顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)

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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 摘 要 破碎機(jī)是選煤工業(yè)中不可缺少的設(shè)備，也是原料、材料、燃料、電力和鋼鐵等部門所必須的設(shè)備。隨著工業(yè)的發(fā)展對(duì)破碎機(jī)的要求也越來越高。 在工業(yè)應(yīng)用中常用的破碎機(jī)類型有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)，磨碎機(jī)等。顎式破碎機(jī)有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如:具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造容易、維修方便等其他破碎機(jī)無法替代的優(yōu)點(diǎn)，至今仍廣泛應(yīng)用于工業(yè)各部門，而且我國(guó)生產(chǎn)的破碎機(jī)還遠(yuǎn)銷其它國(guó)家。本文所設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)是在原顎式破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，保留了原顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)其優(yōu)化方面進(jìn)行闡述。 通過實(shí)習(xí)、查閱大量的資料和反復(fù)的推敲。通過建立一個(gè)較為完善的數(shù)學(xué)模型，并利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化出顎式破碎機(jī)的主要參數(shù)，使其結(jié)構(gòu)更合理，能量利用率更高，性價(jià)比更好。同時(shí)對(duì)新型顎式破碎機(jī)進(jìn)一步闡述，提高了破碎機(jī)的過載保護(hù)性能，降低了物料的過粉碎，從而提高了破碎機(jī)的使用壽命及生產(chǎn)率。 本次設(shè)計(jì)對(duì)顎式破碎機(jī)的箱體銷軸等部分做了詳細(xì)設(shè)計(jì)，使破碎機(jī)裝卸方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、維修容易，以便能利用破碎機(jī)更好的工作，發(fā)揮顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：破碎機(jī)；顎式破碎機(jī)；闡述；優(yōu)化；設(shè)計(jì) ABSTRACT The crusher is a very important and indispensable equipment in mineral separation industry.So it is in department of raw material,materials,fuels electricity iron and steel.With the department of the industry, the require of the crasher is more and more higher. There are several kinds of crashers being used in industry .such as jaw crusher revolve crusher,roller crusher ,punch crusher,grind crusher .Jaw crusher has many advantages,which other crushers can not instead of .Such as simple structure, safety work ,make easy,maintain easy and so on.The Jaw crusher is widely used in industries.And those are made by our country are used by other countries,this design of the Jaw crusher is based on the advantages of the older Jaw crusher ,and studied in improved aspects. After practice,reading amount of material and the analysis ,we set up a more perfective model of parameter .And use of the computer improve the main parameter of the crusher ,make the structure of the crusher become better ,and the utilities of energy is much higher .And the matter of cost is much better.At the same time ,we have studied new Jaw crasher,and it raises the crusher’s protective, reduces the over crushed mesh of the material,.and it raises it’s productive and the life of the crusher. There are some improvements in frame.it makes crusher easy to be assembled and disassemble ,uphold ,maintain easy, so that utilize the crusher work much better ,and play the important role in the Jaw crusher. Keywords：crusher; Jaw crusher; study; improve ; design I 目錄 前言 1 1概述 3 1.1破碎 3 1.2破碎的目的 4 1.3破碎的方法 4 1.4 破碎機(jī)的類型 6 1.5破碎機(jī)的選型 11 1.5.1復(fù)擺式顎式破碎機(jī)主要零部件分析 12 2 顎式破碎機(jī)的參數(shù) 21 2.1結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 21 2.2工作參數(shù)的確定 24 2.3電動(dòng)機(jī)的選擇 29 2.4飛輪幾何尺寸的確定 29 3 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 32 3.1皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 32 3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 3.3軸和鍵的校核 39 3.4軸承的校核 45 3.4.1 計(jì)算當(dāng)量載荷 45 3.4.2 軸承的壽命 45 4 顎式破碎機(jī)動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì) 47 4.1顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 47 4.2顎式破碎機(jī)的最優(yōu)動(dòng)力平衡 48 4.2.1顎式破碎機(jī)支座附加動(dòng)壓力計(jì)算 48 4.2.2振動(dòng)力最優(yōu)平衡 49 4.2.3各種平衡方法對(duì)比實(shí)例 50 4.3顎式破碎機(jī)拉桿彈簧的計(jì)算載荷確定 53 4.3.1彈簧拉力計(jì)算式 54 4.3.2確定肘板約束反力的條件 55 4.3.3彈簧計(jì)算載荷的最優(yōu)計(jì)算 56 4.4機(jī)構(gòu)平衡與拉桿彈簧的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì) 57 4.5顎式破碎機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 59 4.5.1機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式求解 60 4.5.2顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程式 61 4.5.3等效驅(qū)動(dòng)力矩 61 4.5.4等效阻力矩 63 4.5.5飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的迭代方法 65 4.5.6優(yōu)化模型 66 4.5.7優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟 68 5 顎式破碎機(jī)的使用與測(cè)試 70 5.1顎式破碎機(jī)的操作 70 5.1.1起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作 70 5.1.2操作順序 71 5.1.3起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意的事項(xiàng) 71 5.2顎式破碎機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 72 5.2.1顎式破碎機(jī)的日常維護(hù) 72 5.2.2顎式破碎機(jī)的故障分析與排除 73 結(jié) 論 77 致 謝 78 參考文獻(xiàn)： 79 81 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。而一般砂石都需要破碎從而達(dá)到生產(chǎn)要求。自第一臺(tái)顎式破碎機(jī)問世以來，至今已有140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)械來進(jìn)行加工，來滿足工程的需要。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)。 常用的破碎機(jī)械有顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)等幾種。顎式破碎機(jī)主要用于抗壓強(qiáng)度不超過320兆帕的各種物料的中碎、粗碎作業(yè)，具有破碎比大、產(chǎn)量高、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維修簡(jiǎn)便、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。該破碎機(jī)已廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利等部門。顎式破碎機(jī)性能特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修使用方便；性能穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)成本低；破碎比大。顎式破碎機(jī)按照活動(dòng)顎板的擺動(dòng)方式不同，可以分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)(簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī))。復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)(復(fù)擺顎式破碎機(jī))和綜合擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)三種。 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)與簡(jiǎn)擺式相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量較輕，構(gòu)件較少，結(jié)構(gòu)更緊湊，破碎腔內(nèi)充滿程度較好，所裝物料塊受到均勻破碎，加以動(dòng)顎下端強(qiáng)制性推出成品卸料，故生產(chǎn)率較高，比同規(guī)格的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率高出20-30%；物料塊在動(dòng)顎下部有較大的上下翻滾運(yùn)動(dòng)，容易呈立方體的形狀卸出，減少了像簡(jiǎn)擺式產(chǎn)品中那樣的片狀成分，產(chǎn)品質(zhì)量較好。 本次設(shè)計(jì)改進(jìn)后特點(diǎn)： 1. 破碎腔深而且無死區(qū)，提高了進(jìn)料能力與產(chǎn)量； 2. 其破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻； 3. 墊片式排料口調(diào)整裝置，可靠方便，調(diào)節(jié)范圍大，增加了設(shè)備的靈活性； 4. 潤(rùn)滑系統(tǒng)安全可靠，部件更換方便，保養(yǎng)工作量??； 5. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低； 6. 設(shè)備節(jié)能：?jiǎn)螜C(jī)節(jié)能15%～30%，系統(tǒng)節(jié)能一倍以上； 7. 排料口調(diào)整范圍大，可滿足不同用戶的要求； 8. 噪音低，粉塵少。 1概述 1.1破碎 把大塊物料變小的過程稱為破碎。一般是施加外力，克服物料間的內(nèi)聚力，而使物料破碎。 破碎在選礦、化工、建筑材料等工業(yè)部門占有重要地位。目前在選礦廠中破碎磨礦的生產(chǎn)費(fèi)用占全部選礦費(fèi)用的40﹪以上。而破碎磨礦的投資占選礦廠總投資的60﹪左右。因此提高破碎生產(chǎn)率、降低破碎功率消耗有著重大的意義。 根據(jù)破碎原料及產(chǎn)物粒度的不同，可大致將破碎作業(yè)分為五個(gè)階段， 即：1）粗碎；2）中碎；3）細(xì)碎；4）粗磨；5）細(xì)磨 每經(jīng)過一次破碎，物料都有一定程度的縮小。破碎前物料最大塊直與破碎后物料最大塊直徑之比，稱為破碎比。即 式中： ——破碎原料中最大塊直徑 mm。 ——破碎產(chǎn)物中最大塊直徑 mm。 通常所說的破碎比是指平均破碎比，既破碎前后物料顆粒的平均比值及粒度變化程度，并能近似的反映出物料的作業(yè)情況。為簡(jiǎn)易的表示和比較各種粉碎機(jī)械這一主要特征，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口寬度與最大出料口寬度的比值作為該破碎機(jī)的破碎比，并稱其為公稱破碎比。破碎機(jī)的破碎比一般在3～30之間，一般都比公稱破碎比低。 破碎比和單位電耗是破碎機(jī)械工作中的基本技術(shù)指標(biāo)。單位電耗用以判別破碎機(jī)械的動(dòng)力消耗是否經(jīng)濟(jì)，破碎比用以破碎過程的特征和質(zhì)量。因此選用破碎機(jī)，并鑒定破碎機(jī)的使用工作效率應(yīng)同時(shí)考慮其破碎比和單位電耗。 1.2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。這種碎石 可制備成混凝土。它們?cè)诮ㄖ⑺姷刃袠I(yè)中廣泛應(yīng)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 礦石中有單金屬礦和多金屬礦，而且原礦多為品味較低的礦石。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 磨礦工藝所需粒度不大于1～5mm的原料，是由破碎產(chǎn)品提供的。例如在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團(tuán)廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，通過磨碎使產(chǎn)品達(dá)到要求的粒度和粉末狀態(tài)。 1.3破碎的方法 粉碎機(jī)械雖然類型繁多，但按施力方法不同，對(duì)物料粉碎有擠壓、彎曲、沖擊、剪切和研磨等方法。而在破碎機(jī)械中，施力情況很復(fù)雜，往往是幾種施力同時(shí)存在，當(dāng)然在某一種破碎機(jī)械中也只有一種或兩種主要施力。 由于物料形狀是不規(guī)則的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同，利用機(jī)械力破碎物料按施加外力不同有如下幾種方法。 1. 壓碎 將物料置于兩塊工作面之間，施加壓力后物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度而破碎。這種方法一般應(yīng)用于破碎大塊物料，如圖1—2（a）(c ) F F F F F F (a) (b) (c) F F F F F （d） (e) (f) (g) 圖 1-1 物料的粉碎方法 2．劈碎 將物料置于一個(gè)平面和一個(gè)帶尖棱的工作平面之間，當(dāng)帶尖棱的工作面對(duì)物料擠壓時(shí)，物料將沿壓力作用線的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉應(yīng)力達(dá)到或超過物料拉伸強(qiáng)度極限。物料的拉伸強(qiáng)度極限比抗壓強(qiáng)度極限小的多，其工作原理見圖 1—1（b）。 3. 折碎 物料受彎曲應(yīng)力作用而破碎。被破碎物料承受集中載荷作用的二支點(diǎn)簡(jiǎn)支梁或多支點(diǎn)梁，當(dāng)物料的彎曲應(yīng)力達(dá)到物料的彎曲強(qiáng)度時(shí)，即被折斷而破碎，其工作原理見圖 1—1 (d) (e)。 4. 沖擊破碎 物料受沖擊力作用而破碎。見圖1—1（f）它的破碎力是在瞬間作用的，具有破碎效率高、破碎比大、能量消耗小。 5．磨碎 物料與運(yùn)動(dòng)的工作表面之間受一定的壓力和剪力作用后，其剪切力達(dá)到物料的剪切強(qiáng)度極限，物料便破碎，或物料彼此之間的剪切、磨削作用而使物料破碎，見圖1—1（g）。 目前通用破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證滿足上述的破碎方式。每一種破碎機(jī)都應(yīng)具有上述的一種或多種破碎方式。隨著現(xiàn)代化工藝的發(fā)展和技術(shù)要求的提高，破碎物料有可能需要多種破碎方式的結(jié)合。 1.4 破碎機(jī)的類型 目前選礦工業(yè)上應(yīng)用的破碎方法主要是利用機(jī)械力的作用。在現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展中，破碎機(jī)械也在不斷的發(fā)展和改進(jìn)。這些改進(jìn)主要包括下列方面：減少機(jī)器零件本身的重量、制造成本和外型尺寸；減少功耗、提高單位生產(chǎn)率；改善產(chǎn)物的粒度組成；減少機(jī)器的磨損及檢修費(fèi)用等。同時(shí)也考慮到如何適應(yīng)被破碎物料的不同硬度及其塊度等。 現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中的破碎設(shè)備種類繁多，按照使用的粒度范圍可將破碎機(jī)械分為兩類：破碎機(jī)和磨碎機(jī)。破碎機(jī)一般處理較粗的物料，所得的產(chǎn)品是粗粒（一般在3毫米以上），其結(jié)構(gòu)上的特征是破碎部件之間有一定的間隙，不互相接觸。一般又可分為粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)。磨礦機(jī)所處理的物料較細(xì)，產(chǎn)品是細(xì)粒（可達(dá)0.06毫米或更細(xì)），其破碎特點(diǎn)是部件相互接觸。所采用的破碎介質(zhì)是球、棒、礫石或礦塊等。這一分類并不是很嚴(yán)格的。 目前通用的破碎機(jī)分類原則是根據(jù)破碎方法、機(jī)械的構(gòu)造特征來劃分的，圖1—3是各種主要類型破碎機(jī)示意圖。 1 2 1 2 3 圓錐式破碎機(jī)示意圖(a) 顎式破碎機(jī)破碎示意圖(b) 錘式破碎機(jī)破碎示意圖(c) （a）1—?jiǎng)渝F 2—定錐 (b) 1—固定顎 2—?jiǎng)宇€閉合時(shí) 3—?jiǎng)宇€開啟時(shí) 輥式破碎機(jī)破碎示意圖(d) 圖1- 2 常用破碎機(jī)原理示意圖 1、 圓錐式破碎機(jī)（如圖1—2a） 圓錐式破碎機(jī)的主要破碎部件是定錐和動(dòng)錐，定錐主要有調(diào)整套和定錐襯板組成。襯板連同吊鉤一起用高錳鋼鑄成，用V型螺栓懸掛在調(diào)整套的筋上，它們之間澆鑄鋅合金，使之緊密結(jié)合，接料漏斗用螺釘固定在調(diào)整套上，調(diào)整套和支撐套用螺紋聯(lián)接，而支撐套又用彈簧螺桿壓緊在機(jī)架上。 動(dòng)錐主要有動(dòng)錐體、主軸、動(dòng)錐襯板和分配盤組成，動(dòng)錐體壓裝在主軸上，動(dòng)錐襯板為高錳鋼鑄件，壓套和錐頭壓在動(dòng)錐體上，動(dòng)錐體和襯板間澆注鋅合金，使之緊貼，主軸頭上安裝分配盤，主軸下部成錐型，插入偏心襯套的錐型孔內(nèi)，當(dāng)偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)動(dòng)錐做偏旋運(yùn)動(dòng)，為了保證動(dòng)錐偏旋運(yùn)動(dòng)，動(dòng)錐體下部加工成球面，并支撐在碗型軸承上。碗型軸承由碗型軸瓦和軸承座組成，軸承架用方銷固定在機(jī)架套筒上，動(dòng)錐所受的全部力量都有機(jī)架承受。 圓錐破碎機(jī)的工作原理是對(duì)物料施加擠壓力，使物料在兩個(gè)圓錐之間同時(shí)受到剪切應(yīng)力和彎曲力的作用而被破壞。物料破碎后自由卸料。其生產(chǎn)能力大，動(dòng)力消耗低。圓錐破碎機(jī)按用途可分為粗碎、中細(xì)碎兩種。用作粗碎的圓錐破碎機(jī)又稱為旋回破碎機(jī)，因?yàn)樵摍C(jī)需處理尺寸較大的料塊，所以進(jìn)口要求寬大。其動(dòng)錐是正置的，而定錐是倒置的。用作中細(xì)碎的圓錐破碎機(jī)有兩種。常規(guī)型圓錐破碎機(jī)，又稱為菌型圓錐破碎機(jī)，其處理的物料為經(jīng)過粗碎的，故進(jìn)料口不需很大，但要求加大卸料范圍，以提高生產(chǎn)能力。對(duì)破碎后的產(chǎn)品要求具有比較均勻的粒度，所以定錐和動(dòng)錐都是正置的。 2、顎式破碎機(jī)（如圖 1—2b） 顎式破碎機(jī)定顎動(dòng)顎上都裝有襯板，襯板上有齒牙，有助于破碎物料。襯板的作用是防止定顎、動(dòng)顎受到磨損。心軸的兩端有軸承支撐，其上安裝有連桿。連桿的連桿頭與桿身分開制造。電動(dòng)機(jī)通過V帶帶動(dòng)帶輪及偏心軸。在連桿下端的凹槽中，裝有推力板支座，前推力板和后推力板分別支撐在支座上，上方有楔鐵壓緊。 在后推力板和后支座之間，有一組墊板，用來調(diào)整排料口寬度。增加墊板厚度，使推力板和動(dòng)顎向左方偏移，排料口減小。反之，減小墊板厚度，排料口將增大。 為了防止破碎機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致破碎機(jī)損壞，在零件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，將后推力板制成最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，過負(fù)荷時(shí)使它首先折斷，以保護(hù)軸承及機(jī)器其它部分不受損壞，通常后推力板由鑄鐵制成，并在中間鉆孔或切槽來減小其斷面尺寸，過載時(shí)它們首先折斷。這種保險(xiǎn)裝置的缺點(diǎn)是出現(xiàn)事故后處理較為復(fù)雜，停車時(shí)間長(zhǎng)。 顎式破碎機(jī)是靠可動(dòng)顎板周期的壓向固定的顎板，將夾于其中的物料破碎。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門。 顎式破碎機(jī)通過動(dòng)顎繞固定軸心周期的擺動(dòng)，使其靠近或離開固定顎，造成礦石受擠壓、破裂、彎曲而破碎。破碎后礦料從排料口排出。 按顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)軌跡，可分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)和復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)主要用于粗碎，復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)用于中、細(xì)碎。 3、沖擊式破碎機(jī) （ 如圖 1—2c） 錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)都屬于沖擊式破碎機(jī)。錘式破碎機(jī)中物料受高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊和物料本身以高速向固定襯板沖擊而使物料破碎。反擊式破碎機(jī)中其物料受高速運(yùn)動(dòng)的板錘的打擊使物料向反擊板高速?zèng)_擊，以及物料之間的相互撞擊而粉碎。沖擊式破碎機(jī)都有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘，當(dāng)物料進(jìn)入破碎機(jī)后，被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量，高速拋向破碎機(jī)壁。兩者都是沖擊破碎，所不同的是反擊式破碎機(jī)中，物料受到更多次的反復(fù)沖擊而破碎，具有高頻沖擊的特點(diǎn)。兩種破碎機(jī)的破碎比都很大，適合于破碎軟性物料。 4、輥式破碎機(jī) （如圖 1—2d） 物料落到兩個(gè)相互平行而旋轉(zhuǎn)方向相反的輥?zhàn)娱g，物料在輥?zhàn)颖砻娴哪Σ亮ψ饔孟?，被扯進(jìn)輥?zhàn)又g，受到輥?zhàn)拥臄D壓而破碎。 輥式破碎機(jī)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)能力低，要求將物料均勻連續(xù)的喂到輥?zhàn)拥娜L(zhǎng)上，則輥?zhàn)幽p不均，且所得產(chǎn)品粒度也不易均勻。需要經(jīng)常修理，對(duì)于光面輥式破碎機(jī)，喂入料塊的尺寸要比輥?zhàn)拥某叽缧〉亩?。故不能破碎大塊物料，也不宜破碎堅(jiān)硬物料，通常作中硬或松軟物料的中、細(xì)碎。齒面輥式破碎機(jī)雖然可以鉗進(jìn)較大塊的物料，但也限于中碎時(shí)使用，而且物料的抗壓強(qiáng)度不能超過60.8MPa，否則齒棱很易折斷。 5、 復(fù)擺式顎式破碎機(jī) 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，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%—30%）等優(yōu)點(diǎn)。但復(fù)擺顎式破碎機(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。 在工程上應(yīng)用較為廣泛的是復(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)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要由機(jī)架、顎板、側(cè)護(hù)板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。 機(jī)架即機(jī)座，實(shí)際上是個(gè)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(qiáng)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。大型破碎機(jī)的機(jī)架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起，鑄造工藝較為復(fù)雜。自制的小型顎式破碎機(jī)可用40～50毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。 顎板包括活動(dòng)顎板和固定顎板，各與顎床組成活動(dòng)顎和固定顎。顎板用楔形鐵塊和螺栓固定在顎床表面，保護(hù)顎床不受磨損。固定顎的顎床就是機(jī)架，活動(dòng)顎的顎床懸掛在偏心軸上，由于它直接承受對(duì)石料的擠壓作用力，所以必需有足夠的強(qiáng)度和剛度活動(dòng)顎床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。顎板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖擊力外，尚與石塊強(qiáng)烈摩擦，因此要求用高強(qiáng)度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼顎板，其鑄鋼含錳量為12～14%左右。若條件受限制時(shí)，可用白口鑄鐵代替，但容易磨損和折斷，使用壽命不長(zhǎng)。為了有效地破碎石料，顎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(dòng)力消耗大。一般齒高和齒距之比為1/2～1/3之間。由于復(fù)擺式的特點(diǎn)造成顎板底部比上部磨損快，所以顎板往往做成上下對(duì)稱形狀，以便磨損后能倒置安裝，延長(zhǎng)使用壽命。 1.5破碎機(jī)的選型 對(duì)比以上各種破碎機(jī)可以得出結(jié)論： 1）由于復(fù)擺顎式破碎機(jī)將簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的連桿與動(dòng)顎合而為一且只有一個(gè)肘板，所以其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)可靠、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。 2）簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)增力六桿機(jī)構(gòu)。特別是當(dāng)前后推力板的夾角趨于時(shí)，可以產(chǎn)生很大的破碎力。因此在大型破碎機(jī)中一般采用這種結(jié)構(gòu)，這是復(fù)擺顎式破碎機(jī)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。 3）復(fù)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎上各點(diǎn)的軌跡分布比較合理，其水平行程沿動(dòng)顎顎板面由下至上逐漸加大，正好滿足破碎大塊物料需加大壓縮量的要求，且排料時(shí)動(dòng)顎下端點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)排料以利提高生產(chǎn)能力。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎顎板面上各點(diǎn)軌跡分布，正好與復(fù)擺顎式破碎機(jī)相反，欲加大上部水平行程以滿足破碎大塊物料之需要，則下部水平行程將更大，從而造成產(chǎn)品粒度更加不均勻。為消除該缺陷，也有把動(dòng)顎懸掛點(diǎn)提高向前移動(dòng)至破碎腔嚙角平分線上，以減小上、下水平行程的巨大差異，但效果不大且加大了機(jī)構(gòu)的尺寸。因此復(fù)擺顎式破碎機(jī)比簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的生存率高30%。 4）復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎垂直行程大，加劇齒板與物料間的摩擦作用，這樣不但加快了破碎板的磨損，降低其使用壽命，使產(chǎn)品出現(xiàn)粉料，粒度更不均勻，而且使非生產(chǎn)性的能量消耗增加。因此，在復(fù)擺顎式破碎機(jī)中采用滾動(dòng)軸承，且在肘板支承處采用高副純滾動(dòng)聯(lián)接，以提高破碎機(jī)的機(jī)械效率，降低其單位耗功。因此是否可設(shè)計(jì)制造出大型的復(fù)擺顎式破碎機(jī)，主要取決于是否可提供大型滾動(dòng)軸承產(chǎn)品。 所以根據(jù)以上分析并且考慮實(shí)際情況選擇復(fù)擺式顎式破碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.5.1復(fù)擺式顎式破碎機(jī)主要零部件分析 （1）連桿 只在簡(jiǎn)擺破碎機(jī)才有連桿，復(fù)擺顎式破碎機(jī)連桿與動(dòng)顎為一體。連桿在工作中承受很大的拉力，故選用ZG270-500鑄鋼材料。它由上、下兩部分組成，上部分的軸承端蓋用大螺栓固定在連桿下部，兩者中間鑲有耐磨軟合金的軸瓦，該軸瓦叫做連桿軸承，它套在偏心軸上。大型破碎機(jī)連桿軸承用循環(huán)潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，并設(shè)有冷卻水管，以便散去軸承的熱量。 (2)動(dòng)顎及齒板 動(dòng)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(qiáng)度和剛度，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅(jiān)固耐用。動(dòng)顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動(dòng)顎的重量，國(guó)外采用焊接結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對(duì)焊接工藝的要求較高。國(guó)內(nèi)尚未見使用焊接結(jié)構(gòu)的動(dòng)顎。 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可把動(dòng)顎分成箱型結(jié)構(gòu)與非箱型加筋結(jié)構(gòu)兩種。 1）箱型結(jié)構(gòu)動(dòng)顎 支承破碎板的動(dòng)顎即為箱型結(jié)構(gòu)。為了鑄造工藝的需要及減輕動(dòng)顎的重量，可在箱型梁壁及加筋隔板上開孔。若干個(gè)齒板通過長(zhǎng)螺栓與斜鐵塊固定在動(dòng)顎上。由于下部齒板磨損較快，因此齒板做成分體式，以便使具有對(duì)稱形狀的上、下齒板對(duì)換后能繼續(xù)使用。 2）非箱型加筋結(jié)構(gòu)動(dòng)顎 對(duì)于型號(hào)較小的復(fù)擺顎式破碎機(jī)，其動(dòng)顎一般做成非箱型加筋結(jié)構(gòu)，以便有效地減輕動(dòng)顎的重量。它的上齒板也是通過螺栓、斜鐵與動(dòng)顎相連。按其橫截面形狀又可分為“E”型與反“E”型兩種。 圖 1-3 動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剖視圖 當(dāng)安裝齒板的動(dòng)顎前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加肋板以增強(qiáng)動(dòng)顎的強(qiáng)度與剛度，其橫截面呈E型結(jié)構(gòu)。這種動(dòng)顎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是當(dāng)破碎力作用于動(dòng)顎使其彎曲時(shí)，由于動(dòng)顎剖面的中性層靠近動(dòng)顎前部安裝齒板的一方，使得動(dòng)顎后部的加筋板表面承受較大的拉應(yīng)力，容易使加筋板開裂；當(dāng)動(dòng)顎的橫截面呈反“E”型，即動(dòng)顎后部為平板結(jié)構(gòu)，前部為加筋板。齒板安裝在動(dòng)顎加筋板的加工而上。該動(dòng)顎剖面的中性層靠近動(dòng)顎后部平板的一邊，因此，當(dāng)動(dòng)顎受彎曲作用時(shí)，其后部平板表面的拉應(yīng)力值將大大減小。與E型結(jié)構(gòu)相比，相等的動(dòng)顎材料得到更充分的利用；當(dāng)采用零懸掛或負(fù)懸掛時(shí)，由于動(dòng)顎齒板的上端部已位于動(dòng)顎軸承處，且不得不采用在動(dòng)顎的頂部用粗大的長(zhǎng)螺栓、斜鐵將齒板與動(dòng)顎相接起來，因此給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來較大的困難。因?yàn)閯?dòng)顎較大的垂直行程產(chǎn)生的齒板與物料間的磨搓，使得齒板在動(dòng)顎支承平面上產(chǎn)生滑動(dòng)趨勢(shì)，因此將會(huì)對(duì)固定螺栓產(chǎn)生較大的拉力。實(shí)際工程中發(fā)生過聯(lián)接螺栓被拉斷的現(xiàn)象。如果巧妙的利用斜面連接原理，則可減小聯(lián)接螺栓的尺寸并保證其安全可靠。 3）齒板的結(jié)構(gòu) 齒板（也叫襯板），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)品粒度組成和粒形以及破碎力等都有影響，特別對(duì)后三項(xiàng)影響較明顯。 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(zhǎng)它的使用壽命，可從兩方面來研究：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)形狀和幾何尺寸。 現(xiàn)有顎式破碎機(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，形成既堅(jiān)硬又耐磨的表面，同時(shí)仍能保持其內(nèi)層金屬原有的韌性，故它是破碎機(jī)上用得著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，后來又分為三角形和梯形表面。 對(duì)平滑表面襯板的試驗(yàn)表明，在相同條件下與齒形襯板比較，生存率提高40%左右，壽命提高5%左右；但破碎力約增加15%，又不能控制破碎產(chǎn)品粒度，而且增加功率消耗。因此，對(duì)破碎層狀物料，要求產(chǎn)品粒度較高的條件下，不宜采用平滑襯板；對(duì)于破碎腐蝕性很強(qiáng)的極堅(jiān)硬物料，為延長(zhǎng)襯板壽命，也可采用平滑襯板。為了保證產(chǎn)品粒度和形狀，通常還是采用三角形或梯形襯板。 a)三角形 b)梯形 圖 1-4 襯板齒形 （3）肘板（推力板） 破碎機(jī)的肘板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的零部件，但其作用卻非常重要。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（如釬桿、折斷的鏟齒）時(shí)，肘板先行斷裂破壞，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，有的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)是通過更換不同長(zhǎng)度尺寸的肘板來調(diào)整排料口大小的。 肘板按結(jié)構(gòu)組成分為組裝式和整體式兩種。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)使用的肘板為組裝式結(jié)構(gòu)。它是由一個(gè)肘板體與兩個(gè)肘板頭連接后組裝而成的。這樣就可以只更換易磨損報(bào)廢的肘板頭以節(jié)省易耗件金屬。由于用在大型破碎機(jī)上的這種肘板較重，因此這種肘板都應(yīng)設(shè)計(jì)起吊環(huán)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)上使用的為整體式肘板，因?yàn)槠渲亓亢统叽缍急容^小。 a)滾動(dòng)型 b)滑動(dòng)型 圖1-5肘頭與肘墊形式 按肘頭與肘墊（或稱肘板襯墊）的連接型式，可分滾動(dòng)型與滑動(dòng)型兩種，如下圖所示。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1-21b所示的滑動(dòng)型結(jié)構(gòu)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1-21a所示的滾動(dòng)型結(jié)構(gòu)。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(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，使得肘板兩端支承的肘墊垂直線方向的夾角很小（大大小于其摩擦角），所以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可保持純滾動(dòng)。 （4）調(diào)整裝置 調(diào)整裝置供調(diào)整破碎機(jī)排料口大小使用。隨著襯板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產(chǎn)品粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品粒度的要求，必須利用調(diào)整裝置，定期地調(diào)整排料口尺寸。此外，當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時(shí)，也需要調(diào)整排料口大小。現(xiàn)有破碎機(jī)的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、楔鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。 1）楔鐵調(diào)整裝置 楔鐵調(diào)整裝置是一種比較老式的。它分為立式和臥式兩種。 ①立式楔鐵調(diào)整裝置（如下圖）。它是借助于后肘板座與機(jī)架后壁之間的兩個(gè)垂直放置的楔鐵作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)排料口的調(diào)整。轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓上的螺母，使調(diào)整楔鐵3沿著機(jī)架4的后壁作上升或下降運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)調(diào)整座2向前或向后移動(dòng)，從而推動(dòng)肘板或動(dòng)顎，以達(dá)到調(diào)整排料口的目的。 ②臥式楔鐵調(diào)整裝置（如下圖）。它是借助后肘板座與機(jī)架后壁之間的水平放置的楔鐵作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)破碎機(jī)排料口的調(diào)整。在機(jī)架后壁上有后肘座1、楔鐵2及有正反螺紋的軸5構(gòu)成的調(diào)整機(jī)構(gòu)，和由電動(dòng)機(jī)3與蝸輪減速器4所構(gòu)成的傳動(dòng)裝置。軸5另一端有手柄6。 兩種調(diào)整方式比較：臥式調(diào)整方便，在機(jī)器左右側(cè)都能調(diào)整，且調(diào)整過程楔鐵不會(huì)歪斜。立式由于一個(gè)人不能同時(shí)擰動(dòng)兩個(gè)螺栓，因此不能保證兩個(gè)楔鐵同步上升或下降，所以調(diào)整不方便，有時(shí)甚至卡住。 楔鐵調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)是：能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整、調(diào)整方便、不必停車、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和制作方便。缺點(diǎn)是它的外形尺寸和重量都比較大，使機(jī)器尺寸增大，調(diào)整很費(fèi)勁，所以只能用于中、小型破碎機(jī)。大型顎式破碎機(jī)由于極少調(diào)整排料口，所以常用增減肘板座與后壁之間的墊片厚度，或改換不同長(zhǎng)度的肘板方法調(diào)整排料口尺寸。 1—肘板 2—調(diào)整座 3—調(diào)整楔鐵 4—機(jī)架 圖 1-6 立式楔鐵調(diào)整裝置 1-后肘座 2—楔鐵 3—電動(dòng)機(jī) 4—減速器 5—軸 6—手柄 圖 1-7 臥式楔鐵調(diào)整裝置 2）墊片調(diào)整裝置 有利用螺栓頂推和利用液壓缸頂推兩種調(diào)整裝置。 ①利用螺栓頂推調(diào)整。利用螺栓頂推肘板座，取出墊片則排料口增大；反之，加入墊片則排料口減小。頂推肘板座之前，要適當(dāng)放松拉緊彈簧，松開壓緊墊板螺栓。這種方法適用于中、小型破碎機(jī)。 ②利用液壓缸頂推調(diào)整。它是借助液壓缸的柱塞，推動(dòng)后肘座，然后增加或減少墊片的數(shù)量，使排礦口減小或增大。然后停止供油，并用螺栓將肘座與后壁壓緊。 這兩種調(diào)整裝置比較，后者操作靈活、省力、方便，但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜些，所以最適合于大中型破碎機(jī)。液壓加墊片調(diào)整裝置安裝在破碎機(jī)側(cè)壁。這種方式除能調(diào)整排料口外，同時(shí)又能使肘座壓緊在后壁上，不必附加壓緊螺栓。 3）液壓調(diào)整裝置 這里是指液壓調(diào)整兼液壓保險(xiǎn)裝置的破碎機(jī)，它的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)是最復(fù)雜的。所以，一般以液壓缸加墊片調(diào)整裝置為最合適。 此外，也可用更換不同長(zhǎng)度（用3～5個(gè)，每?jī)蓚€(gè)肘板之間相差5～10mm）的肘板，來調(diào)整排料口間隙。這種調(diào)整范圍大，調(diào)整困難，費(fèi)時(shí)間，一般不用。 通過調(diào)整裝置來改變調(diào)整座的位置，就可以改變排料口的大小。調(diào)整時(shí)，調(diào)整座是在其滑座內(nèi)滑動(dòng)的。現(xiàn)行采用的滑座有抽屜槽式和箱型梁式兩種結(jié)構(gòu)形式。如復(fù)擺顎式破碎機(jī)的圖所示，調(diào)整座滑座即為抽屜槽式結(jié)構(gòu)。調(diào)整座如同抽屜可在機(jī)架側(cè)墻上由上、下兩個(gè)凸臺(tái)構(gòu)成的抽屜槽中滑動(dòng)。由于破碎機(jī)橫向結(jié)構(gòu)和尺寸的限制，將凸臺(tái)設(shè)計(jì)成懸臂梁，其受力條件惡劣，工程應(yīng)用中曾發(fā)生過凸臺(tái)斷裂情況?；c后墻合二為一的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠等優(yōu)點(diǎn)。 （5）保險(xiǎn)裝置 當(dāng)破碎機(jī)落入非破碎物料時(shí)，為防止機(jī)器的重要零部件發(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。液壓保險(xiǎn)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、非破碎物能自動(dòng)排出，動(dòng)顎自動(dòng)復(fù)位，不用停車。所以，液壓保險(xiǎn)裝置得到廣泛的應(yīng)用，也是顎式破碎機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)之一。但是它必須備有專用的液壓系統(tǒng)，且對(duì)液壓元件和零部件的液壓密封部位有較高的要求，否則容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。因此液壓保險(xiǎn)裝置一般都用于大型的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。中小型復(fù)擺顎式破碎機(jī)都以肘板為保險(xiǎn)件。設(shè)計(jì)時(shí)故意提高它的許用應(yīng)力，以便能在機(jī)器超載時(shí)首先發(fā)生破壞，借此達(dá)到保險(xiǎn)的目的。因?yàn)橹獍迨菣C(jī)器中最簡(jiǎn)單、最便宜的零件，所以得到了廣泛應(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，以致影響生產(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的壓力，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度。肘板通常有下列三種結(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差這一特性，選擇合適的結(jié)構(gòu)尺寸使肘板呈拉伸破壞，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于計(jì)算載荷的確定和截面尺寸計(jì)算是否正確。因此從加工制造方便性出發(fā)。 （6）機(jī)架結(jié)構(gòu) 破碎機(jī)機(jī)架是整個(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（對(duì)鑄造機(jī)架為50%左右，對(duì)焊接機(jī)架為30%左右），而且加工制造的工作量也較大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對(duì)整機(jī)性能和主要零部件的壽命均有很大的影響，因此，對(duì)破碎機(jī)機(jī)架的要求是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易制造，重量輕，且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)機(jī)架按結(jié)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。 1）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，但制造較復(fù)雜。從制造工業(yè)來看，它也分整體鑄造機(jī)架和整體焊接機(jī)架。前者比后者剛性好，但制造較困難，特別是單件、小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造，重量較輕，但剛性較差。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)架采用的越來越多，并且大型破碎機(jī)也采用焊接機(jī)架。設(shè)計(jì)時(shí)，在保證正常工作的情況下，應(yīng)力求減輕重量。制造時(shí)要求偏心軸軸承中心鏜孔，與動(dòng)顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。 2）組合機(jī)架 大型破碎機(jī)機(jī)架很重，不僅制造困難，而且運(yùn)輸也不方便，故將它制成組合機(jī)架。 2 顎式破碎機(jī)的參數(shù) 經(jīng)過兩個(gè)多月的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，對(duì)顎式破碎機(jī)有了一定的認(rèn)識(shí)；對(duì)顎式破碎機(jī)的具體工作過程和在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用有了一定的掌握；對(duì)顎式破碎機(jī)的維護(hù)和維修具體要求也有一定的掌握。 顎式破碎機(jī)（以下簡(jiǎn)稱破碎機(jī)）的主參數(shù)即決定機(jī)器技術(shù)性能及與其密切相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機(jī)的主參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功耗等。其中生產(chǎn)能力、破碎力、功耗除與破碎物料的物理、力學(xué)性能以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外，還與實(shí)地生產(chǎn)時(shí)的外部條件（如裝料塊度及裝料方式等）有關(guān)，要作出精確的理論計(jì)算是比較困難的。因此，從設(shè)計(jì)的角度，下面的計(jì)算公式將是破碎機(jī)最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)約束的重要依據(jù)。 本次對(duì)顎式破碎機(jī)的具體設(shè)計(jì)如下： 已知條件:破碎能力為5～20 T／H ,最大入料尺寸為200mm,出料粒度為50～60mm. 2.1結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 （1）進(jìn)料口與卸料口 進(jìn)料口長(zhǎng)度L為寬度B的1.25～1.6倍。對(duì)于大型破碎機(jī)，取L=(1.25～1.6)B,中小型破碎機(jī)取L=(1.5～1.6)B。對(duì)于小型破碎機(jī)，為了獲得較高的生產(chǎn)率和粉碎比，L／B值可以選大些，L／B=2.5～5。進(jìn)料口寬度B=（1.1～1.25）。是最大給料粒度，這是由破碎機(jī)嚙住物料的條件所決定的。 進(jìn)料口寬度B=(1.1～1.25) =240 mm 中、小型破碎機(jī)L=(1.5～1.6)B =384 mm 卸料口最小寬度e可以按下式確定： 簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)： (～)B 復(fù)擺顎式破碎機(jī)：（～）B e=（～）B =46 mm 式中 — 最大卸料粒度； S — 動(dòng)顎板的擺動(dòng)行程（卸料口出的水平行程）。 （2）動(dòng)顎板擺動(dòng)行程S與偏心軸的偏心距r 在理論上，動(dòng)顎板擺動(dòng)行程S應(yīng)按物料達(dá)到破壞時(shí)所需壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形，及動(dòng)顎板與固定顎板之間存在的間隙等因素的影響，實(shí)際選取的動(dòng)顎板擺動(dòng)行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。 在簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)中，動(dòng)顎板擺動(dòng)行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大，物料大小是從破碎腔的上部逐漸向下逐漸減小的，所以只要?jiǎng)宇€板上部的擺動(dòng)行程能夠滿足破碎物料所需的壓縮量就可以。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎腔上部的動(dòng)顎板擺動(dòng)行程大于0.01Dmax，Dmax是最大進(jìn)料粒度。 在復(fù)擺顎式破碎機(jī)中，動(dòng)顎板擺動(dòng)行程是破碎腔的上部行程大，下部行程小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，它的動(dòng)顎板擺動(dòng)行程受卸料口寬度的限制，因?yàn)?，如果?dòng)顎板下部行程增加到大于卸料口最小寬度的0.3～0.4倍時(shí)，將引起物料在破碎腔下部的過壓實(shí)現(xiàn)象，容易造成卸料口堵塞，使負(fù)荷急劇增大，所以動(dòng)顎板下部的擺動(dòng)行程不得大于卸料口寬度的0.3～0.4倍。 實(shí)際上，動(dòng)顎板行程是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的。通常，對(duì)于大型顎式破碎機(jī)，S=25～45mm，中小型顎式破碎機(jī)，S=12～15mm。因此，動(dòng)顎擺動(dòng)行程S=14mm。 動(dòng)顎板擺動(dòng)行程確定后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的構(gòu)件尺寸利用繪制機(jī)構(gòu)圖的方法來確定。通常，對(duì)于簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)，S≈r(2～2.2)r。對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī)s=(2～2.2)r=2.1r,偏心軸偏心距r=6.7 （3）破碎腔的形狀 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。直線型的破碎腔各連續(xù)的水平線間形成的梯形斷面面積，向下依次遞減，因而造成一種隨著物料降落而向下遞增的堵塞傾向。這種傾向在物料到達(dá)出料口時(shí)為最大，這是造成破碎機(jī)過載和襯板下端磨損嚴(yán)重的主要原因。直線型的破碎機(jī)生產(chǎn)率隨卸料區(qū)的加深而大大減少。采用曲線型時(shí)，已破碎的物料在容積大的破碎區(qū)向下降落，這不僅使所有的大塊物料容易移動(dòng)，而且也可以使細(xì)小的物料有可能從破碎區(qū)內(nèi)自由卸出，因而不易發(fā)生堵塞，襯板磨損減少，生存率大。同時(shí)，動(dòng)顎板和固定顎板末端有一段平行帶，在較長(zhǎng)期工作之后仍可保持平行，故破碎產(chǎn)品較均勻。但目前仍有不少破碎機(jī)采用直線型，因?yàn)樗谥圃旌托蘩頃r(shí)都較方便。 如下圖所示：圖2-1是常用的腔形，應(yīng)用最多，它的特點(diǎn)是定顎豎直，動(dòng)顎在定顎的一側(cè)，嚙角18°～24°。圖2-2動(dòng)顎、定顎在同一豎直面的兩側(cè)，動(dòng)顎與豎直面所成夾角為，定顎與豎直面所成夾角為，嚙角=+=18°～24°。該形分三種情況，即＜，=，＞，當(dāng)=0時(shí)，就是圖2-1的腔形。 圖 2-1 常用破碎機(jī)腔形 圖 2-2 定顎、動(dòng)顎在同一豎直面兩側(cè) 2.2工作參數(shù)的確定 1）偏心軸的轉(zhuǎn)速 偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動(dòng)顎板往復(fù)擺動(dòng)一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。為了獲得最大的生產(chǎn)能力，破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速n應(yīng)該根據(jù)以下條件確定：當(dāng)動(dòng)顎板后退時(shí)，破碎后的物料應(yīng)在重力作用下全部卸出，然后動(dòng)顎板立即返回破碎物料。轉(zhuǎn)速過高或過低都會(huì)使生產(chǎn)能力不能達(dá)到最大值。 如下圖所示，b為公稱排料口，為動(dòng)顎下端點(diǎn)水平行程，為排料層的平均嚙角。為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體，為排料棱柱體。破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的排料時(shí)間內(nèi)，壓縮破碎棱柱體的上層面（）按自由落體至破碎腔外的高度h計(jì)算確定的。而該排料層高度h與下斷點(diǎn)水平行程及排料層嚙角有關(guān)。即排料層上層面（）降至下層面（）,正好把排料層的物料全部排出所需的時(shí)間來計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。對(duì)于排料時(shí)間有不同的意見：一種認(rèn)為排料時(shí)間t應(yīng)考慮破碎機(jī)構(gòu)的急回特性，即排料時(shí)間與機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點(diǎn)未注意到動(dòng)顎下端點(diǎn)排料起始點(diǎn)與終止點(diǎn)并不一定與機(jī)構(gòu)的兩極限位置相對(duì)應(yīng)。另一種認(rèn)為排料時(shí)間t應(yīng)按t=15／n計(jì)算，即排料時(shí)間對(duì)于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這種假定與實(shí)際情況相差甚大。據(jù)了解認(rèn)為排料時(shí)間按主軸半徑計(jì)算比較符合實(shí)際情況。 圖 2-3 排料口處排料示意圖 排料時(shí)間t為 t=30/n (2-1) 排料層完全排出下落的高度h為 h=／tan (2-2) 由 h=g (2-3) 令 g=9800mm／ (2-4) 將式(2-1)、（2-2）、（2-4）代人（2-3），得 式中 n——主軸轉(zhuǎn)速（r／min）； ——?jiǎng)宇€下端點(diǎn)水平行程（mm）； ——排料層平均嚙角（）； q——系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q=0.95～1.05。高硬度礦石取小值。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)型評(píng)價(jià)的重要公式之一。 偏心軸轉(zhuǎn)速也可以用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定： B≤1200mm 時(shí) r／min B＞1200mm 時(shí) r／min 式中B為進(jìn)料口寬度（mm） 由于算得 B=240＜1200 mm ,所以把B=240 代人 上式，得 =275.2 r／min 2)嚙角 顎式破碎機(jī)動(dòng)顎板與固定顎板之間的夾角稱為嚙角。當(dāng)破碎物料時(shí)，必須使物料既不向上滑動(dòng)，也不從進(jìn)料口中跳出來。為此，夾角應(yīng)該保證物料與顎板工作表面間產(chǎn)生足夠的摩擦力，以阻止物料塊被推出去。為了確定角，應(yīng)該分析當(dāng)物料被顎板擠壓時(shí)作用在物料上的力。 設(shè)物料形狀為球形，其質(zhì)量為G，由G產(chǎn)生的重力比物料的破碎力小很多，可以忽略不計(jì)。在顎板與物料接觸處，顎板對(duì)物料的破碎力為和,兩者均與顎板垂直。由這兩個(gè)力所引起的摩擦力為和,其方向向下。其中f為物料與顎板之間的摩擦系數(shù)。 物料不向上滑動(dòng)的條件是: 經(jīng)整理得： 如物料與顎板之間的摩擦角為，則 即 因此，嚙角應(yīng)小于物料與顎板之間的摩擦角的2倍。一般摩擦系數(shù)=0.25～0.3,則嚙角最大值為28°～34°。實(shí)際上，當(dāng)破碎機(jī)喂料粒度相差很大時(shí)，雖然＜2，仍有可能產(chǎn)生物料被擠出的情況，這是由于大塊物料楔塞在兩個(gè)小塊物料之間。所以，一般顎式破碎機(jī)的嚙角=18°～22°。 減少嚙角，可使破碎機(jī)的生產(chǎn)率增加，但會(huì)導(dǎo)致粉碎比的減少；相反，增大嚙角，雖可增加粉碎比，但會(huì)降低生產(chǎn)率，同時(shí)落在破碎腔中的物料不易被夾牢，有被推出機(jī)外的危險(xiǎn)。 3）生產(chǎn)能力 破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指機(jī)器每小時(shí)所處理的物料的立方米數(shù)。由于生產(chǎn)能力不但與排料口尺寸有關(guān)，而且與待破物料的強(qiáng)度、韌性、物料性能以及進(jìn)料的幾何尺寸和塊度分布有關(guān)，因此為統(tǒng)一衡量機(jī)器生產(chǎn)能力的高低，標(biāo)準(zhǔn)中的生產(chǎn)能力，是機(jī)器在開邊公制公稱排料口下，每小時(shí)所處理的抗壓強(qiáng)度為250MPa、堆密度為1.6t／的花崗巖物料立方米數(shù)，稱為公稱生產(chǎn)能力（／h）。在公稱排料口b時(shí)，每一運(yùn)動(dòng)循環(huán)的排料行程下排出的物料棱柱體的體積與每小時(shí)轉(zhuǎn)速60n的乘積，即可得到公稱生產(chǎn)能力Q的計(jì)算公式為 式中 Q——生產(chǎn)能力（）； n——主軸轉(zhuǎn)速（r／min）； L——破碎腔長(zhǎng)度（m） b——公稱排料口尺寸（m）； ——?jiǎng)宇€下端點(diǎn)水平行程（m）； ——壓縮破碎棱柱體的填充度，中小型機(jī)在公稱排料口下一般取=0.65～0.75。 由于機(jī)器要求具有高生產(chǎn)能力，所以上公式將是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中建立目標(biāo)函數(shù)的重要依據(jù)。 顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力除利用理論公式計(jì)算外，還常常采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 根據(jù)《建材機(jī)械工程手冊(cè)》，查表1.2-2、表1.2-3、表1.2-4及表1.2-5可得： , ,, 所以把前面所求 e=46 mm 代入上式公式 =18.4 t/h 2.3電動(dòng)機(jī)的選擇 機(jī)械總效率包括傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率和物料與顎板間摩擦損耗的破碎效率。 通過查表可得：傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率=0.96，物料與顎板間摩擦損耗的破碎效率=0.92 則 =0.96×0.92 =0.834 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，中小型顎式破碎機(jī)（600×900毫米以下） N=BL/50～BL/70 =18.4～13.2 根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)參數(shù)，則取N=17.5kw 查表16-2得 選取電動(dòng)機(jī)為YB系列1000r/min ,電動(dòng)機(jī)具體牌號(hào)為Y180L1-6 15kw 滿載轉(zhuǎn)速為970r/min. 偏心軸功率為 =12.34kw 扭矩 T=9550/n=428.5 2.4飛輪幾何尺寸的確定 飛輪的作用是為了避免破碎大塊物料時(shí)，減少電動(dòng)機(jī)的尖峰負(fù)荷，其主要作用是增加轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其具體尺寸到是無關(guān)緊要的。 計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下： 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 = 0.5 (3.14×1.2×7.8×) × = 0.112 銷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 = 3.14××0.5×7.8×××4 = 2.83 隔板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I = 0.5 m(+) 其中 R=0.36 = 3.14×(-)×0.025×7.8× = 77.7 kg = 0.5 × m × 5 ×(-) = 0.5 × 77.7 × 5 ×(-) = 24.64 帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近視算法： = 0.5×m(+)+ 0.5 ×m (+ ) = 0.5 × πB ρ(-)(+)+0.5πL ρ(-) =0.5×3.14×0.2125×7.8×(-)(+) = 1.59 電動(dòng)機(jī)出軸端皮帶輪慣量應(yīng)為： =0.5×m(+)