2211 250X400復擺式顎式破碎機設計,x400,復擺,顎式破碎機,設計 1摘要國內(nèi)使用的顎式破碎機類型很多, 復擺顎式破碎基結構簡單，制造容易、工作可靠、使用維修方便，所以常見的還是傳統(tǒng)的復擺顎式破碎機。本畢業(yè)設計主要是為滿足生產(chǎn)需求出料口尺 寸：50~60mm；進料塊最大尺寸：200mm；產(chǎn)量：50~20 噸而研究的。根據(jù)以上要求我設計了復擺顎式破碎機（PE250X400） 。設計分析了 顎式破碎機的發(fā)展現(xiàn)狀和研究顎式破碎機的意義及復擺顎式破碎機機構尺寸對破碎性能的影響，計算確定了 PE250X400 的設計參數(shù)。設計內(nèi)容主要包括了復 擺顎式破碎機的動顎、偏心軸、皮帶輪、地基、動顎齒板、機架等一些重要部件；另外對顎式破碎機的工作原理及特點和主要部件作了介紹，包括保險裝置、調(diào)整裝 置、機架結構、潤滑裝置等；同時對機器參數(shù)（主軸轉速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等）作了計算以及對偏心軸作了設計。此外也簡單介紹了破碎的意義、破碎工藝 和破碎比的計算，顎式破碎機的主要部件的安裝、顎式破碎機的操作及維修等。關鍵詞：復擺顎式破碎機 傳動 磨損 2ABSTRACTStatistics indicated that the materials processing’S first working procedur——_crushing job consumes the electricity to occupy above ore dressing plant total power consumption 50％．Simultaneously uses a PE250x400 jaw crusher jaw plate(fixed jaw plate and moves jaw plate each together)，the gross weight 0．2 ton，according to the national jaw crusher least standard capacity 70，000 computation，every year the nation must consume the high manganese steel 56，000 tons approximately．This includes the material crushing cost directly,jaw plate’S loss into besides jaw crusher energy consumption another big loss．Therefore the jaw crusher's energy consumption and the jaw plate design parameter are the important questions which the jaw crusher manufacturer and the user cared，therefore this article mainly revolves to reduce the jaw crusher energy consumption and the extension jaw pl ate service l i fe topic conducts the research． Paper prime task and innovation as follows： 1．Using the diffusion structural theory and the damage mechanics theory,the union strain equivalent assuming，infers in the materials crushing process the damage energy liberation rate and between the damage variable relationship，based on this and obtains in the materials crushing process damage energy liberation rate critical threshold value； 2．Take the jaw crusher’S design parameter as the foundation，the union material in jaw crusher distributed characteristic，infers the jaw crusher electrical machinery power mathematical model，utilizes this model to calculate three kind of model jaw crusher electrical machinery power,and through three kind of model jaw crusher crushing sandstone’S electrical machinery power test experiment，has confirmed the inferential reasoning mathematical model rationality； ． 33．Utilized the fuzzy stochastic theory to carry on the analysis to the PE250×400 jaw plate stress situation，has carried on the computation using the Ansys sol,ware to the jaw plate stress，and made the improvement to the jaw plate design parameter,after the improvement Key word; Jaw Crasher transmission abrasion 1目 錄前 言 ........................................................11 選題背景 ...................................................31.1 發(fā)展現(xiàn)狀與意義概述. .................................31.2 顎式破碎機的特點 ....................................41.3 顎式破碎機的分類 ......................................61.4 破碎的目的 ...........................................81.5 破碎工藝 .............................................81.6 破碎物料的性能及破碎比 ..............................101.6.1 粒度及其表示方法 ...............................101.6.2 破碎產(chǎn)品的粒級特性 .............................121.6.3 礦石的破碎及力學性能 ...........................131.6.4 破碎機的破碎比 .................................142 復擺顎式破碎機的工作原理及結構 ............................162.1 復擺顎式破碎機的工作原理 .............................162.2 復擺顎式破碎機的結構 ................................173 主要零部件的結構分析 ......................................193.1 動顎 ................................................193.1.1 動顎的結構 .....................................193.1.2 動顎工作過程分析 ...............................193.2 齒板 ................................................213.3 肘板（推力板） ......................................223.4 電動機的選擇 ........................................233.5 v 帶的傳動設計 ......................................243.6 飛輪的設計 .........................................273.7 偏心軸的設計 ........................................283.7.1 偏心軸主要尺寸的確定 ...........................283.7.2 偏心軸細部結構 .................................293.7.3 偏心軸的校核 ...................................303.8 軸承的選擇 .........................................323.9 推力板的設計 .......................................324 復擺式顎式破碎機主要參數(shù)的設計計算 ........................344.1 主要參數(shù)的設定 .....................................344.1.1 已知條件 ......................................344.1.2 傳動角 ........................................344.1.3 動顎水平行程和偏心軸的偏心距. .................354.1.4 主要構件尺寸的確定 ............................36 24.1.5 破碎腔的形狀 ...................................374.2 機器參數(shù) ............................................394.2.1 主軸轉速 .......................................394.2.2 生產(chǎn)能力. .....................................404.2.3 破碎力 .........................................424.3 功率 ...............................................434.4 各個部件的受力分析 ..................................435 復擺式顎式破碎機的安裝 ....................................465.1 破碎機的安裝 ........................................465.2 機架的安裝 ..........................................465.3 偏心軸和軸承的安裝 ..................................475.4 肘板的安裝 ..........................................475.5 動顎的安裝 ..........................................485.6 齒板的安裝 ..........................................486 顎式破碎機的磨損 ..........................................496.1 齒板磨損分析. ......................................496.2 顎板磨損機制 ........................................516.3 對顎板材質(zhì)的選擇 ....................................527 顎式破碎機的使用 .........................................547.1 顎式破碎機出口揚塵的解決 ............................547.2 顎式破碎機的操作 ...................................567.2.1 啟動前的準備工作. .............................567.2.2．操作順序 ......................................567.2.3．啟動和運轉中應注意的是事項 ....................577.3 顎式破碎機的維護與保養(yǎng) ...............................587.3.1 顎式破碎機的日常維護 ...........................587.3.2 顎式破碎機的故障分析與排除 .....................58結 論 ......................................................60致 謝 .......................................................62參考文獻 ....................................................63 1前 言在基本建設工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。而一般砂石都需要破碎從而達到生產(chǎn)要求。自第一臺顎式破碎機問世以來，至今已有 140 余年的歷史。在此過程中，其結構得到不斷的完善，而顎式破碎機的結構簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進行加工，來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應用。而工程上應用最廣泛的是復擺顎式破碎機，國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù)量最多的也是復擺顎式破碎機。顎破機性能特點：顎破機破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，結構簡單，工作可靠，維修簡便，運營費用低。顎破機工作原理：工作時，電動機通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉，使動顎周期地靠近、離開定顎，從而對物料有擠壓、搓、碾等多重破碎，使物料由大變小，逐漸下落，直至從排料口排出。破碎機是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進行破碎加工的機械。鄂式破碎機是有由美國人 E. W. Blake 發(fā)明的。自第一臺破碎機的出現(xiàn)，生產(chǎn)效率快，又滿足安全條件，又能適應生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。顎式破碎機主要由機座、偏心軸、顎板、連桿、調(diào)節(jié)機構與閉鎖彈簧等部分組成。其中最重要的是它的兩塊腭板，而且它的破碎作業(yè)是在兩塊腭板之間進行的，其中一塊腭板固定在機架上稱為定腭板，另一塊裝在運動的動腭體上，稱為動鄂板，其表面一般為齒形。當動鄂板周期性的靠近與遠離定腭板是，完成破碎與排礦作業(yè)。復擺鄂式破碎機適合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、細碎設備，起破碎比較大，可達 10?i。隨著機械工業(yè)的進步，近年來，復擺鄂式破碎機正朝著大型化發(fā)展。所以，一個合理的傳動裝置可以使復擺鄂式破碎機運行的更加順 2利，合理有效。動鄂的優(yōu)化可使磨損大大的降低，沖擊、噪聲、振動都相應的減少，也減少工作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)的質(zhì)量，降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期。 盡管鄂式破碎機有以上的那么多優(yōu)點，但是它也存在著一些設計不合理的地方需要我們的改進和更新，下面介紹它的一些缺點：首先就是鄂式破碎機上面的齒板，通過自己的調(diào)查和查閱資料，在 JB / ZQ 1032 一 87《腭板鑄造技術條件》規(guī)定齒板壽命只有 60h，按 10h 工作制，每付齒板只能用 6 天，不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來很大的不便，而且增加了破碎物料的成本，所以說它的齒板更新周期的過快導致了花費再上面的費用的過高。在一個就是破碎機經(jīng)常運用于破碎比較大而且破碎的粒度不一樣，因此出口揚塵非常嚴重，從破碎機出來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，部分粉狀物料飛揚在空中，給生產(chǎn)帶來了很大的不便。并且太多的粉塵對那些工作在破碎機附近的工作人員造成身體上的嚴重危害，因此要采用相應的防塵設施是一個相當嚴峻的問題等著我們?nèi)ソ鉀Q。最后就是顎式破碎機的機身重量過大，給破碎機的移動和工作帶來了很多的不便之處，因此對其機架的設計也是一個比較重要的問題。機架式整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊載荷，它的重量占整機重量的很大比例，且其剛度和強度對整機性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此既要重量輕又要承受一定的沖擊載荷且制造要簡單，這對機架的設計也是一個嚴峻的考驗。 31 選題背景1.1 發(fā)展現(xiàn)狀與意義概述.顎式破碎機于 1958 年由美國人埃里．布雷克(El．Blake)取得專利。19 世紀 40 年代，北美的采金熱潮對顎式破碎機發(fā)展有很大的 促進作用。19 世紀中葉，多種類型的顎式破碎機研制出來并獲得了廣泛的應用。上個世紀末 ，全世界已有 70 多種不同結構的顎式破碎機取得了專利權。 80 年代以來，我國顎式破碎機的研制與改進取得了一定成果。如我國破碎專家王宏勛教授 和 他的學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角” 的概念，開發(fā) GXPE 系列深腔顎式破碎機，當時 在國內(nèi)引起一定的轟動。該機與同種規(guī)格破碎機相比，在相同工況條件下，處理能力可提高 420%～ 25％，齒板壽命可提高 1～2 倍。該機采用負支撐零懸掛，具 有雙曲面腔型。第二代 GXPE250×400 負支撐在第一代的基礎上進行了全面改進，增大了破碎比，降低了 產(chǎn)品粒度，最大給料粒度為 220mm，小時產(chǎn)量為 5～16t，排料口調(diào)整范圍為 10～40mm， 給料抗壓強度小于300MPa。PEY4060 液壓保險顎式破碎機，以液缸為過載保護裝置，正支撐、正懸掛、深破碎腔。該 機最大給料粒度為 340mm，排料調(diào)整在30～100mm 之間，生產(chǎn)能力為 10～40t／h。北京礦冶研究總院林運亮等 人與上海多靈－沃森機械設備有限公司合作開發(fā)了 PED 低矮可拆式顎式破碎機。該機是一 種適于井下作業(yè)特殊條件下的新型顎式破碎機。機械本身高度低，動顎位置低，固定顎位于 動顎和偏心軸之間。多靈－沃森機械設備有限公司的戎吉華高級工程師集多年實踐經(jīng)驗， 設計了目前國內(nèi)最大的 1200×1500 復擺顎式破碎機。我國是一個礦石資源豐富的國家之一，我國碎石生產(chǎn)企業(yè)分布廣泛，幾乎在全國的各個地方都有，現(xiàn)場的作業(yè)人員部 分對安全知識及能力相對缺乏，沒有相應的破碎技術資料，存在不同程度的掏采破碎作業(yè);甚至有的地方使用最傳統(tǒng)的破碎方法，那就是爆破，其爆破器材的管理相 當不規(guī)范，而且嚴重的影響了環(huán)境的發(fā)展，極易引起泥石流等事故。所以礦石的破碎應該采用科學合理的方法，不僅可以降低投資的成本，提高安全度，而且也能夠 推動環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。眾所周知，礦石業(yè)是我國重要基礎產(chǎn)業(yè)之一，對我國基礎設施建設，具有舉足輕重的作用。隨著我國經(jīng)濟體制改革和 對外開放的深化，突飛猛進的經(jīng)濟促進了礦石業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是中小型采石業(yè)對礦石的 5破碎，更以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，為交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)的發(fā) 展，安排農(nóng)村剩余勞動力就業(yè)、促進和保持穩(wěn)定做出了巨大的貢獻。1.2 顎式破碎機的特點復擺顎式破碎機的機構屬于四桿機構中曲柄搖桿機構的應用,曲柄為主動件。顎式破碎機以結構簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應用。復擺鄂式破碎機的動鄂，是直接懸掛在偏心軸上的，是曲柄連桿機構，沒有單獨的連桿。由于動鄂是由偏心軸的偏心直接帶動，所以活動鄂板可同時做垂直和水平的復雜擺動，鄂板上各點的擺動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，動鄂的水平行程則由下往上越來越大的變化著，因此對石塊不但能起壓碎、劈碎，還能起輾碎作用。由于偏心軸的轉向是逆時針方向，動鄂上各點的運動方向都有利于促進排料，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。復擺鄂式破碎機和簡擺鄂式破碎機相比較，復擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結構簡單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對軸承），生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機生產(chǎn)效率高 20%—30%）等優(yōu)點。但復擺鄂式破碎機的鄂板垂直行程大，石料對鄂板的磨削作用嚴重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時易產(chǎn)生較多的粉塵。在工程上應用較為廣泛的是復擺鄂式破碎機。國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復擺鄂式破碎機。復擺鄂式破碎機主要由機架、鄂板、側護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構等組成。機架即機座，實際上是個上下開口的四方斗，主要用作支承偏心軸和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足夠強度，一般采用鑄鋼整體鑄造，規(guī)格小的可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵代替。 6大型破碎機的機架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起，鑄造工藝較為復雜。自制的小型鄂式破碎機可用 40～50 毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。鄂板包括活動鄂板和固定鄂板，各與鄂床組成活動鄂和固定鄂。鄂板用楔形鐵塊和螺栓固定在鄂床表面，保護鄂床不受磨損。固定鄂的鄂床就是機架，活動鄂的鄂床懸掛在偏心軸上，由于它直接承受對石料的擠壓作用力，所以必需有足夠的強度和剛度活動鄂床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。鄂板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖擊力外，尚與石塊強烈摩擦，因此要求用高強度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼鄂板，其鑄鋼含錳量為 12～14%左右。若條件受限制時，可用白口鑄鐵代替，但容易磨損和折斷，使用壽命不長。為了有效地破碎石料，鄂板表面常鑄成波浪形和牙形，其齒峰角度一般為 90°～110°，齒高和齒距視出料粒度和產(chǎn)量要求而定。齒形高齒距小，則出料粒度小，產(chǎn)量低，動力消耗大。一般齒高和齒距之比為 1/2～1/3 之間。由于復擺式的特點造成鄂板底部比上部磨損快，所以鄂板往往做成上下對稱形狀，以便磨損后能倒置安裝，延長使用壽命。鄂式破碎機的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，結構簡單可靠，破碎比較大（ i一般為 6～8） ，外形尺寸較小，零件檢查和更換較容易，操作維護簡便，不用較高技術水平的工人就能夠操作，應用范圍廣，與其他類型破碎機比較，不容易堵塞。因此工程中普遍采用它來破碎各種硬度 92500 公斤/厘米 2以下）的石料，常作粗碎和中碎設備。一般用于破碎極限抗壓強度不才 200要很大的擺動體，增加非生產(chǎn)能量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時，容易堵塞出料口。由于工作時產(chǎn)生很大的慣性力，機體擺動大，工作不平穩(wěn)，沖擊，振動及噪音較大。因此須安裝在比機器自重大五倍 7以上的混凝圖基礎上，并須采取隔振措施。大型破碎機還應安裝在埋設于基礎上的剛梁上。鄂式破碎機的最大裝料塊度應比裝料口寬度小 15～20%，即給料的最大石塊不應超過裝料口的 0.85 倍。當用鄂式破碎機破碎堅硬而光滑的大礫石時，礫石容易從裝料口反跳出來，故破碎天然礫石的生產(chǎn)率不及破碎來才塊石的生產(chǎn)率高。使用鄂式破碎機時，必須注意由于機器是在工作條件惡劣情況下運轉的，除了必須嚴守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。1.3 顎式破碎機的分類顎式破碎機經(jīng) 100 多年的實踐和不斷改進，其結構已日臻完善。我國自 50 年代仿制顎式破碎機以來，結構近 50 年的摸索和研究，設計資料更加完善，設計方法更加先進，結構更加合理，產(chǎn)品性內(nèi)更加優(yōu)良。由于它具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便等其他破碎機無法替代的優(yōu)點，至今仍廣泛應用于工業(yè)各部門，而且我國生產(chǎn)的破碎機還遠銷世界各地。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前每年生產(chǎn)各型號顎式破碎機約萬臺。顎式破碎機的破碎工作是在兩塊顎板 間進行的，其中一塊顎板固定在機架上稱為定顎板，另一塊裝在運動的動顎體上稱為動顎板，其表面一般為齒形。當動顎板周期性地靠近與遠離動顎板時，完成破碎與排礦專業(yè)作業(yè)。由動顎、定顎以及機架側壁的護板構成破碎空間，因此鄂式破碎機的進料口與排料口均為長方形。哦時間的規(guī)格用進料口的寬度B 和長度 L 表示。例如進料口寬度為 900mm，長度為 1200mm 的破碎機表示為 900?1200 鄂式破碎機。我國制定的復擺動顎式破碎機標準審 8批稿中，用漢語拼音字頭 P(破） 、E( 顎）及 B?L（單位為 mm）來表示其規(guī)格，即 PE-B?L。前蘇聯(lián)國標中的 B、L 單位為 dm。如進口料為900mm 1200mm 的復擺顎式破碎機，我國規(guī)格記為 PE-900 1200，而前蘇聯(lián)規(guī)格則與我國不同。顎式破碎機按運動形式分為兩種基本類型--簡擺顎式破碎機和復擺顎式破碎機。簡擺顎式破碎機是英文動顎繞機架上的固定支座作簡單的圓弧擺動而得名。復擺顎式 破碎機是因為其動顎在其他機件帶動下作復雜的一般平面運動而得名，因此動顎上點的軌跡一般為封閉曲線。簡擺大都制成大型和中型的，其破碎比 i=3～6。復擺一般制成中型和小型的，其破碎比可達 i=4～10。隨著工業(yè)技術的發(fā)展和要求，復擺顎式破碎機已向大型化發(fā)展，并有逐步代替簡擺顎式破碎機的趨勢。按規(guī)格大小可把顎式破碎機分為大型、中型和小型三類。進料口寬度大于 600mm 者稱為大型；進料口寬度為 300 ～600mm 者稱為中型；小于 300mm 者為小型。1.4 破碎的目的（1）制備工業(yè)用碎石大塊石料經(jīng)破碎篩分后，可得到各種不同要求粒度的碎石。這些碎石可制備成混凝土。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應用。鐵路路基建造中也需要大量的碎石。（2）使礦石中的有用礦物分離礦石有單金屬和多金屬，而且原礦多為品位較低的礦石。將原礦破碎后，可以使有用金屬與礦石中的脈石和有害雜質(zhì)分離，作為選礦的原 9料，除去雜質(zhì)而得到高品位的精礦。（3）為磨礦提供原料磨礦工藝所需粒度大于 1~5m的原料，是由破碎產(chǎn)品提供的。例如在煉焦廠、燒結廠、制團廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎使產(chǎn)品達到要求的粒度和粉末狀態(tài)。1.5 破碎工藝最終破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進行磨礦作業(yè)的礦石，應考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產(chǎn)品的粒度。一般較適宜的粒度為 10~25m。把原礦粒度與破碎產(chǎn)品的粒度的比，稱為總破碎比，若露天礦開采出來的原礦粒度為 20~13m則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為： maxain//0iDd??inimx258圖 1-1 為一段破碎機機流程圖，原礦經(jīng)固定篩分后，篩上大塊物料進入顎式破碎機 2，篩下物顎式破碎機 2 的產(chǎn)品一起經(jīng)振動篩 3 篩分；篩上物經(jīng)圓錐破碎機 4 破碎，篩下物和圓錐破碎機 4 的產(chǎn)品一起經(jīng)振動5 篩分；篩下物作為磨機 8 的原料，落入礦倉 7，篩上稱進入圓錐破碎機 6 破碎，破碎機 6 與振動篩 5 構成封閉系統(tǒng)進行反復破碎、篩分，該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機 2 和圓錐破碎機 4 的產(chǎn)品，均經(jīng)篩分后進入下一流程，故稱開路破碎。 10圖 1-1 破碎流程圖 1—固定篩 2 -- 顎式破碎機3、5—振動篩 4、6-- 圓錐破碎機7 –礦倉 8- 磨機 1.6 破碎物料的性能及破碎比1.6.1 粒度及其表示方法礦塊的大小稱為粒度，由于礦塊形狀一般是不規(guī)則的，需要用幾個尺寸計算出的尺寸參數(shù)來表示礦塊的大小。（1）平均直徑 d礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。 11()/3dLbh?? (1-1) 式中 L---礦塊的長度（ m）b---礦塊的寬度（ ）h---礦塊的厚度（ ）或用長、寬的平均值表示：()/2dLb?? （1-2）平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸，以確定破碎比。（2）等值直徑 eqd礦塊的粒度很小時可用等值直徑來表示。等值直徑是將細料物料顆粒作為球體來計算的。3361.24eqdVm??? （1-3）式中 m---礦料質(zhì)量（ kg）?---礦物密度（ 3/）V--- 礦料的體積（ ） ；（3）粒級平均直徑 d對于由不同粒度混合組成的礦粒群，通過用篩分方法來確定礦粒群的平均直徑，例如上層篩孔尺寸為 1，下層篩孔尺寸為 2d，通過上層而留在下層篩上的物料，其粒度既不能用也 1也不能用 表示。當粒級的粒度范圍很窄，上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過 =1.414 時，可用粒度平均直徑表示，即 1221()/d?? (1-4)否則用 12~d表示粒級。1.6.2 破碎產(chǎn)品的粒級特性 破碎產(chǎn)品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成，為了鑒定破碎產(chǎn)品的質(zhì)量和破碎機的破碎效果，必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線，確定混合物料的粒度組成，通常采用篩分分析法（簡稱篩析） 。篩析一般采用標準篩，篩面使用正方形篩孔的篩網(wǎng)。我國通常采用泰勒標準篩，其篩孔大小用網(wǎng)目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4m）內(nèi)所具有的篩孔數(shù)目。這種篩子是以 200 目作為基本篩（ 2=1.414）和補充篩比（ 42=1.189）,篩孔的尺寸可根據(jù)篩比計算。例如，基本篩的上一基本篩為 150 目篩子的篩孔尺寸，可用基本篩的篩孔乘以基本篩為 0.074?=0.105mm。若計算兩篩之間的補充篩篩孔尺寸，則用基本篩的篩孔尺寸乘以補充篩比得到，即0.074?42=0.088mm.我國尚無用于破碎機的產(chǎn)品粒度分析標準，在實際測試時，各廠家使用的篩孔形狀（方孔或圓孔）及序列也不盡相同。如果參照泰勒標準篩關于基本篩比的規(guī)定來確定篩孔序列，即各篩間的篩比天有不大于 2，就可以將上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度，用粒度平均直徑表示，這對于分析粒級特性顯然是很方便的。 131.6.3 礦石的破碎及力學性能機械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。若礦石是脆性材料，它在很小的變形下就會發(fā)生破裂、機械破碎礦石有以下幾種方法：（1）壓碎 將礦石置于兩個破碎表面之間，施加壓力后礦石因壓力達到其抗壓強度限而破碎（圖 1-2a） 。（2）劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石沿壓力作用線方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉應力達到礦石的抗拉強度限 （圖 1-2b） 。（3）折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石就像受集中載荷的兩支點或多支點梁。當?shù)V石內(nèi)的彎曲應力達到彎曲強度限時礦石被折斷 （圖 1-2c） 。(a) (b) (c) (d) (e) 圖 1-2 礦石的破碎和破碎方法（a） 壓碎 （b） 劈裂 （c）折斷 （d） 磨碎 （e）沖擊破碎（4）磨碎 礦石與運動的工作表面之間受一定壓力和剪切力時，礦石內(nèi)的剪切應力達到其剪切強度極限時，礦石即被粉碎（圖 1-2d） 。（5) 沖擊破碎 礦石受高速回轉機件的沖擊力作用而破碎（圖 1- 142e） 。由于破碎力是瞬間作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但錘頭磨損嚴重。實際上任何一種破碎機都不是以某一種形式進行破碎的，一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進行破碎。由于顎式破碎機的破碎工作表面是兩塊相互交錯布置的齒形襯板，因此其破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式，當破碎機兩工作面沿表面方向的相對運動位移加大而加強磨碎作業(yè)時，由于磨碎的效率低、能量消耗大、機件磨損嚴重，將會降低破碎機的破碎效果。礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理性能、被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的，礦石分堅硬礦石、中等堅硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強度最大，抗彎強度次之、抗拉強度最小。對堅硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的破碎方法為宜；對粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜；對脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。復擺顎式破碎機可用于破碎各種性能的礦石，對于堅硬礦石有更高的破碎效果。1.6.4 破碎機的破碎比衡量單臺破碎機的破碎效果還可用破碎比表示。破碎比即破碎前原料粒度與破碎后產(chǎn)品粒度之比。它表示破碎物料經(jīng)破碎后減小的程度。破碎比有如下幾種計算方法：（1）破碎比 1i用破碎前物料最大平均直徑 D與破碎后產(chǎn)品最小平均直徑 d之比計算。1maxin/iD?物料平均直徑是指物料長、寬 、后的平均值。 15（2）用 2i間接表示破碎比， 2i即破碎機給料口有效寬度和公稱排料口尺寸 b之比20.85/iB?式中 ---破碎機的給料口寬度 (mm)；b---破碎機的開邊制公稱排料口寬度(mm)。破碎比 2i還可以用該破碎機允許的最大給料寬度,maxD與公稱排料口寬度 之比表示。,2max/iDb?（3)用破碎前后各種粒度混合物料的等值粒度 eq之比來計算破碎比3i。 312/eqiD? 162 復擺顎式破碎機的工作原理及結構2.1 復擺顎式破碎機的工作原理帶輪與偏心軸聯(lián)成一整體，它是運動和動力輸入構件，即原動件，其余構件都是從動件。當帶輪和偏心軸 2 繞軸線 A 轉動時，驅使輸出構件動顎 3 做平面復雜運動，從而將礦石壓碎。如圖 2-1，2-2。圖 2-1 復擺顎式破碎機結構圖 17圖 2-2 復擺顎式破碎機機構運動簡圖由圖 2-2 可計算出復擺顎式破碎機的自由度為：3(2)3(240)1LHFnP????????2.2 復擺顎式破碎機的結構如圖 2-3 所示為復擺顎式破碎機。電動機 10 通過小帶論及 V 帶，將運動給大帶輪 14，從而帶動偏心軸 13 轉動。動顎 5 上部內(nèi)孔兩端的雙列球面滾子軸承支承在偏心軸上。偏心軸外側軸頸裝有支座主軸承，主軸承外圈與機架 12 上的鏜孔配合，并用螺栓固定在機架上。在偏心軸兩外端部分別裝有大帶輪 14 與飛輪 9，以調(diào)整破碎機工作時主軸運轉速度的波動。動顎的下部由推力板 1 支撐，推力板（即肘板）的另一端支承在與機架 12 的后壁相連的楔鐵調(diào)整機構 3 上。可在由機架 1 側壁上兩凸臺機構成的滑道中滑動。當需要調(diào)整排料口尺寸時，只要調(diào)整 18楔鐵上的螺栓，使楔鐵上下移動，帶動調(diào)整座在滑道中前后移動即可完成。推力板 4 的兩端頭為同心圓弧的圓柱面，且中部較兩端薄些。其兩端頭圓弧與動顎 5 和調(diào)整座 3 上的“II”型襯墊接觸，在破碎機工作時，兩者間為純滾動，以提高機械運轉的機械效率并延長零件的使用壽命。由于推力板與肘板襯墊間為非幾何鎖合，而是靠動顎的重量實現(xiàn)重力鎖合，因此在機器運轉時，由于動顎產(chǎn)生的慣性載荷，會使推力板與其襯墊周期分離而產(chǎn)生沖擊響聲，嚴重時甚至會使推力板從其兩端襯墊中脫落。因此在動顎下端有一跟拉桿通過機架上的彈簧拉桿 2 拉住動顎，使推力板與襯墊始終保持貼合狀態(tài)。 19圖 2-3 復擺顎式破碎機3 主要零部件的結構分析3.1 動顎3.1.1 動顎的結構 20圖 3-1 動顎結構剖視圖動顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件，要求有足夠的強度和剛度，其結構應該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結構。為了減輕動顎的重量，國外也有采用焊接結構，由于其結構復雜，因此對焊接工藝的要求較高。國內(nèi)尚未見使用焊接結構的動顎。按結構特點，可把動顎分成箱型結構與非箱型加筋結構，本設計采用后者，如圖 3-1 所示。安裝齒板的動顎前部為平板結構，其后部有若干條加肋板以增強動顎的強度與剛度，其橫截面呈 E 型，故稱 E 型結構。3.1.2 動顎工作過程分析復擺顎式破碎機的結構如圖 3-2 所示。由圖 2-1 可知,本機是以平面四桿機構為工作機構,而以連桿為運動工作件的機械。圖 3-2 是動顎板上各點的運動軌跡( 連桿曲線)。由圖 3-2 可知,A 點作圓周運動,B 點受推動板的約束為繞 2O點擺動的圓弧線,其余各點的軌跡為扁圓形，從上到下的扁圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為下部的 115 倍，垂直位移稍小于下部，就整個顎板而言，垂直位移量約為水平位移量的 2～3 倍，工作時，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。 21圖 3-2 動顎板上各點的運動軌跡動顎具有的這些運動特性決定了它的性能:(1)動顎的平面復雜運動,時而靠近固定的定顎板,時而離開,形成一個空間變化的破碎室,料塊主要受到壓碎,伴隨著研磨、折斷作用。(2)這種運動使料塊受到向下推動的力,圖 3-3 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出。 22圖 3-3 物料在顎板之間的受力分析3.2 齒板齒板（也叫襯板） ，是破碎機中直接與礦石接觸的零件，結構雖然簡單，但它對破碎機的生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響，特別對后三項影響比較明顯。齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，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構形狀和集合尺寸。現(xiàn)有的顎式破碎機上使用的齒板，一般是采用 ZGMn13。其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內(nèi)層金屬原由的韌性，故它是破碎機上用得最普遍的一種耐磨材料。齒板橫斷面結構形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分三角形 23和梯形表面。本設計采用梯形。如圖 3-4 所示。圖 3-4 肘板齒形a) 三角形 b）梯形3.3 肘板（推力板）破碎機的肘板是結構最簡單的零件，但其作用卻非常的重要。通常有三個作用；一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險件作用，當破碎腔落入非破碎物料時，肘板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發(fā)生破壞；三是調(diào)整排料口大小。在機器工作時，肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肋板與其襯墊之間實際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對肋板的高負荷壓力，導致肋板與肋板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肋板的結構設計要考慮該機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，可分為滾動型與滑動型兩種，如圖 3-5 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。在反復沖擊擠壓作用下磨損教快，特別是圖 3-5b 所示的滑動型更為嚴重。為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，可采用圖 3-5a 所示的滾動型 24結構。肘板頭為圓柱面，襯墊為平面。由于肘板的兩端肘頭表面為同一圓柱表面，所以當肘板兩端的襯墊表面相互平行時，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。在機器運轉過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在機器運轉過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。本設計采用滾動型，如圖 3-5 所示圖 3-5 肘頭與肘墊形式(a) 滾動型 (b) 滑動型3.4 電動機的選擇電動機是系列化的標準產(chǎn)品，其中三相異步電動機應用最廣泛。Y系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動機，適用于不易燃、不易暴、無腐蝕和無特殊要求的機械設備尚。Y 系列電動機效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便。為 B 級絕緣，結構為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內(nèi)部。由上面計算得 13.5PkW?，根據(jù)實際情況選擇電動機型號為 Y180L-6， 25額定功率為 15PkW?，滿載轉速為 1970/minnr?。3.5 v 帶的傳動設計（1）確定計算功率 caP查表(《機械設計》表 8—7)得工作情況系數(shù) 1.4AK?，故1.4521caAPKkW???（2）確定 V 帶的帶型根據(jù) ca、 1n由圖（《機械設計》圖 8—11）選用 C 型。（3）確定帶輪的基準直徑 d，并驗證帶速 v① 初選小帶輪的基準直徑 1。由表（《機械設計》表 8—6 和表 8—8）得，取小帶輪的基準直徑 20dm?。 ② 驗算帶速 v。 1/6097/6/10.5/dnsms?????因為 53mss?，故帶速合適。③ 計算大帶輪的基準直徑 2d。21(/)(970/8.5)20674.8dn???根據(jù)表（《機械設計》表 8—8） ，圓整為 2dm（4） 確定 V 帶的中心距 a和基準長度 dL①根據(jù)式 120120.7()()dd???，初定中心距 015a?。② 計算帶所需的基準長度 262012102()()4dddLaa?????=[15805]m??463m?由表（《機械設計》表 8—2）選帶的基準長度 40dL?。③ 計算實際中心距 a。00()[15(4063)2]135daL m??????中心距的變化范圍為 3~6m。（5） 驗算小帶輪包角 1a1280()57.80(20)57.3145690da??????????（6） 確定 V 帶根數(shù) z ① 計算單根 V 帶的額定功率 rP。由 120dm?和 1970/inn?，查表（《機械設計》表 8—4a）得04.6PkW。根據(jù) 197/inr， 28.53?和 C 型帶，查表（《機械設計》表 8—4b）得 0.k??。查表（《機械設計》表 8—5）得 0.94aK， 1.0L?，于是0()(4.6).3.5.3raLPKkW?????② 計算 V 帶的根數(shù) z。21.53.9carz?取 4 根 27（7） 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 0min()F由表（《機械設計》表 8—3）得 C 型帶的單位長度質(zhì)量0.3/qkgm?，所以 20in()5(2.)()acaFKPzvq???[52.9341410.5.310.5]46N?????應使帶的實際初拉力 0min()?。（8）計算壓軸力 pF壓軸力的最小值為 min0in1()2()s(2)465sin(12)369pFzaN?????V 帶傳動的主要參數(shù)歸納于下表名稱 結果 名稱 結果 名稱 結果帶型 C 傳動比 3.8i?根數(shù) 4小帶輪基準徑120dm?基準長度450dLm預緊力 065FN?大帶輪基準徑28d中心距 13a?壓軸力 39p（9） 帶輪設計 大帶輪的結構本設計采用孔板式。經(jīng)查表（《機械設計》表 8—10）得： min25.0;16ef???。 則帶輪輪緣寬度： (1)(41)68Bzf??????（取26,0ef?） 。大帶輪輪轂直徑由后續(xù)偏心軸設計而定，18dm。大帶輪輪轂寬度 L：當 1.5Bd?時，取 18LBm?。 28帶輪結構圖見圖紙 3.6 飛輪的設計顎式破碎機是間斷工作的機器，因而必然會引起阻力的變化，使其電動機的負荷不均，形成機械速率的波動。為了降低電動機的額定功率，且使機械的速率不致波動太大，故在偏心軸上裝上飛輪。飛輪在空行程時儲存能量，在工作行程時則釋放能量，這樣就可以使電動機的負荷均勻。飛輪重量 G 的計算公式: 63210()PnDKg????式中 P---電動機額定功率；D---飛輪的直徑，米；?---考慮損失的機械效率， 0.75~.8?。復擺式顎式破碎機可取最高值。n---主軸轉速；?---速度不均勻系數(shù)，對于小型的顎式破碎機可取 0.3~.5??。代入數(shù)值得： 632105.8(270.58)G???14Kg飛輪的實際質(zhì)量 0G約為理論質(zhì)量 的 1.2~3倍。所以0.253G? 293.7 偏心軸的設計3.7.1 偏心軸主要尺寸的確定1）偏心軸的材料選擇和最小直徑估算根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉強度法進行最小直徑估算，即：3min0PdA?，初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當該軸段截面上有一個鍵槽時，d增大 5%~7，兩個鍵槽時， 增大 1%~5。 0A值由所引教材表15-3 確定，取 0126A?。,33min00.912646.3875Pdm??因最小直徑處安裝大帶輪，設有一個鍵槽，則： ,mini(17%)46.(.)9.d????，取為整數(shù) min50d?。因破碎機工作時沖擊載荷比較大，又有強烈的震動，應適當增大偏心軸的直徑，故取 80dm?。（2）偏心軸草圖結構設計根據(jù)軸上零件的結構、定位、裝配關系、軸向寬度及零件間相鄰位置等要求，初步設計偏心軸 如圖紙所示：（3）偏心軸的結構設計① 各軸段直徑的確定1d：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段， 180dm?。 302d、 3：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的定位要求，以及密封圈的標準（擬采用氈圈密封） ， md10,9532?。4：錐套處軸段，根據(jù)錐套和軸承的定位要求， m1204?。d5：滾動軸承處軸段， 45。選擇調(diào)心滾子軸承22328C，其尺寸為 1030dDB???。② 各軸段長度的確定1L： 由大帶輪輪轂寬度 B=180mm 確定 mL186?， 。2、 3、 4、 5L、：由動顎結構、軸承端蓋、裝配關系等確定， mm5,10,6,04??。3.7.2 偏心軸細部結構由表（《機械設計課程設計》表 10—1）查得大帶輪處鍵2140(9,0.5)bhLmtmr??????。大帶輪輪轂與軸的配合選為 87/6Hn?；滾動軸承與軸的配合采用過度配合，此軸段的直徑公差選為 ；各軸肩處的過渡圓角半徑和各軸段表面粗糙度見圖紙。3.7.3 偏心軸的校核在破碎工作時，破碎力通過動顎軸承傳到偏心軸上，由于該破碎力很大，軸上其它零件傳遞的載荷相對來說就顯得微不足道了，所以計算 31時可把這些載荷忽略不計，而只考慮破碎力的作用，破碎力平均分布在兩個動顎軸承上。圖 3—6 軸的力學模型及轉矩、彎矩圖a) 力學模型圖 b）彎矩圖c）轉矩圖 d）當量彎矩圖(1) 軸的力學模型的建立① 軸上力的作用點位置和支點跨距的確定軸承對軸的作用點按簡化原則則應在軸承寬度的中點，因此可決定偏心軸上動顎兩軸承的位置。動顎處安裝的 22328C 軸承，經(jīng)計算 32可得動顎處兩軸承之間的距離 27CDLm?，軸承離支點的距離 194ACBDLm??。② 繪制軸的力學模型根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制的軸力學模型圖見圖 6—2a(2) 計算軸上的作用力破碎力平均分布在兩個動顎軸承上，分別用 CF、 D來表示；機架軸承要當于兩個支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別