特別對(duì)后三項(xiàng)影響比較明顯。 齒板承受很大的沖擊力，因此磨損得非常厲害。為了延長(zhǎng)它的使用壽命，可以從兩方面研究，一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料，二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和集合尺寸。現(xiàn)有的破碎機(jī)上使用的齒板，一般是采用 ZGMn13。其特點(diǎn)是，在沖擊負(fù)荷作用下具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同時(shí)仍能保持其內(nèi)層金屬原由的韌性故它是破碎機(jī)上用得最普遍的一種耐磨材料。 齒板橫斷面結(jié)構(gòu)形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分三角形和梯形表面。本設(shè)計(jì)采用三角形。如圖 3-3 所示16圖 3-3 齒板 a）三角形 b）梯形3.3 肘板破碎機(jī)的肋板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的零件，但其作用卻非常的重要。通常有三個(gè)作用：一是傳遞動(dòng)力，其傳遞的動(dòng)力有時(shí)甚至比破碎力還大；二是起保險(xiǎn)件作用，當(dāng)破碎腔落入非破碎物料時(shí)肋板先行斷裂破壞，從而保護(hù)機(jī)器其它零件不發(fā)生破壞；三是調(diào)整排料口大小。 在機(jī)器工作時(shí)，肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤(rùn)滑，加上粉塵落入所以肋板與其襯墊之間實(shí)際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對(duì)肋板的高負(fù)荷壓力導(dǎo)致肋板與肋板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮該機(jī)件的重要作用也要考慮其工作環(huán)境。按肘頭與肘墊的連接型式，可分為滾動(dòng)型與滑動(dòng)型兩種，如圖 1-所示。肘板與襯墊之間傳遞很大的擠壓力，并受周期性沖擊載荷。在反復(fù)沖擊擠壓作用下磨損較快，特別是圖 1-所示的滑動(dòng)型更為嚴(yán)重。為提高傳動(dòng)效率，減少磨損，延長(zhǎng)其使用壽命可采用圖 3-4 所示的滾動(dòng)型結(jié)構(gòu)。肘板頭為圓柱面，襯墊為平面。由17于肘板的兩端肘頭表面為同一圓柱表面，所以當(dāng)肘板兩端的襯墊表面相互平行時(shí)，肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑、并與襯墊表面的垂直方向傳遞。在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，動(dòng)顎的擺動(dòng)角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動(dòng)。圖 3-4 肘頭與肘墊形式3.4 調(diào)整裝置調(diào)整裝置提供調(diào)整破碎機(jī)排料口大小作用。隨著襯板的不斷磨損,排料口尺寸也不斷地變大產(chǎn)品的粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品的粒度要求,必須利用調(diào)整裝置定期地調(diào)整排料裂口的尺寸。此外,當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時(shí),也需要調(diào)整排料口的大小?，F(xiàn)有顎式破碎機(jī)的調(diào)整裝置有多種多樣,歸納起來(lái)有墊片調(diào)整裝置、鍥鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設(shè)計(jì)采用墊片調(diào)整裝置。3.5 保險(xiǎn)裝置當(dāng)破碎機(jī)落入非破碎物時(shí),為防止機(jī)器的重要的零部件發(fā)生破壞,通常裝有過載保護(hù)裝置。保險(xiǎn)裝置有三種:液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。本設(shè)計(jì)采用肘板。肘板是機(jī)器中最簡(jiǎn)單、最便宜的零件,所以得到廣乏應(yīng)用且經(jīng)濟(jì)有效,但當(dāng)肘板斷裂后,機(jī)器將停車,應(yīng)重新更換新肘板后方可工作。肘板保險(xiǎn)件的另一個(gè)缺點(diǎn)是由于設(shè)計(jì)不當(dāng),常常在超載時(shí)它不破壞,或者沒有超載它卻破壞了,以至影響生產(chǎn)。因此設(shè)計(jì)時(shí)除應(yīng)正確確定由破碎力引起的肘板壓力,以便設(shè)計(jì)出超載破壞的肘板面積外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖a）滾動(dòng)性 b)滑動(dòng)性183-5 所示的三種結(jié)構(gòu)：中部較薄的變截面結(jié)構(gòu)；弧形結(jié)構(gòu)；S 型結(jié)構(gòu)。其中圖 a結(jié)構(gòu)在保證肘板的剛度和穩(wěn)定性的同時(shí)，提高其超載破壞敏感度。圖 b、圖 c 兩種結(jié)構(gòu)是利用灰鑄鐵肘板抗彎性能這一特性，選擇合適的結(jié)構(gòu)尺寸是肘板呈拉伸破壞，顯然提高了肘板破壞的敏感度。盡管如此，肘板是否斷裂主要取決與計(jì)算載荷的確定和截面尺寸計(jì)算是否正確。本設(shè)計(jì)也采用圖 c 中肘板。圖 3-5 肘板結(jié)構(gòu)3.6 機(jī)架結(jié)構(gòu)破碎機(jī)是整個(gè)破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機(jī)重量很大比例，而且加工制造的工作量也很大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對(duì)整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此，對(duì)破碎機(jī)架的要求是，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造重量輕，且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)機(jī)架機(jī)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架，按制造工藝分，有鑄造機(jī)架和焊接機(jī)架。 整體機(jī)架，由于其制造、安裝和運(yùn)輸困難，故不宜用于大型破碎機(jī)，而多為中、小型破碎機(jī)所使用。它比組合機(jī)架剛性好，但制造較較復(fù)雜。從制造工業(yè)來(lái)看，它分為整體鑄造機(jī)架和整體焊接機(jī)架。前者比后者剛性好，但制造困難，特別是單件、小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造，重量較輕，但剛性差。同時(shí)要求焊接工藝、焊接質(zhì)量都比較高，并焊接后要求退火，但是隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外顎式破碎機(jī)的焊接機(jī)架用得越來(lái)越多，并且大型破碎機(jī)也采用焊接機(jī)架。焊接機(jī)架用 Q235 鋼板，其厚度一般為 25-50mm 整體鑄造機(jī)架除用鑄鋼 ZG270-500 材料外，對(duì)小型破碎機(jī)破碎硬度較低的物料時(shí)，也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球墨鑄鐵。設(shè)計(jì)時(shí)，在保證正常工作下，應(yīng)力求減輕重19量。制造時(shí)要求偏心軸承中心鏜孔，與動(dòng)顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。本設(shè)計(jì)用鑄造機(jī)架如圖 3-6 所示。圖 3-6 機(jī)架3.7 傳動(dòng)件偏心軸是破碎機(jī)的主軸，受有巨大的彎曲力，采用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，偏心軸一端裝帶輪，另一端裝飛輪。3.8 飛輪飛輪用以存儲(chǔ)動(dòng)顎空行程時(shí)的能量，再用于工作行程，使機(jī)械的工作負(fù)荷趨于平均。帶輪也起著飛輪的作用。3.9 潤(rùn)滑裝置偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤(rùn)滑。心軸和推力板的支承面一般采用潤(rùn)潤(rùn)，脂通過手動(dòng)油槍給油。動(dòng)顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤(rùn)滑困難，在其底部開若干軸向油溝，中間開一環(huán)向油槽使之連通，再用油泵強(qiáng)制注入干黃油進(jìn)行潤(rùn)滑。 20第 4 章 主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算為了合理的設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)，保證它運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確的計(jì)算它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)。4.1 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算4.1.1 鉗角 α破碎機(jī)的活動(dòng)顎板與固定顎板間的夾角 α 成為鉗角。鉗角大小直接影響生產(chǎn)率和破碎腔高度。鉗角小能提高生產(chǎn)率，但在一定的破碎比條件下，又增加了破碎腔高度，鉗角大會(huì)使破碎腔高度降低，但生產(chǎn)率也下降了。另外，鉗角最大也不能超出咬住物料的允許值，故一般鉗角取值為：α max≤2tan -1μ (4-1)式中：μ—齒板與物料間的摩擦因數(shù)實(shí)際生產(chǎn)中為安全起見，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的鉗角通常取理論值的65%，即：α=0.65α max=18°~22°在本設(shè)計(jì)中我選擇鉗角為 20°。4.1.2 動(dòng)顎水平行程 SY動(dòng)顎水平行程對(duì)破碎機(jī)生產(chǎn)率影響較大，排料口水平行程小會(huì)降低生產(chǎn)率，但也不能太大，否則在排料口的物料由于過多而使破碎力急劇增加，致使機(jī)件過載損壞，并且沒得到完全的破碎，破碎不充分達(dá)不到要求。因此，動(dòng)顎在排料口處的水平行程為：SY≤（0.3~0.4）S min (4-2)式中: S min—最小排料口尺寸。S Y =0.35×40=14mm4.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算214.2.1 破碎腔高度 H在鉗角一定的條件下，顎式破碎機(jī)破碎腔的高度由所要求的破碎比而定通常破碎腔的高度 H（mm）由下式計(jì)算：H=（2.25~2.5）B (4-3)本設(shè)計(jì)取 H=935mm。4.2.2 偏心距 e偏心距是設(shè)計(jì)破碎機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，在其他條件相同的條件下，改變偏心距大小對(duì)動(dòng)顎的行程有明顯影響，偏心距增加，會(huì)使動(dòng)顎齒面上各點(diǎn)的水平行程增大，一方面可以提高生產(chǎn)率，另一方面也會(huì)使功率消耗增大。所以在保證水平行程的條件下，減小偏心距可減小動(dòng)力消耗。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,偏心距是由動(dòng)顎行程通過畫機(jī)構(gòu)圖來(lái)初步確定的。通常對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī) SY≈1.33e (4-4)本設(shè)計(jì)采用 e=104.2.3 動(dòng)顎懸掛高度 h為了保證在破碎腔上部產(chǎn)生足夠的破碎力來(lái)破碎大塊物料，所以在給料口出動(dòng)顎必須有一定的擺動(dòng)行程，為此動(dòng)顎的軸承中心與給料口平面應(yīng)有一定的距離，即動(dòng)顎懸掛高度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的懸掛高度，可按下式計(jì)算h≤0.1L(4-5)式中 L—?jiǎng)宇€長(zhǎng)度，mm。本設(shè)計(jì)取 h=190mm4.2.4 偏心距 e 對(duì)連桿長(zhǎng)度 l 的比值 λ在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄作等速回轉(zhuǎn)時(shí)，搖桿來(lái)回?cái)[動(dòng)的速度 不同，具有急回運(yùn)動(dòng)的特征。連桿愈短，即 λ= 值愈大，則這種現(xiàn)象就愈顯著。曲柄le（偏心軸）的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時(shí)間而定。因此，連桿 的長(zhǎng)度不宜過短。對(duì)于中、小型顎式破碎機(jī)：，l= (0.85～0.9)L。 （4-6）851~6??22L 為動(dòng)顎長(zhǎng)度，經(jīng)計(jì)算取 L=800mm。4.2.5 肘板長(zhǎng)度 K推力板長(zhǎng)度與偏心距的關(guān)系為：Kmin=16.5e，Kmax=25e （4-7 ） 取 K=230mm式中：Kmin、Kmax——推力板長(zhǎng)度的最小、最大值，m ；e——偏心距， m。4.2.6 傳動(dòng)角 β傳動(dòng)角大小影響著機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。在推力板長(zhǎng)度一定的情況下,加大傳動(dòng)角會(huì)提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率,但必須要求偏心距增大才能保證行程的要求,這就導(dǎo)致動(dòng)顎襯板上部水平行程的偏大,物料的過粉碎引起排料口的堵塞,使功耗增加。同時(shí),也將使定顎襯板下部加速磨損。故傳動(dòng)角取: β =45 °~55°在此設(shè)計(jì)中我選擇 β=50°4.2.7 破碎腔形狀的確定破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率、動(dòng)力消耗和襯板磨損等破碎機(jī)性能的重要因素。破碎腔的形狀有直線型和曲線型兩種。如圖 4-1 所示，圖中實(shí)線表示顎板閉合時(shí)的位置，虛線表示顎板后退最遠(yuǎn)位置。圖 4-1 破碎腔的形狀23圖中的許多水平線，表示物料在陸續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所占據(jù)的區(qū)域。處在水平面1 上的物料，當(dāng)動(dòng)顎擺動(dòng)到虛線位置時(shí)，便下落到水平面 2 上。兩水平面 1 和 2間的垂直距離，就是破碎機(jī)在空轉(zhuǎn)行程使料塊下落的距離。在顎板下一次的工作形成中，水平面 2 處的物料則被壓碎。到空轉(zhuǎn)行程時(shí)，料塊便落到水平面 3 上，依次類推，料塊逐漸被破碎而粒度逐漸減小，最后通過排礦口排出去。由圖（a）可以看到，在直線型破碎腔中，連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面的體積向下依次遞減。物料的空隙也逐漸減小，而動(dòng)顎的擺動(dòng)行程和壓碎力卻逐漸增大，物料到排礦口附近的排料速度就減慢。于是在排礦口附近幾容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，這是造成機(jī)器過載和襯板下端磨損的主要原因。圖（b）表示曲線型破碎腔，它是將固定顎板改成曲線型，曲線是按破碎腔的嚙角從上向下逐漸減小的原則而設(shè)計(jì)的。在曲線型破碎腔中，各連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面的體積，從破碎腔的中部往下是逐漸增加的，因而物料間的空隙增大，有利于排料。由于堵塞點(diǎn)上移，故在排礦口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。故本設(shè)計(jì)采用圖 b，曲線型破碎腔。4.3 顎式破碎機(jī)工作參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算顎式破碎機(jī)的工作參數(shù)包括偏心軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)率、功率和破碎力等。4.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速 n 的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于顎式破碎機(jī)，動(dòng)顎的擺動(dòng)次數(shù)由偏心軸的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。在一定范圍內(nèi)，偏心軸轉(zhuǎn)速增加，破碎機(jī)的生產(chǎn)能力相應(yīng)地增加。但是，當(dāng)動(dòng)顎擺動(dòng)超過一定限度時(shí)，再增加轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)能力增加十分緩慢，優(yōu)勢(shì)甚至還下降。而其功耗卻迅速上升，由于過高的偏心軸轉(zhuǎn)速使破碎好的物料來(lái)不及由卸料口排出，反而影響了生產(chǎn)能力的提高。通常，破碎堅(jiān)硬物料時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)取小些；破碎脆性材料時(shí)，轉(zhuǎn)速可取大些；較大規(guī)格的破碎機(jī)，轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)降低，以減少振動(dòng)，節(jié)省動(dòng)力消耗。偏心軸的轉(zhuǎn)速可用經(jīng)驗(yàn)公式確定：對(duì)于進(jìn)料口寬度 B≤1.2mn=310﹣ 145B （4-8 ） 24本設(shè)計(jì) B=400mm=0.4m200.8~0.90.65~0.75表 4-2 粒度修正系數(shù) K3給料最大粒度 Dmax 與給料口寬度 B 之比0.85 0.6 0.4粒度修正系數(shù) K3 1.0 1.1 1.2表 4-3 顎式破碎機(jī)的 q0 值破碎機(jī)規(guī)格（B×L ）/mm250×400400×600600×900900×12001200×15001500×2100??10??hmtq0.40 0.650.95~1.01.25~1.301.902.7025查表取 K1=1 K2=1 K3=1 q0=0.65 由已知 e=400mm 經(jīng)計(jì)算得 Q=26 ht4.3.3 破碎力的計(jì)算破碎粒在破碎齒板上的分布情況及合力作用點(diǎn)位置、大小，是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。由于破碎力分布及其合力大小、作用點(diǎn)位置具有隨機(jī)性，用理論分析方法將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。通過大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得出實(shí)驗(yàn)分析公式來(lái)計(jì)算破碎力。作用在顎板上的最大破碎力 Fmax(N)可按下式計(jì)算：Fmax=qHL （4-10）式中 H—破碎腔有效高度，m；L—破碎腔長(zhǎng)度，m；q—襯板單位面積上的平均壓力，Pa，取 q=2.7MPa。經(jīng)計(jì)算得Fmax=1539KN4.4 各個(gè)部件的受力分析圖 4-2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)各部件受力圖解