顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)

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武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專(zhuān)用稿紙 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目 ： 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 姓名 ： XX 學(xué)號(hào) ： XXXXXXXX 班級(jí) ： X班 年級(jí) ： XXXX級(jí) 專(zhuān)業(yè) ： XXXXXX 學(xué)院 ： XXXX學(xué)院 指導(dǎo)教師 ： XXX 教 授 完成時(shí)間 ： 2016年 3 月12日 作者聲明 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫(xiě)完成的，沒(méi)有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。 特此聲明 作者專(zhuān)業(yè) ： XXXXXX 作者學(xué)號(hào) ： XXXXXX 作者簽名 ： 2016年 月 日 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) Design of jaw crusher Liu, Mou mou 2016年 3 月 17 日 摘 要 顎式破碎機(jī)屬于礦山機(jī)械的一種，廣泛應(yīng)用于金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等，適用于中、細(xì)碎普氏硬度f(wàn)=5-16的各種礦山和巖石，如鐵礦石、有色金屬礦石、花崗巖、石灰?guī)r、石英巖、沙巖、鵝卵石等。它工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)三角帶、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)偏心套旋轉(zhuǎn)，動(dòng)錐在偏心套作用下做旋擺運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)錐和定錐時(shí)而靠近時(shí)而偏離。物料在破碎腔內(nèi)不斷受到擠壓、沖擊而破碎，破碎的物料經(jīng)篩選靠自重從下部排出。 本次設(shè)計(jì)的題目是顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了顎式破碎機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，對(duì)提高礦石的破碎效率，減少人工投入等等起到了很大的作用的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：顎式破碎機(jī)；中心距；彎曲疲勞強(qiáng)度；彎曲許用應(yīng)力 Abstract Jaw crusher which belongs to a kind of mining machinery, widely application in metal mines, metallurgical industry, chemical industry, building industry, cement and sand and gravel industry, suitable for various kinds of mines and rocks of medium and fine Platts hardness f=5-16, such as iron ore, non-ferrous metal ores, granite, limestone, quartzite, sandstone, pebbles and other. When the motor works, the electric motor drives the eccentric sleeve to rotate through the triangle belt, the driving shaft and the driving gear, and the moving cone moves in the eccentric sleeve to make the moving cone and the fixed cone sometimes close to the time. The materials in the crushing cavity subjected to continuous extrusion, impact crushing, crushing the material after screening by gravity from the lower discharge. This design topic is the jaw crusher design. In this paper, the use of university knowledge, the jaw type crushing machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, constructs the jaw crusher total refers to the guiding ideology, and concluded that the jaw crusher machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the efficiency of the ore crushing, reduce manual input and so on plays a great role in the conclusion. Key words: jaw crusher; center distance; bending fatigue strength; permissible bending stress 目 錄 1 緒論 1 1.1顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)介 1 1.2破碎機(jī)的發(fā)展 2 1.3總體方案設(shè)計(jì) 3 2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 5 2.1嚙角α 6 2.2動(dòng)顎擺動(dòng)行程s和偏心距r 7 2.3傳動(dòng)角 7 2.4肘板擺動(dòng)角 8 2.5連桿長(zhǎng)度 9 2.6肘板設(shè)計(jì) 10 2.6.1肘板支撐方式選擇 12 2.6.2肘板長(zhǎng)度計(jì)算 13 2.7主軸轉(zhuǎn)速 15 2.8生產(chǎn)能力 16 3 主要零部件計(jì)算與選擇 17 3.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算和選擇 18 3.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 3.2.1帶型選取 19 3.2.2傳動(dòng)比 19 3.2.3大小帶輪基準(zhǔn)直徑 20 3.2.4帶速 21 3.2.5軸間距 21 3.2.6所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 22 3.2.7實(shí)際軸間距 22 3.2.8小帶輪包角 22 3.2.9單根V帶傳遞的額定功率 23 3.2.10額定功率增量 23 3.2.11V帶根數(shù) 24 3.3 偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì) 25 3.3.1偏心軸尺寸確定 25 3.3.2作用在動(dòng)顎上各點(diǎn)力的計(jì)算 26 3.4 軸承的選取和校核 27 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 28 4.1軸承的選取和校核 29 總結(jié) 31 致謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1 緒論 1.1顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)介 顎式破碎機(jī)又名老虎口,俗稱(chēng)顎破。顎式破碎機(jī)是由定顎和動(dòng)顎兩塊顎板組成破碎腔，模擬動(dòng)物兩顎的運(yùn)動(dòng)而完成物料破碎作業(yè)的破碎機(jī)。廣泛運(yùn)用于礦山建材、公路、冶煉、鐵路、化工和水利等行業(yè)中大塊物料與各種礦石的破碎[1]。 顎式破碎機(jī)按照進(jìn)料口寬度大小來(lái)分為大、中、小型三種,其在礦山、建材、基建等部門(mén)主要用作粗碎機(jī)和中碎機(jī)。進(jìn)料口寬度小于300MM的為小型機(jī)，進(jìn)料口寬度在300-600MM的為中型機(jī)，進(jìn)料口寬度大于600MM的為大型機(jī)器。顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，制造容易[2]。 按照活動(dòng)顎板的擺動(dòng)方式不同，顎式破碎機(jī)可以分為綜合擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)、復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)（復(fù)擺顎式破碎機(jī)）和簡(jiǎn)單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)（簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)）三種[3]。本次設(shè)計(jì)為復(fù)擺顎式破碎機(jī)。 傳統(tǒng)的復(fù)擺顎式破碎機(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、實(shí)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)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)用高深破碎腔個(gè)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材料，降低了磨損消耗；提高了自動(dòng)化水平，同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的機(jī)型[4]。 復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)動(dòng)顎板的上下運(yùn)動(dòng)有促進(jìn)排料的作用，而且其上部的水平行程大于下部，易于破碎大塊物料，故其破碎效率高于雙肘板式。它的缺點(diǎn)是顎板磨損較快，以及物料會(huì)有過(guò)粉碎現(xiàn)象而使能耗增高。為了保護(hù)機(jī)器的重要部件不因過(guò)載而受到損壞，常將形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小的肘板設(shè)計(jì)為薄弱環(huán)節(jié)，使它在機(jī)器超載時(shí)首先發(fā)生變形或斷裂。 另外，為滿(mǎn)足不同排料粒度的要求和補(bǔ)償顎板的磨損，還增設(shè)了排料口調(diào)整裝置，通常是在肘板座與后機(jī)架之間加放調(diào)整墊片或楔鐵。但為了避免因更換斷損零件而影響生產(chǎn)，也可采用液壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)和調(diào)整。顎式破碎機(jī)還可直接采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎板，以完成物料的破碎動(dòng)作[5]。 1.2破碎機(jī)的發(fā)展 近代的破碎機(jī)械是在蒸汽機(jī)和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來(lái)的。1806年出現(xiàn)了用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的輥式破碎機(jī)；1858年，美國(guó)的布萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機(jī)；1878年美國(guó)發(fā)展了具有連續(xù)破碎動(dòng)作的旋回破碎機(jī)，其生產(chǎn)效率高于作間歇破碎動(dòng)作的顎式破碎機(jī)；1895年，美國(guó)的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊式破碎機(jī)[6]。 1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀 顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)質(zhì)量的比例很大（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)。顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架是發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理實(shí)例有許多，其原因就是沒(méi)按破碎機(jī)實(shí)際受力情況去布置加強(qiáng)筋[7]。國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)制造廠(chǎng)家技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠(chǎng)家的產(chǎn)品基本接近世界先進(jìn)水平，而大多數(shù)廠(chǎng)家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。 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。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[8]。 1.2.2顎式破碎機(jī)的優(yōu)化 顎式破碎機(jī)作為礦山石材破碎的重要設(shè)備，在我國(guó)發(fā)展最為迅速，從建國(guó)之初到現(xiàn)在，顎式破碎機(jī)出現(xiàn)了很多的型號(hào)，打破了以尺寸大小作為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的局面，顎式破碎機(jī)無(wú)論如何發(fā)展，其工作原理都是固定不變的，要對(duì)顎式破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，也就是提高顎式破碎機(jī)的使用壽命和工作效率[9]。介紹顎式破碎機(jī)未來(lái)優(yōu)化方向主要從三個(gè)方面： （1）鋼材的選擇 鋼材的選擇也就是顎式破碎機(jī)生產(chǎn)材料，耐磨是破碎設(shè)備最主要的要求，顎式破碎機(jī)的磨損部件主要是顎板和護(hù)板，顎板采用高質(zhì)量高錳鋼合金，在鑄造過(guò)程中通過(guò)調(diào)整碳鋼比例改善材料的硬度和耐度。 （2）顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 主要包括整機(jī)外形，部件外形以及各部件組裝設(shè)計(jì)的優(yōu)化。顎式破碎機(jī)的機(jī)殼可以鑄造和焊接，也可以使用螺栓等其他方式銜接，這樣顎式破碎機(jī)在使用現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)能力就有了極大的提高。優(yōu)化腔形，即改變齒板斷面形狀，得到更合理的破碎腔曲線(xiàn)，使給料和排料得到最好的配合，改變懸掛高度，將正懸掛高度降低，甚至降到零或者負(fù)懸掛，以增大動(dòng)顎下端的水平行程。 (3)改善養(yǎng)護(hù)系統(tǒng) 顎式破碎機(jī)作為首破工作強(qiáng)度較大，日常維護(hù)和保養(yǎng)一旦跟不上，會(huì)很大程度的增加設(shè)備磨損，縮短顎式破碎機(jī)的壽命。目前度顎式破碎機(jī)加上循環(huán)潤(rùn)滑油路和冷卻系統(tǒng)，可以有效減少設(shè)備磨損，減低日常生產(chǎn)的維護(hù)和養(yǎng)護(hù)成本[10]。 要縮小差距并迎頭趕上和超過(guò)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，就必須增加技術(shù)投入。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的破碎技術(shù)和裝備，無(wú)疑對(duì)我國(guó)破碎機(jī)的質(zhì)量和技術(shù)的發(fā)展有重大意義，但關(guān)鍵在于消化、吸收并將其國(guó)產(chǎn)化。要重視提高產(chǎn)品質(zhì)量和配套產(chǎn)品質(zhì)量，以使我國(guó)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地 1.3總體方案設(shè)計(jì) 如圖1所示為復(fù)擺顎式破碎機(jī)。電動(dòng)機(jī)8通過(guò)小帶輪及V帶．將運(yùn)動(dòng)傳給大帶輪，從而帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)顎4上部?jī)?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(cè)軸頸裝有支座主軸承．主軸承外圈與機(jī)架上的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機(jī)架上。在偏心軸兩外端部分別裝有大帶輪與飛輪5，以調(diào)整破碎機(jī)工作時(shí)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)。動(dòng)顎的下部由肘板13支撐，肘板(即肘板)的另一端支承在與機(jī)架相連的調(diào)整機(jī)構(gòu)12上?？稍谟蓛射摪寮皞?cè)壁構(gòu)成的滑道中滑動(dòng)。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺寸時(shí)，只要調(diào)整螺栓9，使調(diào)整塊左右移動(dòng)即可完成。 肘板13的兩端頭為圓柱面，中部有孔，比其他部位強(qiáng)度低。其兩端圓弧和動(dòng)顎4和調(diào)整塊12上的襯墊接觸，在破碎機(jī)工作時(shí)，兩者間為純滾動(dòng)，以提高機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械效率并延長(zhǎng)零件的使用壽命。另外，肘板為組合組合肘板，其兩端為支撐塊，材料為ZG45Mn，抗磨性和強(qiáng)度均加強(qiáng)，當(dāng)肘板斷裂時(shí)，僅更換中間件即可，較整體式肘板減少鋼耗，節(jié)省資金。 由于肘板與肘板襯墊間為非幾何鎖合．而是靠動(dòng)顎的重量實(shí)現(xiàn)重力鎖合，因此在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于動(dòng)顎產(chǎn)生的慣性載荷，會(huì)使肘板與其襯墊周期分離而產(chǎn)生沖擊響聲，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)怪獍鍙钠鋬啥艘r墊中脫落。因此在動(dòng)顎下端有一根拉桿通過(guò)機(jī)架上的彈簧拉桿11拉住動(dòng)顎，使肘板與村墊始終保持貼合狀態(tài)。 1 固定顎板2 側(cè)護(hù)板 3 活動(dòng)顎板 4 動(dòng)顎 5 飛輪 6 V帶7 小帶輪 8 電動(dòng)機(jī) 9 調(diào)整螺栓 10 彈簧 11 拉桿 12 調(diào)整塊 13 肘板 14 襯墊 圖1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 顎式破碎機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其生產(chǎn)能力，功耗，機(jī)重及顎板壽命等綜合指標(biāo)。由于破碎機(jī)的工作繁重，工作條件苛刻，且受力情況復(fù)雜，為了保證破碎機(jī)在工作中運(yùn)轉(zhuǎn)正常，則在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)使其滿(mǎn)足以下要求：安全，衛(wèi)生環(huán)保，節(jié)能。 2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 2.1嚙角α 破碎機(jī)鉗住物料時(shí)定顎和動(dòng)顎之間的夾角稱(chēng)作嚙角。在進(jìn)行破碎過(guò)程時(shí)，嚙角大小的確定應(yīng)該避免破碎腔內(nèi)的物料跳出來(lái)以及向上滑動(dòng),因此物料和顎板工作面之間應(yīng)產(chǎn)生足夠的摩擦力，以保障物料破碎時(shí)不被擠出去[11]。 當(dāng)物料被顎板壓緊時(shí)，作用在物料上的力如圖2（a）所示。和分別為顎板作用在物料上的壓碎力，并和顎板工作面垂直，且;摩擦力為和，由壓碎力引起。它們分別平行于顎板的工作面，為物料與顎板之間的摩擦系數(shù)。物料的自重與壓碎力相比很小，因此物料的自重可忽略不計(jì)。 圖2 物料在顎板間的受力情況 如圖2（a）所示，以物料的中心作為坐標(biāo)系xoy原點(diǎn)，作用于物料的力和通過(guò)坐標(biāo)的原點(diǎn)。則它們沿x軸和y軸方向的分力的平衡方程式為: (2.1) (2.2) 將式(2.1)兩端乘以摩擦系數(shù)，再與式(2.2)相加，并消去壓碎力，則得: 或 因?yàn)?，? 式中為物料與顎板之間的摩擦角。當(dāng)固定顎板在如圖2（b）所示的傾斜位置時(shí)，則： (2.3) 欲使顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎和定顎能鉗住物料并進(jìn)行碎礦工作,要滿(mǎn)足。 因而要滿(mǎn)足,即嚙角必須小于摩擦角的兩倍，否則物料就會(huì)跳出破碎腔，發(fā)生事故。 顎式破碎機(jī)的嚙角一般在17～24度之間。在破碎硬物料時(shí)采用嚙角的下限值， 則在破碎軟物料時(shí)采用上限值。嚙角的正確選擇對(duì)于破碎機(jī)破碎效率的提高具有著重大意義。嚙角的減小，可以增加破碎機(jī)的生產(chǎn)率，但會(huì)引起破碎比減少;嚙角的增大，破碎比雖可以增加，但同時(shí)生產(chǎn)率又會(huì)減少。因此，選擇嚙角時(shí)，應(yīng)該考慮全面。 本設(shè)計(jì)選 2.2動(dòng)顎擺動(dòng)行程s和偏心距r 動(dòng)顎擺動(dòng)行程s是破碎機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在理論上，動(dòng)顎擺動(dòng)行程應(yīng)按物料達(dá)到破壞時(shí)所需之壓縮量來(lái)確定。然而由于破碎板的變形，及其與機(jī)架間存在的間隙等因素的影響，實(shí)際選取的動(dòng)顎擺動(dòng)行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。 由于物料在破碎腔由上向下逐漸變小，所以只要?jiǎng)宇€上部擺動(dòng)行程能夠滿(mǎn)足破碎物料需要的壓縮量就可以。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎腔的上部擺動(dòng)行程，應(yīng)大于。 對(duì)于復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎擺動(dòng)行程受到排礦口寬度的限制。因?yàn)閯?dòng)顎下部的行程增加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(guò)壓現(xiàn)象。容易造成排礦口的堵塞，使負(fù)荷急劇增大，所以動(dòng)顎下部的動(dòng)顎擺動(dòng)行程不得大于排礦口寬度的0.3～0.4倍。 實(shí)際上，動(dòng)顎擺動(dòng)行程是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的。通常對(duì)于大型顎式破碎機(jī)：s=25～45mm；中小型破碎機(jī)：s=12～20mm。 動(dòng)顎的擺動(dòng)行程確定好以后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的機(jī)構(gòu)尺寸利用畫(huà)機(jī)構(gòu)圖的方法來(lái)確定。通常，對(duì)于復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)：；對(duì)于簡(jiǎn)單式顎式破碎機(jī)：。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎機(jī)上部擺動(dòng)行程應(yīng)大于。 實(shí)際上對(duì)于PE7501060型破碎機(jī)：可取 對(duì)于復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)： 取 2.3傳動(dòng)角 連桿與肘板間夾角叫傳動(dòng)角。傳動(dòng)角影響傳動(dòng)效率和動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)軌跡。在偏心距一定情況下，增大傳動(dòng)角，動(dòng)顎形成比變壞，即顎板垂直行程與水平行程之比變大，將加劇顎板的磨損。增加傳動(dòng)角，可以提高傳動(dòng)效率，但過(guò)大傳動(dòng)角會(huì)增加功耗。一般傳動(dòng)角在范圍內(nèi)。選取傳動(dòng)角 2.4肘板擺動(dòng)角 為了保證肘板在肘板墊上運(yùn)動(dòng)方式為純滾動(dòng)，肘板擺動(dòng)角不能超過(guò)接觸處摩擦角兩倍，即（為肘板與肘板墊之間摩擦系數(shù)）。一般肘板擺動(dòng)角為： 取。 2.5連桿長(zhǎng)度 連桿長(zhǎng)度可近似按公式選取 其中：—破碎機(jī)進(jìn)料口尺寸； —最小排料口尺寸； —嚙角。 則，，取整為。 2.6肘板設(shè)計(jì) 2.6.1肘板支撐方式選擇 按照肘板的支撐特點(diǎn)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)有兩種基本型式：正支撐型（下?lián)问剑┖拓?fù)支撐型（上撐式）。 （1）肘板（又稱(chēng)推力板）向下傾斜稱(chēng)為正支撐型。如圖3-1，動(dòng)顎下部的特性值很大，使得動(dòng)顎和定顎襯板很快磨損，但卻有較高的生產(chǎn)能力。 圖3-1 正支撐型（下?lián)问剑? 圖3-2負(fù)支撐型（上撐式） （2）肘板向上傾斜稱(chēng)為負(fù)支撐型。如圖3-2.，動(dòng)顎下部特性值很小，或者說(shuō)與圖3-1的動(dòng)顎下部水平行程相同時(shí)，其垂直形程很小。因此，這種形式的動(dòng)顎和定顎襯板的磨損將大大改善，但同時(shí)也使機(jī)器的高度和重量增大。 綜合對(duì)以上兩種方案的具體分析，從實(shí)際應(yīng)用得知，由于圖3-1的破碎機(jī)結(jié)構(gòu)型式具有動(dòng)顎軌跡分布合理、生產(chǎn)能力高、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，使其得到廣泛應(yīng)用，所以，最終采用第一種方案，即正支撐型。 2.6.2肘板長(zhǎng)度計(jì)算 一般肘板長(zhǎng)度可按公式選?。? 其中，—?jiǎng)宇€下端水平行程； —肘板擺動(dòng)角； —嚙角； —傳動(dòng)角。 則肘板長(zhǎng)度，取整為。 2.7主軸轉(zhuǎn)速 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。在一定的范圍內(nèi)，偏心軸轉(zhuǎn)速增加，破碎機(jī)的生產(chǎn)能力相應(yīng)的增加。但是，當(dāng)動(dòng)顎擺動(dòng)超過(guò)一定的限度時(shí)，再增加轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)能力增加的十分緩慢，有時(shí)甚至還下降。而其功耗卻迅速上升，由于過(guò)高的偏心軸轉(zhuǎn)速使破碎腔的物料來(lái)不及由卸料口卸出，反而影響了生產(chǎn)能力的提高。為了求得偏心軸的轉(zhuǎn)速，可做如下假說(shuō)：（1）由于顎板較長(zhǎng)且擺動(dòng)幅度不大，故假定動(dòng)顎為平移運(yùn)動(dòng)，嚙角不變；（2）動(dòng)顎離開(kāi)定顎時(shí)，已破碎的物料呈梯形斷面的棱柱體靠自重自由落下。 由圖4可知，為了不妨礙物料排出，物料棱柱體落下時(shí)必須滿(mǎn)足的條件，即活動(dòng)顎板在離開(kāi)的時(shí)間t內(nèi)，破碎物料必須落下的高度應(yīng)為h；當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，活動(dòng)顎擺動(dòng)兩次。 圖4 破碎機(jī)物料梯形截面棱柱體 設(shè)n為動(dòng)顎每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)，則動(dòng)顎一次單向擺動(dòng)的時(shí)間為： 式中：t —— 動(dòng)顎一次單向擺動(dòng)的時(shí)間，s； n—— 動(dòng)顎每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)，r/min。 棱柱體在其自重的作用下自由的通過(guò)排礦口的時(shí)間： 由于 ，則 令，則可求得理論上的生產(chǎn)能力最高的動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)為： 式中： h —— 破碎物料落下的高度，m； g —— 重力加速度，。 由圖4可知： 式中： s —— 動(dòng)顎下端的行程，m。 由以上幾式聯(lián)立并簡(jiǎn)化可知： 2.8生產(chǎn)能力 顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指在單位時(shí)間內(nèi)能破碎物料的數(shù)量，也稱(chēng)為產(chǎn)量或生產(chǎn)率。顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是以動(dòng)顎擺動(dòng)一次， 從破碎腔中排出的一個(gè)松散的棱柱體的物料為計(jì)算依據(jù)。 圖5 動(dòng)顎行程截面圖 根據(jù)圖5，動(dòng)顎每擺動(dòng)一次，排出的棱柱體斷面積為： 棱柱體的長(zhǎng)度即為破碎腔的長(zhǎng)度L，故棱柱體的體積為： 若動(dòng)顎每分鐘擺動(dòng)n次，則破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為： 式中：Q —— 破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h； —— 松散系數(shù)，取=0.25～0.6，對(duì)于PE7501060型破碎機(jī)可取。 考慮到此顎式破碎機(jī)顎板外型采取GUSS曲線(xiàn)型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明采用此種顎板的型腔較直線(xiàn)型腔粒度產(chǎn)量可提高20%以上，故實(shí)際產(chǎn)量可約達(dá)： 故產(chǎn)品生產(chǎn)能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 3 主要零部件計(jì)算與選擇 3.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算和選擇 通過(guò)對(duì)礦石粉碎能耗的體積假說(shuō)數(shù)學(xué)表達(dá)式 中體積V代替為礦石破碎前、后的體積差，得到修正公式 用已知參數(shù)代替、可得到復(fù)擺顎式破碎機(jī)的需用功率N為： 式中： —礦石的抗壓極限壓強(qiáng)，； —破碎機(jī)排（進(jìn)）料口長(zhǎng)度，； —礦石松散系數(shù)，。 —偏心軸轉(zhuǎn)速，。 —破碎機(jī)進(jìn)料口寬度，； —破碎機(jī)排料口寬度，； —?jiǎng)宇€下端水平行程，； —嚙角； —縱向彈性模數(shù)。 表1：礦石極限強(qiáng)度和縱向彈性模數(shù)取值表 名稱(chēng) 抗壓極限強(qiáng)度 縱向彈性模數(shù) 石灰石 砂石 鐵礦石 花崗巖 正長(zhǎng)石 大理石 砂巖 破碎材料為礦石、建筑垃圾等脆性材料可?。? 則電動(dòng)機(jī)安裝功率為： 式中—電動(dòng)機(jī)安裝功率； —電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，； —顎式破碎機(jī)的傳動(dòng)效率， 取， 則電動(dòng)機(jī)安裝功率： 一般V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=2～4，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y315L-2， 基本參數(shù)：同步轉(zhuǎn)速 額定功率 3.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.2.1帶型選取 已知設(shè)計(jì)功率，小帶輪轉(zhuǎn)速，根據(jù)V帶選型圖 圖6 普通V帶選型圖 選取V帶帶型為D型。 3.2.2傳動(dòng)比 若考慮帶與帶輪的滑動(dòng)，則 式中。 則。 3.2.3大小帶輪基準(zhǔn)直徑 按表《普通和窄V帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列》選取小帶輪基準(zhǔn)直徑： 大帶輪基準(zhǔn)直徑：，其中取0.01，則大帶輪直徑 根據(jù)表《普通和窄V帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列》中標(biāo)準(zhǔn)直徑值，取整為： 3.2.4帶速 3.2.5軸間距 軸間距一般選取在，則 即 根據(jù)實(shí)際尺寸，可取軸間距 3.2.6所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表《普通V帶和基準(zhǔn)寬度制窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列》中選取相近 3.2.7實(shí)際軸間距 3.2.8小帶輪包角 3.2.9單根V帶傳遞的額定功率 查表《各種類(lèi)型V帶的額定功率》中D型帶功率，用逐差法計(jì)算，時(shí) 3.2.10額定功率增量 有查表《各種類(lèi)型V帶的額定功率》，有逐差法得 3.2.11V帶根數(shù) 式中：—小帶輪包角修正系數(shù)； —帶長(zhǎng)修正系數(shù)， 分別查表《小帶輪包角修正系數(shù)》《帶長(zhǎng)修正系數(shù)》可得， ，取整為 3.3 偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì) 3.3.1偏心軸尺寸確定 作用在動(dòng)顎上的最大破碎力 式中：—最大破碎力，N —抗壓強(qiáng)度，MPa —嚙角， —有效破碎系數(shù)，對(duì)中小型機(jī)一般取 、、—破碎腔尺寸 已知：，，，，， 則 3.3.2作用在動(dòng)顎上各點(diǎn)力的計(jì)算 動(dòng)顎上受力如下圖7所示 圖7 動(dòng)顎受力簡(jiǎn)圖 已知：最大破碎力為4270.5kN，AC=1996mm，AB=732.4mm，根據(jù)受力圖可算出C點(diǎn)x，y方向上一組力。 由x方向平衡公式得： 有三角函數(shù)可知A點(diǎn)處力關(guān)系， 由y方向平衡公式得： 求出各支撐力后，即可算出作用在動(dòng)顎上合力，即 則作用在偏心軸上的合力也為1941kN。 3.3.3偏心軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 偏心軸受力情況如圖所示 圖8 受力簡(jiǎn)圖 根據(jù)圖中已知，，由受力平衡原理可得 由力矩平衡原理，根據(jù)圖所示受力可算出截面Ⅰ和截面Ⅱ所受彎矩、扭矩情況，如圖9圖10所示， 圖9 彎矩圖 圖10 扭矩圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論計(jì)算截面Ⅰ和截面Ⅱ上軸的直徑 式中 —計(jì)算截面處所受的彎矩； —計(jì)算截面處所受的扭矩； —許用應(yīng)力，查表得； —校正系數(shù)，。 截面Ⅰ 截面Ⅱ 為使偏心軸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，增大軸徑，取整為。 初選取的軸徑，經(jīng)計(jì)算校核，可知無(wú)法達(dá)到使用安全系數(shù)，為使曲軸達(dá)到需用安全系數(shù)，故增大軸徑至，安全校核結(jié)果如下表： 表2：安全系數(shù)校核表： 計(jì)算內(nèi)容及公式 計(jì)算結(jié)果 截面Ⅰ 截面Ⅱ M （Nmm） 281445000 281445000 T （Nmm） 20380500 40761000 D（） 380 380 （） 5384.3 5384.3 （） 10768.6 10768.6 2.57 2.57 1.8~2.5 1.8~2.5 根據(jù)馬軼群等對(duì)復(fù)擺顎式破碎機(jī)中偏心軸的三維模型進(jìn)行的有限元分析，可知，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的偏心軸所受最大應(yīng)力位置在支撐軸承軸肩處，因此，支撐軸承處軸徑應(yīng)為。 考慮偏心距,偏心軸與動(dòng)顎連接處軸徑，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中雙列軸承標(biāo)準(zhǔn)系列，可選取軸徑。偏心軸端連接大帶輪和飛輪，去除軸肩高度，兩端直徑。 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 4.1軸承的選取和校核 軸承承受徑向力較大，而軸向力較小，又由于圓錐滾子軸承適合較低速度運(yùn)動(dòng)，剛性高，產(chǎn)生噪音小，使用壽命長(zhǎng)，所以選用雙列圓錐滾子軸承。 （1）求比值 因?yàn)?，承受的軸向載荷很小，。 所以，，，，。 （2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 （3）軸承的選取 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》結(jié)合初定的軸的直徑選取軸承：滾動(dòng)軸承 351988 GB/T 299-1995 主要尺寸：d=440mm D= 600mm B=170mm r=4mm 安裝尺寸： 該軸承采用油脂潤(rùn)滑 （4）驗(yàn)算軸承的壽命 軸承可用。 （1）求比值 因?yàn)?，承受的軸向載荷很小，。 所以，，，，。 （2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 （3）軸承的選取 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》結(jié)合初定的軸的直徑選取軸承：滾動(dòng)軸承 351076 GB/T 299-1995 主要尺寸：d=380mm D= 560mm B=190mm r=5mm 安裝尺寸： 該軸承采用油脂潤(rùn)滑 （4）驗(yàn)算軸承的壽命 軸承可用。 結(jié) 論 時(shí)光荏苒，現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，本文所設(shè)計(jì)的是顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 致 謝 歷時(shí)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成，在這這段時(shí)間里，我運(yùn)用大學(xué)四年的專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較成功的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)方案論證，理論設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，工程圖的繪制，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，已經(jīng)使個(gè)人理論水平和實(shí)際動(dòng)手能力有了一次飛躍，鍛煉了個(gè)人在設(shè)計(jì)、分析，動(dòng)手實(shí)踐等方面的能力，同時(shí)使所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到一次全面的鞏固和加強(qiáng)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我得到了很多老師、同學(xué)的關(guān)心、幫助和支持，在此本人首先向他們表示感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師周星元老師給予很多專(zhuān)業(yè)方面的幫助。在設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備時(shí)，周老師就非常關(guān)注我的選題，指明選題方向，幫助分析題目的可行性和實(shí)際中可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及需要注意的事項(xiàng)；在進(jìn)行方案選擇時(shí)，為我指出所需要重點(diǎn)掌握的知識(shí)范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識(shí)難點(diǎn)的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。 同時(shí)，我也要感謝大學(xué)所有教過(guò)和沒(méi)有教過(guò)但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過(guò)我的老師。此外，非常感謝許多其他同學(xué)，他們很多想法和建議對(duì)我啟發(fā)很大。在此一并致謝！ 還有在其他場(chǎng)合給提供我?guī)椭闹烂趾筒恢烂值呐笥?，在此也一并致謝，謝謝你們！由于時(shí)間和個(gè)人知識(shí)及能力水平有限，論文中難免會(huì)有一些紕漏或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。不勝感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.顎式破碎機(jī)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.顎式破碎機(jī)的原理.北京：高等教育出版社，1996。 [3]張利平著. 實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 氣動(dòng)技術(shù)—低成本綜合自動(dòng)化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 顎式破碎機(jī)速查手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動(dòng). 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國(guó)）有限公司. 顎式破碎機(jī)實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [8]徐文燦著. 顎式破碎機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [9]曾孔庚.顎式破碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì). 顎式破碎機(jī)技術(shù)與應(yīng)用論壇。 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