復擺顎式破碎機畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　目前，國內外使用的顎式破碎機種類很多, 復擺顎式破碎機結構簡單，質量較輕，構件較少，結構更緊湊，生產率高，操作和維修方便等優(yōu)點，所以在物料破碎作業(yè)中運用最廣泛的還是復擺顎式破碎機。本畢業(yè)設計主要是為滿足生產需求出料口尺寸：10～50mm；進料塊最大尺寸：180mm；產量：2～3t/h而研究的。</p><

2、p>　　根據(jù)以上要求我設計了復擺顎式破碎機（PE220x360），其工作原理是：電機驅動皮帶，通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉。動顎與偏心軸相連，當偏心軸旋轉時，動顎隨之上下往復運動。當動顎向上運動時，肘板與動顎夾角變大，肘板推使動顎向前運動而靠近定額，致使物料被擠壓碾碎。當動顎向下運動時，肘板與動顎夾角變小，通過拉桿與彈簧裝置，動顎離開定額，物料被排卸出去。隨著偏心軸不斷旋轉，動顎作往復循環(huán)運動，物料不斷被破碎排卸，而達到連續(xù)生產目的。

3、</p><p>　　設計內容主要包括了復擺顎式破碎機的動顎、偏心軸、皮帶輪、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、生產能力、破碎力、功率等）作了計算。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。</p><p>

4、　　關鍵詞：復擺顎式破碎機；工作原理；動顎；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　At present, domestic and international use of many different types of jaw crusher,</p><p>　　Jaw Crusher simple s

5、tructure, the quality of light, fewer components, more compact structure, high productivity, easy operation and maintenance, etc., so the material crushing operation is the most widely used Jaw Crusher.This graduation pr

6、oject mainly is for meets the production need: Discharge hole size: 10~50mm; Feeding block greatest size: 180mm ; output: 2~3t/h.</p><p>　　According to the above asked me to design a Jaw Crusher (PE150 ×

7、; 250), its working principle is: the motor drive belt, pulley driven by the eccentric axis. Moving jaw and the eccentric shaft, when the eccentric shaft rotates, moving up and down reciprocating motion along the jaw. Wh

8、en the moving jaw moves upward, the angle between toggle plate and moving jaw becomes larger, fixed jaw bracket bringing forward movement close to the scale, causing the material to be extruded crushed. When the movin<

9、;/p><p>　　The content of this design totally include jaw crusher’s move jaw, eccentric shaft, belt pulley, toothed rack of move jaw, rack and some important components; in other we introduced the principle of j

10、aw crusher , Features of jaw crusher and important components, included insurance unit , adjustment unit, rack structure ,lubrication unit and so on. At the same time, we computed parameter of the machine (the speed of m

11、ain axle, Productivity, the strength of stave power and so on ) and designed the</p><p>　　Key word: Jaw Crusher Transmission，working principle ，Abrasion jaw crusher’s move jaw， </p><p><b>

12、　　目 錄</b></p><p><b>　　摘　　要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　前 言2</b></p><p>　　1 物料性能及破碎機分類3</p><p>　　1.1 物料破

13、碎及其意義3</p><p>　　1.1.1 破碎的目的3</p><p>　　1.1.2 破碎產品的粒級特性3</p><p>　　1.2礦石的破碎及力學性能4</p><p>　　1.3破碎機的分類及動顎軌跡特性5</p><p>　　1.3.1破碎機分類5</p><p>　　

14、1.3.2 顎式破碎機的動顎軌跡特性6</p><p>　　2 顎式破碎機工作原理及結構分析8</p><p>　　2.1顎式破碎機的工作原理8</p><p>　　2.1.1 簡擺顎式破碎機工作原理8</p><p>　　2.1.2 復擺顎式破碎機工作原理8</p><p>　　2.2主要零部件的結構分析

15、9</p><p>　　2.2.1 動顎10</p><p>　　2.2.2 齒板10</p><p>　　2.2.3 肘板（推力板）11</p><p>　　2.2.4 調整裝置12</p><p>　　2.2.5 保險裝置13</p><p>　　2.2.6 飛輪13</

16、p><p>　　2.2.7 機架結構13</p><p>　　2.2.8 密封及潤滑系統(tǒng)14</p><p>　　3 顎式破碎機結構參數(shù)的選擇與計算16</p><p>　　3.1 顎式破碎機結構參數(shù)的選擇與計算16</p><p>　　3.1.1 給礦口寬度16</p><p>　　3.

17、1.2 給礦口長度16</p><p>　　3.1.3 公稱排料口尺寸b16</p><p>　　3.1.4 鉗角α與排料層平均嚙角αL17</p><p>　　3.1.5 動顎擺動行程s17</p><p>　　3.1.6主軸轉數(shù)17</p><p>　　3.1.7 sL 、αL和n三參數(shù)最佳匹配數(shù)學模型

18、18</p><p>　　3.2 主要構件尺寸的確定18</p><p>　　3.2.1 破碎腔高度H19</p><p>　　3.2.2 曲柄偏心距（或曲柄半徑）l119</p><p>　　3.2.3 連桿長度l219</p><p>　　3.2.4 懸掛高度h020</p><p&g

19、t;　　3.2.5 傳動角20</p><p>　　3.2.6 連桿傾角α′20</p><p>　　3.2.7 肘板長度l3和肘板擺角20</p><p>　　3.2.8 支座O、C間的垂直、水平距離yOC，xOC21</p><p>　　3.2.9 顎式破碎機機構尺寸參數(shù)優(yōu)化設計21</p><p>　　

20、3.3 工作參數(shù)的計算23</p><p>　　3.3.1 主軸轉數(shù)23</p><p>　　3.3.2 生產能力23</p><p>　　3.3.3 最大破碎力Fmax24</p><p>　　3.4.1 動腔的擺動次數(shù)(主軸的轉數(shù))26</p><p>　　3.4.2 電動機的功率26</p>

21、;<p>　　3.4.3 電動機的轉速26</p><p>　　3.4.4 選取電動機26</p><p>　　3.5 帶傳動的設計27</p><p>　　3.5.1 概述27</p><p>　　3.5.2 傳動帶的設計27</p><p>　　3.5.3確定計算功率27</p>

22、;<p>　　3.5.4 選擇帶型27</p><p>　　3.5.5 確定帶輪的基準直徑28</p><p>　　3.5.6 確定中心距a和帶的基準長度Ld28</p><p>　　3.5.7 確定皮帶根數(shù)Z29</p><p>　　3.5.8 確定帶的預緊力F030</p><p>　　3.

23、5.9 計算V帶作用在軸上的力（簡稱軸壓力）Fp30</p><p>　　3.5.10 帶輪的結構設計30</p><p>　　3.6 偏心軸的設計計算32</p><p>　　3.6.1 軸的功用、分類和材料32</p><p>　　3.6.2 軸設計的基本要求32</p><p>　　3.6.3 偏心軸的

24、結構設計33</p><p>　　3.6.4 偏心軸的強度計算34</p><p>　　3.7 顎式破碎機腔型設計34</p><p>　　3.7.1 分層破碎假說35</p><p>　　3.7.2 直線腔形的分析35</p><p>　　4 顎式破碎機主要零件的校核驗算37</p><

25、;p>　　4.1 主要零件受力分析37</p><p>　　4.2 主要零件的強度校核37</p><p>　　4.2.1 肘板的強度校核37</p><p>　　4.2.2 平鍵的選擇與校核38</p><p>　　4.2.3 滾動軸承的選擇39</p><p>　　5 顎式破碎機的使用與測試41&

26、lt;/p><p>　　5.1顎式破碎機的安裝與運轉41</p><p>　　5.1.1 顎式破碎機的安裝41</p><p>　　5.1.2 顎式破碎機的運轉42</p><p>　　5.2 顎式破碎機使用維護42</p><p>　　5.2.1 潤滑42</p><p>　　5.2.2

27、 維修43</p><p>　　6 Pro/E在破碎機設計中的應用45</p><p>　　6.1 破碎機三維設計流程45</p><p>　　6.2 破碎機參數(shù)化設計，強度剛度校核45</p><p><b>　　結束語48</b></p><p><b>　　致 謝

28、49</b></p><p><b>　　參考文獻50</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　國內的礦山工業(yè)、冶煉工業(yè)、建材工業(yè)、公路建設、鐵路建設、水利建設和化工工業(yè)等各種行業(yè)中其所需的各種原料生產大都牽涉到了破碎問題，顎式破碎機在破碎行業(yè)中具有重要的地位。根據(jù)待碎礦

29、石、巖石和物料的性質、用途和數(shù)量的不同，可選用不同類型的破碎設備。目前，常用的破碎設備有顎式、旋回式、錘式、反擊式和輥式破碎機。此外，還有特殊類型的破碎設備。</p><p>　　顎式破碎機由于具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、適用性強等優(yōu)點，早已成為我國生產最多、使用最廣的破碎設備。我國自50年代生產顎式破碎機以來，在破碎機設計方面經歷了類比、仿制、圖解法設計階段，并向計算機輔助設計階段過度

30、。生產制造的顎式破碎機越來越大、性能越來越好、品種越來越多，并在國際上占有一定的市場。目前，我國生產的應用最為廣泛的顎式破碎機有兩種型式：動顎作簡單擺動的曲柄雙搖桿機構顎式破碎機—簡擺型顎式破碎機;動顎作復雜擺動的曲柄搖桿機構顎式破碎機-復擺型顎式破碎機。前者多半制成大型或中型，其破碎比為3～6；后者一般制成中小型，其破碎比可達10。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，復擺型顎式破碎機已向大型化發(fā)展。</p><p>　　顎式破

31、碎機的技術性能主要取決于主參數(shù)的確定、機構尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)的設計。各種不同型號的顎式破碎機雖經長期實踐不斷改進，但其工作原理和結構大同小異，而其工作性能的好壞卻相差甚大。本設計根據(jù)已知參數(shù)：普通巖石的破碎（抗壓強度最高可達300兆帕），最大進料粒度180mm ，出料粒度10～50mm， 產量2～3噸/小時，進行顎式破碎機機構設計，側重于主參數(shù)及其計算方法、機構尺寸參數(shù)、腔型設計、偏心軸設計及校核，以及輔助設備如電動機、V帶、

32、飛輪的選擇。由于水平有限、時間倉促，設計說明書中一定有不少的缺點和錯誤，懇請老師和讀者提出寶貴的意見，給予批評指正!</p><p>　　1 物料性能及破碎機分類</p><p>　　1.1 物料破碎及其意義</p><p>　　從礦山開采出來的礦石成為原礦。原礦是由礦物與脈石組成的。露天礦井開</p><p>　　采出來的原礦其最大粒度一

33、般在200～1300mm，地下礦開采出來的原礦其最大粒度一般在200～600mm之間。這些原礦不能直接在工業(yè)中應用，必須經過破碎和磨礦作業(yè)，使其粒度達到規(guī)定的要求。破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于1～5mm產品的作業(yè)，小于1mm粒度的產品是通過磨碎作業(yè)完成的。</p><p>　　1.1.1 破碎的目的</p><p>　?。?）制備工業(yè)用碎石</p><p>　?。?/p>

34、2）使礦石中的有用礦物分離</p><p>　?。?）為磨礦提供原料</p><p>　　1.1.2 破碎產品的粒級特性</p><p>　　破碎產品都是由粒度不同的各種礦粒所組成。粒度組成和粒度特性曲線可以鑒定破碎產品的質量和破碎機的破碎效果。</p><p>　　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，

35、篩面使用正方形篩孔的篩網。我國通常采用泰勒標準篩，其篩孔大小用網目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4mm）內所具有的篩孔數(shù)目。</p><p>　　根據(jù)篩分結果，可以對產品（或原礦）的粒度特性進行分析。粒度特性用粒級特性曲線表示，縱坐標表示套篩中各篩的篩上物料質量的累積百分數(shù)（簡稱篩上量累積產率%），橫坐標或用篩孔尺寸與最大粒度之比，或用篩孔尺寸與排礦口之比（%）表示。難碎性礦石的粒級曲線呈凸性，這表明礦石

36、中的粗級物料占多數(shù)。中等可碎性礦石的粒級曲線近似直線，這表明各種粒級所占的產率大致一致。易碎性礦石的粒級曲線呈凹形，這表明礦石中的中等粒度的物料占多數(shù)。</p><p>　　為了真實且直觀地反映破碎機的破碎效果，可用下式計算產品的等值粒度值Deq：</p><p>　　式中 n—篩分物料時篩子的個數(shù)</p><p>　　di、ri—第i級物料的粒級平均直徑及其

37、質量百分數(shù)。</p><p>　　1.2礦石的破碎及力學性能</p><p>　　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聚力，使大塊物料分成若干小塊。機械破碎礦石有以下幾種方法：</p><p>　　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應力達到其抗壓強度限而破碎（圖1-1a）。</p><p>　　2）劈

38、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。劈裂的原因時由于劈裂面上的拉應力達到礦石的抗拉強度限（圖1-1b）。</p><p>　　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石內的彎曲應力達到彎曲強度限時礦石被折斷（圖1-1c）。</p><p>　　4）磨碎 礦石與運動的工作表面之間受一定壓力和剪切力

39、時，礦石內的剪切力達到其剪切強度限時，礦石即被粉碎（圖1-1d）。</p><p>　　5）沖擊破碎 礦石受高速回轉機件的沖擊力作用而被破碎。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（圖1-1e）。</p><p>　　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

40、布置的齒形襯板，因此破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式。</p><p>　　礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理力學性能、被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的。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的破碎方法為宜；對脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。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。</p><p>　　圖1-1 礦石的破碎

41、和磨碎方法</p><p>　　a）壓碎 b）劈裂 c）折斷 d）磨碎 e）沖擊破碎</p><p>　　1.3破碎機的分類及動顎軌跡特性</p><p>　　1.3.1破碎機分類</p><p>　?。?）按破碎機粒度分類</p><p>　　1）粗碎破碎機 一般使1500～500mm的物

42、料破碎到350～100mm。</p><p>　　2）中碎破碎機 使350～100mm的物料破碎到140～40mm。</p><p>　　3）細碎破碎機 使100～40mm的物料破碎到30～10mm。</p><p>　　（2） 按破碎機結構和工作原理分類</p><p>　　1）顎式破碎機 其工作部分由固定顎板和活動顎板組成。當

43、活動顎板周期性地靠近固定顎板時，借助壓碎作用將裝于期間的物料破碎；遠離固定顎板時物料靠自重向下移動，直至從排料口排出（圖1-2a）。</p><p>　　2）旋回和圓錐破碎機 其工作部分由內腔為錐形的固定外錐和可運動的內錐體組成。內錐體以一定的偏心半徑繞外錐中心線作偏心運動，不斷改變內外圓錐間的空間形狀，使礦石在兩錐體間受到壓碎和折斷作用而破碎（圖1-2b）。</p><p>　　3）

44、輥式破碎機 礦石在兩個平行且相反轉動的圓柱形輥子中受到壓碎（光輥）或受壓碎和劈裂作用（齒輥）而破碎。當兩輥的轉速不同時，還有磨碎作用（圖1-2c）。</p><p>　　4）沖擊式破碎機-錘式破碎機和反擊式破碎機 利用裝于其上的高速旋轉的錘子的沖擊作用和礦石本身高速沖擊固定襯板而使礦石破碎（圖1-2d）。</p><p>　　破碎機的型式是根據(jù)所采用的選礦工藝流程、礦石的物理力學性

45、能、破碎比及影響礦石可碎性的其它一些因素進行選擇的。</p><p>　　圖1-2 破碎機和磨礦的主要型式</p><p>　　a)顎式破碎機 b）旋回破碎機和圓錐破碎 c）輥式破碎機 d）錘式破碎機</p><p>　　顎式破碎機經100多年的實踐和不斷改進，其結構已日益完善。我國自50年代仿制顎式破碎機以來，經過近50年的摸索和研究，設計資料

46、更加完善，設計方法更加先進，結構更加合理，產品性能更加優(yōu)良。由于它結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便等其它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。</p><p>　　1.3.2 顎式破碎機的動顎軌跡特性</p><p>　　顎式破碎機按運動形式分為兩種基本型式:簡擺顎式破碎機和復擺顎式破碎機。如圖表示兩種基本類型的顎式破碎機的動顎軌跡。</p><p&

47、gt;　　圖1-3 顎式破碎機動顎軌跡</p><p>　　a）簡擺顎式破碎機 b）復擺顎式破碎機</p><p>　　由圖1-3可見，簡擺顎式破碎機動顎上點的軌跡為繞動顎懸掛點轉動的圓弧，其弧長沿進料口到排料口逐漸增大。復擺顎式破碎機動顎上的點一般作平面運動，其軌跡為封閉曲線，進料口處軌跡呈橢圓形，愈靠近排料口其軌跡形狀愈扁直。沿水平方向與垂直方向量取軌跡的位移s和

48、h，則s稱為動顎水平行程，h稱為動顎垂直行程，其比值稱為動顎的行程特性值。</p><p>　　動顎上各點行程及特性值決定了破碎機性能的優(yōu)劣。水平行程可以產生破碎物料所必須的壓縮量，由于物料在破碎時，其塊度越大，所需的壓縮量也越大，因此水平行程應從進料口到排料口逐漸減小。由于排料口處的物料按自由落體排下的，所以排料口處水平行程的大小，還應考慮到排料層物料下落時所需的排料高度。動顎的垂直行程使得動、定顎間產生垂直方

49、向的相對運動，以對物料進行磨搓，同時也可以促進物料向下排料，但磨搓作用使得動、定顎板磨損而降低襯板的使用壽命。因此可用行程特性值衡量破碎機軌跡值性能值優(yōu)劣。</p><p>　　表1-4 兩種基本顎式破碎機動顎軌跡性能比較</p><p>　　表1-4給出了兩種基本型式的破碎機，在相同排料口水平行程s條件下進、排料口處動顎的軌跡性能參數(shù)，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特性值m=0

50、.3。復擺顎式破碎機上部水平行程，大于下部水平行程，且垂直行程很大，其特性值m=2.5～3.0。</p><p>　　與簡擺顎式破碎機相比，因為復擺顎式破碎機上下水平行程分布較合理，且有較大的垂直行程，有利于破碎腔內的物料下移，因此生產能力高于簡擺顎式破碎機約30%。</p><p>　　2 顎式破碎機工作原理及結構分析</p><p>　　2.1顎式破碎機的工作原

51、理</p><p>　　2.1.1 簡擺顎式破碎機工作原理</p><p>　　圖2-1 簡擺顎式破碎機</p><p>　　動顎懸掛在心軸上，可作左右擺動，偏心軸旋轉時，連桿做上下往復運動。帶動兩塊推力板也做往復運動，從而推動動顎做左右往復運動，實現(xiàn)破碎和卸料。此種破碎機采用曲柄雙連桿機構，雖然動顎上受有很大的破碎反力，而其偏心軸和連桿卻受力不大，所以工業(yè)上多制成

52、大型機和中型機，用來破碎堅硬的物料。此外，這種破碎機工作時，動顎上每點的運動軌跡都是以心軸為中心的圓弧，圓弧半徑等于該點至軸心的距離，上端圓弧小，下端圓弧大，破碎效率較低，其破碎比i一般為3-6，由于運動軌跡簡單，故稱簡單擺動顎式破碎機。 </p><p>　　優(yōu)點：結構緊湊簡單，偏心軸等傳動件受力較??；由于動顎垂直位移較小，加工時物料較少有過度破碎的現(xiàn)象，動顎顎板的磨損較小。

53、 </p><p>　　2.1.2 復擺顎式破碎機工作原理</p><p>　　動顎上端直接懸掛在偏心軸上，作為曲柄連桿機構的連桿，由偏心軸的偏心直接驅動，動顎的下端鉸連著推力板支撐到機架的后壁上。當偏心軸旋轉時，動顎上各點的運動軌跡是由懸掛點的圓周線(半徑等于偏心距)，逐漸向下變成橢圓形，越向下部，橢圓形越偏

54、，直到下部與推力板連接點軌跡為圓弧線。由于這種機械中動顎上各點的運動軌跡比較復雜，故稱為復雜擺動式顎式破碎機。圖2-2為復擺顎式破碎機結構示意圖。</p><p>　　圖2－2顎式破碎機結構示意圖 　　 圖2－3 復擺顎式破碎機機構運動簡圖</p><p>　　由圖2－3可計算出復擺顎式破碎機的自由度為：</p><p>　　復擺式顎式破碎機與簡擺式相比

55、較，其優(yōu)點是：質量較輕，構件較少，結構更緊湊，破碎腔內充滿程度較好，所裝物料塊受到均勻破碎，加以動顎下端強制性推出成品卸料，故生產率較高，比同規(guī)格的簡擺顎式破碎機的生產率高出20-30%；物料塊在動顎下部有較大的上下翻滾運動，容易呈立方體的形狀卸出，減少了像簡擺式產品中那樣的片狀成分，產品質量較好。</p><p>　　介于復擺顎式破碎機的優(yōu)點，在本設計中將顎式破碎機設計為復擺型。</p><

56、p>　　2.2主要零部件的結構分析</p><p>　?。校牛?20×360復擺顎式破碎機主要是由機架、動顎、偏心軸、軸承、飛輪、槽輪、肘板、調整部件、拉緊部件、潤滑部件等組成，如下圖２－4所示。</p><p>　　圖2-4　PE-220x360復擺顎式破碎機</p><p><b>　　2.2.1 動顎</b></p&

57、gt;<p>　　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</p><p>　　構應該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結構，為減輕重量，國外也采用焊接結構。由于其結構復雜，因此對焊接工藝的要求較高。按結構特點，可把動顎分成箱型結構與非箱型加筋結構（按其橫截面形狀又可分為“Ｅ”型和反“Ｅ”型兩種）。對于型號較小的復擺顎式破碎機，其動顎一般做成非箱型加筋結構，以便有效地減輕動顎的重

58、量。本設計采用“Ｅ”型動顎，其結構見圖紙。</p><p><b>　　2.2.2 齒板</b></p><p>　　齒板（也叫襯板），是破碎機中直接與礦石接觸的零件，它對破碎機的生產率、比能耗、產品粒度組成和粒形以及破碎力等都有影響。</p><p>　　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，可從兩方面來研究：一

59、是從材質上找到高耐磨性能材料；二是合理確定齒板的結構形狀和幾何尺寸。目前齒板一般采用ZGMn13-4，其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內層金屬原有的韌性。齒板橫斷面結構形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分三角形和梯形表面（如圖２－４所示）</p><p>　　圖2-4 襯板齒形</p><p>　　a)三角形　　　　　　　　　　　　　

60、 b）梯形</p><p>　　本設計中采用三角形齒板，材料為ZGMn13-4。</p><p>　　2.2.3 肘板（推力板） </p><p>　　破碎機的肘板是結構最簡單的零部件，但其作用卻非常大。通常有三個作用:</p><p>　　一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險作用，當破碎腔落入非破碎物料（如釬桿

61、、折斷的鏟齒）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；三是調整排料口大小。</p><p>　　肘板按結構組成分為組裝式和整體式兩種；按肘頭與肘墊（或稱肘板襯墊）的連接型式，可分滾動型與滑動型兩種（如圖2-5）。滾動型結構其傳動效率高，磨損減小，同時在機器運轉過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支承的肘墊表面的平行度誤差也很小，因此肘板的傳力方向與肘墊垂直方向的夾角很小，肘板與其肘墊之間可以保持純

62、滾動。</p><p>　　為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，本設計中采用滾動型肘板，肘板墊材料為ZG310-570。</p><p>　　圖2-5 肘頭與肘墊形式</p><p>　　a）滾動型 b）滑動型</p><p>　　2.2.4 調整裝置</p><p>

63、　　調整裝置是用來調整破碎機排料口大小用。隨著襯板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產品粒度也隨之變粗。為了保證產品粒度的要求，必須利用調整裝置，定期地調整排料口尺寸。此外，當要求得到不同的產品粒度時，也需要調整排料口大小，現(xiàn)有顎式破碎機的調整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調整裝置、楔鐵調整裝置、液壓調整裝置以及襯板調整。</p><p>　　圖2-6 立式楔鐵調整裝置</p><p&g

64、t;　　本設計中采用楔鐵調整裝置（如圖2-6），其優(yōu)點是能實現(xiàn)無極調整、調整方便、不必停車、結構簡單和制作方便。缺點是它的外形尺寸和重量都比較大，使機器尺寸增大，調整很費勁。</p><p>　　2.2.5 保險裝置</p><p>　　當破碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要零部件發(fā)生破壞，通常裝有過載保護裝置。保險裝置有三種:液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。液壓保險裝置由于必須有專用的

65、液壓系統(tǒng)，且對液壓元件和零部件的液壓密封部位有較高的要求，故一般都用于大型的簡擺顎式破碎機。中小型復擺顎式破碎機都以肘板為保險件。</p><p>　　圖2-7 肘板結構</p><p>　　a）變截面結構 b）弧形結構 c）S型結構</p><p>　　設計肘板時除應正確確定由破碎力引起的肘板壓力

66、，以便設計出超載破壞的肘板面積外，在結構設計時，應使其具有較高的超載破壞敏感度。</p><p>　　本設計采用變截面結構（如圖2-7a），材料為HT150，其結構見圖紙。</p><p><b>　　2.2.6 飛輪</b></p><p>　　顎式破碎機的飛輪用以儲存動顎空行程時的能量．再用于工作行程，使機械的工作負荷趨于均勻，帶輪也起著飛

67、輪的作用．飛輪常以鑄鐵或鑄鋼制造，小型機的飛輪常制成整體式。其結構見圖紙。</p><p>　　2.2.7 機架結構</p><p>　　破碎機機架是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，其重量占整機重量很大比例（對鑄造機架為50％左右，對焊接架為30％左右），機架的剛度和強度，對整機性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此，對破碎機機架的要求是：結構簡單易制造，重量輕

68、，且要求有足夠的強度和剛度。破碎機機架按結構分，有整體機架和組合機架；按制造工藝分，有鑄造機架和焊接機架。</p><p>　　本設計采用整體鑄造機架，雖然制造困難，但具有較好的剛性，除用ZG270-500材料外，對小型破碎機破碎硬度較小的物料時，也可用優(yōu)質鑄鐵和球磨鑄鐵。設計時，在保證正常工作條件下，應力求減輕重量。制造時要求偏心軸軸承中心鏜孔，與動顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。</p>&l

69、t;p>　　圖2-8 整體鑄造機架</p><p>　　2.2.8 密封及潤滑系統(tǒng)</p><p>　　密封的功能是阻止泄露，造成泄露的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封兩側有壓力差。消除或減小其中因素都可以阻止或減小泄露，但就一般設備而言，減小或消除間隙是阻止泄露的主要途徑。密封的作用就是將結合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加設小

70、型做工元件對泄露物質造成壓力，與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡。</p><p>　　密封結構種類繁多，所采用密封機理也各不相同。因而對于任何具體應用，都必須進行細致的衡量，然后做出選擇。</p><p>　　偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤滑；心軸和推力板的支承面一般采用潤滑脂通過手動油槍給油；動顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤滑困難．常在軸瓦底部開若干軸向油溝．中間開一環(huán)向油槽使之連通，

71、再用油泵強制注人干黃油進行潤滑。 </p><p>　　3 顎式破碎機結構參數(shù)的選擇與計算</p><p>　　為了保證顎式破碎機運動的可靠性和經濟性，在設計時必須正確地確定它的結構參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計算零部件的基礎。</p><p>　　3.1 顎式破碎機結構參數(shù)的選擇與計算</p><p>　　圖3-1 排料口處排料示意圖<

72、/p><p>　　3.1.1 給礦口寬度 </p><p>　　B=（1.1～1.25）Dmax</p><p>　　式中 Dmax——最大給料粒度</p><p>　　由于Dmax=180mm，故給礦口寬度B的取值范圍為198～225，在本設計中選取B=220mm。</p><p>　　3.1.2 給礦口長度

73、 </p><p>　　L=（1.5～1.7）B</p><p>　　由于B=220mm，故給礦口長度L的取值范圍為330～374，介于我國常見的顎式破碎機型號，在本設計中選取L=360mm。</p><p>　　3.1.3 公稱排料口尺寸b</p><p>　　公稱排料口尺寸，又稱為排礦口最小寬度，一般顎式破碎機排料口的長度與給料口的長

74、度相同，可按下式選定，故有b=bmin=25mm。</p><p>　　b=bmin=dmax-SL=（1/7～1/10）B</p><p>　　式中 dmax-最大給礦粒度</p><p>　　3.1.4 鉗角α與排料層平均嚙角αL</p><p>　　破碎機的動顎與固定顎板之間的夾角稱為鉗角。當破碎物料時，必須使物料既不向上滑動，也不從

75、破碎機給礦口中跳出來。這就要求礦石和顎板工作面之間產生足夠的摩擦力，以阻止礦塊破碎時被擠出去。</p><p>　　正確的選擇顎式破碎機鉗角對于提高破碎機的破碎效率具有很大意義，減小鉗角可以使破碎機的生產能力增加，但會引起破碎比的減小。近年來，采用一種曲面破碎齒板，它在保持破碎比不變的條件下，嚙角將大大減小，而破碎機的生產能力可以提高，且破碎齒板磨損減輕，功率消耗有所下降。在實際生產中，對于復擺顎式破碎機鉗角的范

76、圍為20°-24°，本設計將鉗角α選定為20°，排料層平均嚙角αL定為15°。</p><p>　　3.1.5 動顎擺動行程s</p><p>　　動顎擺動行程s是破碎機最重要的結構參數(shù)，在理論上，動顎的擺動行程應按物料達到破壞時所需之壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形，及其與機架間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動顎擺動行程遠大于理論上求出的數(shù)

77、值。</p><p>　　復擺顎式破碎機的動顎擺動行程受到排礦口寬度的限制。因為，如果動顎下部的擺動行程大于排礦口最小寬度的0.3～0.4倍，將引起物料在破碎腔下部的過壓實現(xiàn)象，容易造成排礦口的堵塞，使負荷急劇增大，所以動顎下部的擺動行程不得大于排礦口寬度的0.3～0.4倍，本設計中SL =8mm。</p><p>　　下端點許用水平行程：</p><p>　　[

78、sL]=0.1415B0.85=0.1415X2200.85=13.86mm</p><p>　　因sL< [ sL]，所以符合要求。</p><p><b>　　3.1.6主軸轉數(shù)</b></p><p>　　對于顎式破碎機，動顎的擺動次數(shù)由偏心軸的轉速決定。在一定范圍內，偏心軸轉速增加，破碎機的生產能力相應的增加。但是，當動顎擺動超過

79、一定限度時，再增加轉速，生產能力增加十分緩慢，有時甚至還下降。而其功耗卻迅速上升，由于過高的偏心軸轉速使破碎好的物料來不及由卸料口排出，反而影響了生產能力的提高。因此，理論上生產能力最高的動顎的擺動次數(shù)為：</p><p>　　式中 sL-動顎下部水平行程（cm）</p><p><b>　　αL-嚙角（°）</b></p><p>

80、;　　經計算n=272r/min。（其中sL=8mm，αL=15°）</p><p>　　3.1.7 sL 、αL和n三參數(shù)最佳匹配數(shù)學模型</p><p>　　sL 、αL和n間的匹配關系，應該考慮其對機器重要性能指標Q和P 的影響。三參數(shù)的最佳匹配，應該使破碎機功耗不超過標準規(guī)定值的前提下具有最大的生產能力。</p><p>　　1）設計變量 X=

81、[x1，x2]T=[sL，αL]T</p><p>　　2）目標函數(shù) minF（X）=min（ ）</p><p>　　3）約束條件 G1（X）=x1=sL≥0</p><p>　　G2(X)=[sL]-x1=[sL]-sl≥0</p><p>　　G3(X)=x2-14°=αL-14°≥0</p>&

82、lt;p>　　G4(X)=α-x2=α-αL≥0 </p><p>　　G5(X)=P0-P≥0</p><p>　　以上優(yōu)化模型的基本思想，是逐步改變下端點水平行程sL和排料層嚙角αL的值，求出與其匹配的主軸轉數(shù)n，使得功耗在不超過標準規(guī)定的條件下，機器的生產能力最高，此時的sL 、αL和n稱三參數(shù)的最優(yōu)點。</p><p>　　解得：

83、sL=13.86 αL=15° n=272r/min</p><p>　　3.2 主要構件尺寸的確定</p><p>　　眾所周知，復擺顎式破碎機可簡化為一個鉸鏈四桿機構，其連桿即動顎。破碎機的性能，主要取決于動顎齒面點的軌跡性能值，而軌跡性能值又取決于齒面點在連桿上的位置以及機構的尺寸。所謂機構尺寸參數(shù)，是指該鉸鏈四桿機構的各桿長度、機

84、架位置和連桿上動點位置等尺寸參數(shù)。破碎機的機構尺寸參數(shù)的設計，是決定機器性能優(yōu)劣的關鍵之一。</p><p>　　圖3-2 機構尺寸設計圖</p><p>　　3.2.1 破碎腔高度H</p><p>　　在鉗角一定的情況下，破碎腔的高度由所需求的破碎比而定，通常破碎腔的高度H=（2.25～2.5）B，即H=495～550mm，在本設計中選取H=520mm。<

85、/p><p>　　3.2.2 曲柄偏心距（或曲柄半徑）l1</p><p>　　不論動顎齒面軌跡性能值分配是否合理，在機構其它尺寸參數(shù)不變的情況下，增大曲柄半徑，均會使顎板齒面各點的行程值增大，一方面可以提高生產能力，另一方面也增大了機器的功耗。由于曲柄半徑的改變并不能有效地調整齒面軌跡性能值的分配，所以曲柄半徑可作為設計變量，也可以按現(xiàn)有的設計經驗確定。通常，對于復擺顎式破碎機sL≈（2～2

86、.2） l1，在本設計中，l1=6mm。</p><p>　　3.2.3 連桿長度l2</p><p>　　連桿長度是指動顎軸承中心至動顎肘板襯墊對稱中心點間的距離。改變連桿長度，實質是改變動顎下端點KL在連桿上的位置，以及改變肘板固定支承點C在機架上的相對位置，改變連桿長度，對動顎下部動點的水平行程及特性值有明顯影響。采用較短的連桿，對于提高生產呢能力和延長顎板使用壽命都有利的。但過短的

87、連桿給機器的結構設計帶來困難并使動顎受力惡化，還可能導致下端點軌跡運動反向等問題。通常，對于中、小型顎式破碎機l2=（0.85～0.9）L，即l2=306～324mm，在本設計中，l2=315mm。</p><p>　　3.2.4 懸掛高度h0</p><p>　　懸掛高度h0是指曲柄固定支座O到定顎板上水平面間的垂直高度。按結構特點，可把復擺顎式破碎機分為三種類型：正懸掛（h >0

88、）,零懸掛（h=0）和負懸掛（h<0）三種結構。</p><p>　　懸掛高度h0實際上決定了動顎上端點K1在連桿上的相對位置。動顎上端點K1相對于連桿上的A（動顎軸承中心）點愈高，其水平行程值愈大且特性值愈小。因此，較小的懸掛高度不但可以增大上端點水平行程值，減小特性值，而且可以降低機器的高度尺寸，減輕重量。目前已有機型采用零懸掛來改善機器的性能。通常，對于復擺顎式破碎機h0≤0.1L。</p>

89、;<p>　　3.2.5 傳動角 </p><p>　　從機構學的角度看，傳動角是指四桿機構中，連桿軸線與搖桿（即肘板）軸線間所夾的銳角，并且傳動角愈接近90°，傳力性能愈好。對于破碎機而言，傳動角的選取除考慮傳力性能外，還必須考慮到加大傳動角，不但增大垂直行程，而且使水平行程值降低。因此傳動角不宜過大，建議取 =45°～55°，在本設計中 。</p>&

90、lt;p>　　3.2.6 連桿傾角α′</p><p>　　連桿傾角α′是為控制動顎的結構尺寸而引出的一個參數(shù)。它是指機構在上極限位置時，連桿軸線A2B2與定顎齒面（鉛垂線）的夾角。當減小連桿傾角α′時，動顎下部結構肥大并使肘板固定支承點C遠離定顎板而增大機架長度，可見α′減小時使機重有所增加。但較小的連桿傾角α′可以增大動顎下部水平行程而利于提高生產能力。所以連桿的選擇，應兼顧到增大下部水平行程而又不使動

91、顎下部肥大。通常，α′=10°～20°，在本設計中α′=15°。</p><p>　　3.2.7 肘板長度l3和肘板擺角 </p><p>　　當動顎的擺動行程sL和偏心距l(xiāng)1確定后，在選取肘板長度時，肘板長度和偏心距的關系為:</p><p>　　l3min=16.5 l1 l3max=25 l1&l

92、t;/p><p>　　式中l(wèi)3min和l3max為肘板長度的最小、最大值，l1 — 偏心距。</p><p>　　兩個肘板長度應根據(jù)機械運動的要求來確定，二者必須一致，在本設計中選取肘板長度l3為120mm。對于復擺顎式破碎機，肘板擺角 =45°～50°，在本設計中 =45°。</p><p>　　3.2.8 支座O、C間的垂直、水平距離

93、yOC，xOC</p><p>　　解得： xOC=28.8mm yOC=247.8mm</p><p>　　機架位置參數(shù)l4、α4為</p><p>　　解得：l4=249.5mm α4=83°</p><p>　　3.2.9 顎式破碎機機構

94、尺寸參數(shù)優(yōu)化設計</p><p>　　破碎機機構尺寸參數(shù)優(yōu)化，應該在積累原有經驗的基礎上，使機器具有優(yōu)良的技術性能，即實現(xiàn)生產能力高、功耗低、重量輕、磨損少的設計目標。這一目標可以用兩種不同的方法來處理：或按四項要求建立綜合目標函數(shù)，以加權因子來反映不同要求的重要性；或突出主要目標，以生產能力最大為目標函數(shù)，其它要求用性能約束條件來控制。兩種方法可以得到相近的結果，而后者單目標化，可以避免前者多目標化中因各目標函

95、數(shù)值量級上的差別及重要程度而產生的確定加權因子的困難.</p><p><b>　　1）設計變量</b></p><p>　　取連桿長度l2以及機構在上極限時的連桿傾角α‘，傳動角γ及懸掛高度h0為設計變量：</p><p>　　X=[x1x2x3x4]T=[l2h0γα‘]T</p><p><b>　　(1

96、) 目標函數(shù)</b></p><p>　　目標函數(shù)是設計變量的函數(shù)，以F（x）表示。優(yōu)化設計習慣上按目標函數(shù)極小化處理。要求生產能力最大，也就是1/Q（x）極小，故目標函數(shù)表示為：</p><p><b>　?。?）設計約束</b></p><p>　　約束條件包括邊界約束和反映其它設計目標的性能約束兩部分。四個設計變量的邊界約束為

97、：</p><p>　　G1(x)=K1(B-b)/sinα-l2=K1(B-b)/sinα-x1≥0 ①</p><p>　　G2(x)=l2-K2(B-b)/sinα=x1-K2(B-b)/sinα≥0 ②</p><p>　　G3(x)=h0=x2≥0 ③</p><p>　　G4(x)=K3(

98、B-b)/sinα-h0=K3(B-b)/sinα-x2≥0 ④</p><p>　　G5(x)=γ-π/4=x3-π/4≥0 ⑤</p><p>　　G6(x)=π/3.2727-γ=π/3.2727-x3≥0 ⑥</p><p>　　G7(x)=α-π/18=x4-π/18≥0 ⑦</p><

99、p>　　G8(x)=π/9-α’=π/9-x4≥0 ⑧</p><p>　　式中，①、②兩個約束條件，給定連桿長度的選擇范圍，太短使動顎受力惡化并給結構設計帶來一定困難，太長使下部行程變小并增大機器高度，因此以動顎齒板長度(B-b)/sinα為基準，系數(shù)取值建議K1=1.0～1.1，K2=0.7～0.9，即連桿長度的最大變動范圍為動顎齒板長度的0.7～1.1倍。</p><p

100、>　　約束條件③、④控制懸掛高度的取值范圍，其中K3=0.1，即希望較低的懸掛高度，以改善上端點特性值并增大其水平行程值。將懸掛高度的最大值取為動顎齒板長度的0.1倍，最小可為零懸掛。</p><p>　　約束條件⑤、⑥分別控制傳動角與連桿傾角的取值范圍，即45°≤γ≤55°，10°≤α´≤20°。</p><p>　　保證其它設計要

101、求的性能約束有：</p><p>　　G9(x)=s1/sL-K4≥0 </p><p>　　G10(x)=P0-P≥0 </p><p>　　G11(x)=[s]-sL≥0 </p><p>　　G12(x)=K5-mL≥0 </p><p>　　式中s1/sL為上、下端點水平行程的比值，用以保

102、證上端點有足夠的水平行程，避免腔中、下部出現(xiàn)待料現(xiàn)象，即s1≥K4sL。建議K4取0.7～1.5，小型號破碎機取大值。P≤P0即破碎機功耗不大于標準規(guī)定值。為了保證排料層物料不產生過壓實現(xiàn)象，應對下端點水平行程sL加以限制，即sL≤[s],其中[s]=0.1415B0.85。在邊界約束中規(guī)定較低的懸掛高度，可以使上端點特性值得到改善，而下端點的特性值由G12(x)條件控制，即mL≤K5。</p><p>　　3.

103、3 工作參數(shù)的計算</p><p>　　3.3.1 主軸轉數(shù)</p><p>　　破碎機的主軸轉數(shù)n是根據(jù)在一個運動循環(huán)的排料時間內，壓縮破碎棱柱體的上層面按自由落體下落至破碎腔外的高度h計算確定的。</p><p>　　式中 n-主軸轉數(shù)（r/min）</p><p>　　SL-動顎下端點水平行程（mm）</p><p&

104、gt;　　-排料層平均嚙角（°）</p><p>　　q-系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉速的增減系數(shù)。取q=0.95-1.05.本設計中取q=1</p><p>　　解得：n=272r/min。</p><p>　　3.3.2 生產能力</p><p>　　顎式破碎機的生產能力是指在單位時間內能破碎物料的數(shù)量，也稱為產量或生產率。顎

105、式破碎機的生產能力是以動顎擺動一次，從破碎腔中排出一個松散的棱柱體的物料為計算依據(jù)。目前廣泛應用的是經驗公式：</p><p>　　式中：Q——生產能力（m3/h）</p><p>　　n——主軸轉速（r/min）</p><p>　　L——破碎腔長度（m）</p><p>　　b——公稱排料口尺寸（m）</p><p&g

106、t;　　SL——動顎下端點水平行程（m）</p><p>　　μ1——壓碎破碎棱柱體的填充度，中小型機在公稱排料口下一般取0.65～0.75（在此取μ1=0.7）</p><p>　　則本設計的顎式破碎機的生產能力為：</p><p>　　Q=30x272x0.36x0.01386x(2x0.025-0.01386)x0.7/tan15°</p>

107、;<p>　　=3.844m3/h</p><p>　　標準中的生產能力，是指機器在開邊制公稱排料口下，每小時所處理的抗壓強度為250MPa、堆密度為1.6t/m3 的花崗巖物料立方米數(shù)</p><p>　　故Q=3.844×1.6=6.15t/m3,滿足生產需求。</p><p>　　通過對生產能力各因素的分析，可尋求提高生產能力的途徑：&

108、lt;/p><p>　　1）適當增大sL是提高生產能力的關鍵，當然sL過大時，將會使排料層物料產生過壓實現(xiàn)象，并增大產品粒度的離散性，甚至會出現(xiàn)在最小排料口下動顎與定顎的干涉現(xiàn)象，這是應該避免的。</p><p>　　2）減小排料層嚙角αL能提高生產能力，這是因為能促進充分破碎。</p><p>　　3.3.3 最大破碎力Fmax</p><p>

109、;　　破碎力在腔內的分布情況及其合力作用點位置、大小、是機構設計和零部件強度設計的重要依據(jù)。由于破碎力分布以及其合力大小、作用點位置具有隨機性，用理論分析的方法將會產生較大的誤差。通過大量實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，再經過理論推導，建立實驗分析計算式是一種較好的方法，能夠近似反映出破碎力的變化規(guī)律并有較大的計算準確度。</p><p>　　在計算破碎力時，作如下假設: </p><p>　　1）在破

110、碎腔有效高度上填滿破碎物料。</p><p>　　2) 在破碎腔的縱向與橫向截面上，物料呈球形且占據(jù)整個破碎腔。</p><p>　　圖3-3破碎腔中球體排列情況</p><p>　　3）盡管破碎是在物料承受彎曲、擠壓、劈裂等綜合作用的結果，為計算方便起見，假定物料是在顎齒作用下按劈裂拉伸破壞的。</p><p>　　4）由于破碎時物料有一定

111、的松散度，使得排列在腔內的各球體不能同時發(fā)生破壞，即物料是在動顎的破碎行程中連續(xù)被破碎。 </p><p>　　式中 Fmax-最大破碎力 N</p><p>　　-抗壓強度 N/cm2</p><p>　　k-有效破碎系數(shù)，對中、小型k=0.34～0.48。</p><p>　　B、b、L的單位cm</p>&l

112、t;p>　　取k=0.4 =300MPa</p><p>　　則 Fmax==786KN</p><p>　　3.4 電動機選擇與確定</p><p>　　3.4.1 動腔的擺動次數(shù)(主軸的轉數(shù))</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>

113、;　　=272r/min</b></p><p>　　式中 s：動腔下端的擺動行程(cm)</p><p>　　n：主軸轉速(r/min)</p><p>　　a：排料層平均嚙角(°)</p><p>　　3.4.2 電動機的功率</p><p>　　在顎式破碎機的破碎過程中，其功率消耗與轉速，