顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計

顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計,顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計,顎式破碎機,傳動系統(tǒng),設(shè)計 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 指導(dǎo)教師： 職稱： 教授 所在院（系）： 機械與動力工程系 教研室（研究室）： 機械設(shè)計教研室 題 目 顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 08機設(shè)2班 學(xué)號 一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟、社會、文化及實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度） 選題符合機械設(shè)計專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，能夠體現(xiàn)綜合訓(xùn)練的要求。設(shè)計任務(wù)難易程度中等，工作量適中。所選題目顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計與實際貼合比較緊密，在實際的應(yīng)用中比較廣泛。在設(shè)計過程中，對機器的零件的設(shè)計和計算對我來說是對以往所學(xué)知識的總結(jié)和應(yīng)用，所以能夠滿足綜合訓(xùn)練的要求。在設(shè)計過程中，我還是遇到很大的困難，由于對于這方面缺乏更深刻的了解，并且相關(guān)的資料也比較少，所以對我來說是一個挑戰(zhàn)。 二、開題報告完成情況： 順利完成了開題報告。 三、階段性成果： 1．初步完成了復(fù)擺顎式破碎機的傳動部分主要參數(shù)的確定， 并完成了一些零件的選型和設(shè)計計算。 2．到目前為止，已完成開題報告、設(shè)計計算說明書草稿和部分零件圖的繪制。 3．進一步對整體說明書和完整的圖紙繪制做準(zhǔn)備工作。 四、存在主要問題： 1．對顎式破碎機了解的不夠，技術(shù)方面上不是太成熟。 2．獲得的資料有限。 3．局部結(jié)構(gòu)設(shè)計思路不是很清晰，缺乏經(jīng)驗。 五、指導(dǎo)教師對學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)中，勞動、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計（論文）進展等方面的評語 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計實習(xí)報告 ——————————————————————————————————————— 畢 業(yè) 設(shè) 計 實 習(xí) 報 告 學(xué) 校： 院 系： 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師: 目　　錄 l 1. 顎式破碎機發(fā)展 2 l 2. 顎式破碎機性能特點 3 l 3. 復(fù)擺顎式破碎機的特點 3 l 4. 復(fù)擺顎式破碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展 5 l 5. 基本結(jié)構(gòu)： 7 l 6. 工作原理 8 l 7.實習(xí)心得 12 l 8. 參考文獻 12 畢業(yè)實習(xí)目的 1、鞏固、聯(lián)系、充實、加深、擴大所學(xué)知識基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識。 2、提高運用所學(xué)知識，解決實際問題的能力。 3、敢于創(chuàng)新，并能正確地將獨創(chuàng)精神與科學(xué)態(tài)度相結(jié)合。 4、初步掌握專業(yè)設(shè)計工作的流程和方法。 5、熟練運用計算機等工具提高工作效率。 6、養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真、刻苦鉆研、實事求是的工作作風(fēng)。 1.鄂式破碎機發(fā)展 從第一臺鄂式破碎機問世以來，至今已有140余年的歷史。在此過程中，其結(jié)構(gòu)得到不斷的完善，而鄂式破碎機的結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進在基本建設(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)擺鄂式破碎機，國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復(fù)擺鄂式破碎機。 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(yīng)生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。 復(fù)擺鄂式破碎機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，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，我國對復(fù)擺鄂式破碎機的研究和產(chǎn)品開發(fā)取得了較大的發(fā)展。在充分吸收國外產(chǎn)品特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合國情研制開發(fā)了許多新型、高效的設(shè)備。上海建設(shè)路橋機械設(shè)備有限公司率先對復(fù)擺鄂式破碎機進行了重大的改進，即通過降低動鄂的懸掛高度，改善動鄂的運動軌跡，減小破碎腔的嚙角，增大破碎比，增大了動鄂的水平行程，提高生產(chǎn)能力等，大大改善了機器性能，完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 復(fù)擺鄂式破碎機主要是由兩塊鄂板（活動鄂板和固定鄂板）組成?；顒佣醢鍖潭ǘ醢逯芷谛缘耐鶑?fù)運動，時而靠近，時而分開，由此使裝在二鄂板間的石塊受到擠壓、劈裂和彎曲作用而破碎。復(fù)擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡單（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%）。復(fù)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(xì)碎設(shè)備，破碎比比較大，其比值可達。隨著機械工業(yè)的進步，近年來，復(fù)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(fù)擺鄂式破碎機運行的更加順利，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(yīng)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。 不過，復(fù)擺鄂式破碎機也有它的缺點,具體如下： JB / ZQ 1032一87《顆板鑄造技術(shù)條件》規(guī)定齒板壽命只有60小時，按10小時工作制，每副齒板只能用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。 破碎機出口揚塵非常嚴(yán)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。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)施是破碎機一個重大而不可忽略的問題。 現(xiàn)代的設(shè)計應(yīng)以人為本，面對服務(wù)對象，面向市場、面對循環(huán)經(jīng)濟、面對礦產(chǎn)資源利用的大趨勢，面對環(huán)保、搞全性能、全生命的設(shè)計。所以做好復(fù)擺鄂式破碎機的設(shè)計,讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù),提高生產(chǎn)效率。 隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(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，到1999年我國已建成10 879座國有大中型礦山和22 7854個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國礦石采掘總量超過50億噸，礦業(yè)總產(chǎn)值為4000億元。 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)品生產(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。因為破碎是選礦廠的耗能大戶(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)自動化的發(fā)展,破碎機也向自動化方向邁進(如國外產(chǎn)品已實現(xiàn)機電液一體化、連續(xù)檢測,并自動調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴大,破碎機也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機的處理能力已達6000噸/時。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗中,暫時還不能用于生產(chǎn)。對粗碎而言,目前還沒有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機和旋回式破碎機,主要是利用現(xiàn)代技術(shù),予以改進、完善和提高耐磨性,達到節(jié)能、高效、長壽的目的。細(xì)碎方面新機型更多些?？偟膩砜?值得提出的有:顎式破碎機、圓錐破碎機、沖擊式破碎機和輥壓機。而應(yīng)用最廣泛的就是鄂式破碎機。 傳統(tǒng)的顎式破碎機由于具有結(jié)構(gòu)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,所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。其缺點是非連續(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。針對其缺點,各國都在以下幾方面加以改進:優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運動軌跡改進破碎腔型,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;改進了動顎懸掛方式和襯板的支承方式,改善了破碎機性能;顎板采用了新的耐磨材料,降低了磨損消耗;提高了自動化水平(可自動調(diào)節(jié)、過載保護、自動潤滑等)。同時也出現(xiàn)了一些新的機型,如雙腔雙動顎式破碎機,其破碎比可達20—50,排料口調(diào)節(jié)方便,產(chǎn)量大;復(fù)擺鄂式破碎機,兼有顎式破碎機與圓錐破碎機的性能其產(chǎn)量較同規(guī)格的破碎機高50%。還有篩分顎式破碎機,把篩分和破碎結(jié)合為一體,不僅可簡化工藝流程,且能及時將已達粒度要求的物料從破碎腔中排出,減輕了破碎機的堵塞和過粉碎,提高了生產(chǎn)能力,降低了能耗。在大型化方面國內(nèi)外都已生產(chǎn)1500mm×2100mm規(guī)格的顎式破碎機。 2. 顎式破碎機性能特點 1.破碎腔深而且無死區(qū)，提高了進料能力與產(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)簡單，工作可靠，運營費用低。 6.設(shè)備節(jié)能：單機節(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； 3. 復(fù)擺顎式破碎機的特點 復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)屬于四桿機構(gòu)中曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用,曲柄為主動件。顎式破碎機以結(jié)構(gòu)簡單、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(gòu)，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(fù)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(zhuǎn)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(fù)擺鄂式破碎機和簡擺鄂式破碎機相比較，復(fù)擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結(jié)構(gòu)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(fù)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(yán)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(yīng)用較為廣泛的是復(fù)擺鄂式破碎機。國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復(fù)擺鄂式破碎機。復(fù)擺鄂式破碎機主要由機架、鄂板、側(cè)護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構(gòu)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。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(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)簡單可靠，破碎比較大（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(shù)水平的工人就可嫩能夠操作，應(yīng)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度不才超過2000公斤/厘米的石料時效果較好。其缺點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以上的混凝圖基礎(chǔ)上，并須采取隔振措施。大型破碎機還應(yīng)安裝在埋設(shè)于基礎(chǔ)上的剛梁上。 鄂式破碎機的最大裝料塊度應(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(zhuǎn)的，除了必須嚴(yán)守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。 4. 復(fù)擺顎式破碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展 顎式破碎機是由美國人布雷克發(fā)明的。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(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，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性能和提高工作效率，國內(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動的顎式破碎機。其特點是提高動顎擺動次數(shù)借以增加產(chǎn)量，同時能實現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護以及能負(fù)荷啟動。原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性顎式破碎機）。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國內(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擺雙腔顎式破碎機，美國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設(shè)計院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。 安徽某設(shè)計院曾發(fā)明一種雙腔雙動顎復(fù)擺顎式破碎機。它除了提高工作效率，同時又能降低破碎機負(fù)荷，使機重減輕很多。原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一對開式齒輪。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顎破碎機。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動顎同步運轉(zhuǎn)，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機產(chǎn)量同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動顎倒懸掛顎式破碎機。 早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了 Kun-kan 簡擺顎式破碎機。該機特點是，動顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎(chǔ)上研制了 34 顎式破碎機。 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內(nèi)有幾家設(shè)計院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內(nèi)該機有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認(rèn)為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。 以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機。就近兩年國外機械設(shè)備展覽會上展出的顎式破碎機來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機，沒有異型顎式破碎機出現(xiàn)。 國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進水平相比差距較大。 綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術(shù)水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當(dāng)務(wù)之急。 保證顎式破碎機最佳性能的根本因素是動顎有最佳的運動特性。這個特性又是借助機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計所得到的。因此，顎式破碎機機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是保證破碎機有最佳性能的根本方法。 上海建設(shè)路橋機械設(shè)備有限公司（簡稱上建）開發(fā)了顎式破碎機 軟件，借助其中機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模塊對各種規(guī)格的破碎機進行優(yōu)化設(shè)計，得到了最佳的動顎運動特性。實踐結(jié)果表明，破碎機性能有顯著提高。該廠山寶牌顎式破碎機銷往歐美各大洲以及東南亞各國，產(chǎn)品基本上達到世界先進水平。目前，計算機在國內(nèi)各廠家已基本普及，但顎式破碎機機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計尚未得到廣泛應(yīng)用。我相信，在上建實踐結(jié)果的拉動下，各廠家會積極采用破碎機機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的好辦法。 國內(nèi)顎式破碎機的機重普遍高于國外同規(guī)格的破碎機。減輕機重也是一個重要課題。顎式破碎機機架占整機重量很大比例（鑄造機架占 50%、焊接機架占 30%）。國外顎式破碎機都是焊接機架，甚至動顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。國內(nèi)前幾年掀起一股用鑄造機架代替焊接機架的勢頭，這無疑是一種倒退行為。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)展焊接機架。顎式破碎機采用焊接機架才是長遠(yuǎn)發(fā)展的正確方向。另外，機架結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理也是使機重增加的重要原因。機架結(jié)構(gòu)設(shè)計首先應(yīng)以受力為依據(jù)，在滿足強度、剛度的條件下，力求減輕重量。機架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。一般情況下，破碎機都不需要加縱向筋板 1、2，如圖 1所示。該機側(cè)壁加強筋布置不合理，數(shù)量又太多，致使它的機重達)7.5t（同規(guī)格破碎機機重為5.5t）。當(dāng)然，該機過重不完全是由這兩個因素所造成。側(cè)壁筋板位置和方向也應(yīng)根據(jù)受力情況而定。圖 2所示為英國某公司生產(chǎn)的大傳動角（負(fù)支承）顎式破碎機機架簡圖。該機架側(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連接起來構(gòu)成一個“A”形框架。圖中軸承所受最大力: 作用方向為 HA，正是圖2側(cè)壁加強筋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。 動顎也是破碎機重量較大的零件，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜顎結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)以動顎受力為依據(jù)，在滿足強度、剛要求的條件下，盡量減輕重量。根據(jù)動顎受力分析可，最大破碎力作用在動顎軸承偏上處，由此往上（頭部）受力越來越小。原 250400,400600顎式破碎機是目前尚有多家生產(chǎn)動顎結(jié)構(gòu)剛好與其受力要求相反，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)致動顎強度低而重量又很大。這兩種破碎機都是在軸承偏上處被折斷而損壞。 動顎的加強筋布置方式，也應(yīng)按上述受力要求設(shè)計。已有的顎式破碎機加強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，可采用變厚度加強筋。即靠上部（頭部）的加強筋厚度應(yīng)小，越往下厚度越大。就是說，改原來矩形加強筋為梯形加強筋，這樣會減輕動顎重量又保證有足夠的強度。動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)加強機架、動顎有限元的研究，進行機架、動顎有限元優(yōu)化設(shè)計，達到機架、動顎重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機動力平衡等等都可以借助計算機進行優(yōu)化設(shè)計?？傊?，應(yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計方法代替原有的常規(guī)設(shè)計方法。 再者，由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會對破碎機產(chǎn)生影響。所以，我們應(yīng)提高設(shè)計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，逐步使國產(chǎn)顎式破碎機達到世界一流水平。 圖1 某破碎機焊接機架 圖2 大傳動破碎機機架 圖3 大傳動破碎機示力圖 5.基本結(jié)構(gòu)： 鄂式破碎機的主體機構(gòu)由機架、偏心軸、動鄂板、定鄂板、肘板共五個機構(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、止動螺釘、鎖緊裝置。 圖4 復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)示意圖 6.工作原理 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，他是運動和動力輸入構(gòu)件，即原動件，其余構(gòu)件都是從動件。當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線A轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使輸出構(gòu)件動鄂3做平面復(fù)雜運動，從而將礦石壓碎。 顎式破碎機的工作原理如圖7所示，其由動顎板、定顎板、偏心軸及推力板組成。動顎板上部與偏心軸相連，下部由推力板支撐。偏心軸轉(zhuǎn)動時，動顎板不僅對定顎板作往復(fù)擺動，同時還沿定顎板有很大幅度的上下運動。動顎板上各點的運動 軌跡如圖所示。動顎板上部的運動軌跡接近圓形，越向下水平運動幅度越小，運動軌跡也越呈橢圓形。 圖5 復(fù)擺鄂式破碎機結(jié)構(gòu)圖 圖6 復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖 圖7 復(fù)擺鄂式破碎機運動軌跡示意圖 7.實習(xí)體會 通過兩周的設(shè)計和學(xué)習(xí)，我對鄂式破碎機的基礎(chǔ)知識有了更深的了解。懂得了運用圖解法對機構(gòu)進行力分析和加速度分析，并熟練的掌握了CAD技術(shù)，在整體上對設(shè)計也有了初步的認(rèn)識。更重要的是通過這次的設(shè)計使我對團體合作有了深刻的體會，增強了我的團體意識。在設(shè)計過程中我們互相幫助，取長補短，使我們有了更大的進步。 8.參考文獻 1. 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室編，孫恒，陳作摸主編。機械原理。第六版。北京高等教育出版社，2000 2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編，王譯，程勒主編。理論力學(xué)，第六版，北京高等教育出版社，2002 3. 劉鴻文主編。材料力學(xué)。第四版。北京高等教育出版社2003 4. 李建新，徐眉舉，李東升主編。計算機繪圖基礎(chǔ)教程。哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004 5. 機械設(shè)計實踐（修訂版），王世剛編；哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 13 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目名稱 顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 一、 選題的目的和意義： 復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。經(jīng)過人們長期的實踐和不斷完善與改進,其結(jié)構(gòu)形式和機構(gòu)參數(shù)日臻合理。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，各工業(yè)部門對破碎石的需求進一步增長。礦石的破碎應(yīng)該采用科學(xué)合理的方法，這樣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。 顎式破碎機作為一般破碎流程的基本要求設(shè)備，且通常作為第一道破碎工序設(shè)備。因此顎式破碎機的出現(xiàn)具有歷史性的意義，打破了傳統(tǒng)的人工破碎。雖然顎式破碎機自發(fā)明至今，其結(jié)構(gòu)形式不斷的完善，但還沒有達到社會發(fā)展的要求?？v觀整個世界，顎破的生產(chǎn)制造并沒有出現(xiàn)壟斷性的企業(yè)，也足以說明重工行業(yè)的發(fā)展前景。由于不同物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異非常大，破碎要求各有不同，這就導(dǎo)致了為適應(yīng)各種物料的破碎要求而生產(chǎn)的破碎機的品種也是極其多。雖然傳統(tǒng)的顎式破碎機由于具有結(jié)構(gòu)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，在各種工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，但其缺點也是致命的。非連續(xù)性破碎、破碎效率較低、破碎比較小、磨損快使用壽命短等問題致使顎式破碎機的使用局限性。因此設(shè)計一款適應(yīng)現(xiàn)代化需求的顎式破碎機具有重要的意義。 二、 國內(nèi)外研究綜述： 顎式破碎機是由美國人布雷克發(fā)明的。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(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，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性能和提高工作效率，國內(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動的顎式破碎機。其特點是提高動顎擺動次數(shù)借以增加產(chǎn)量，同時能實現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護以及能負(fù)荷啟動。原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性顎式破碎機）。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國內(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擺雙腔顎式破碎機，美國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設(shè)計院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。 原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一對開式齒輪。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顎破碎機。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動顎同步運轉(zhuǎn)，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機產(chǎn)量同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動顎倒懸掛顎式破碎機。 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內(nèi)有幾家設(shè)計院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內(nèi)該機有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認(rèn)為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機。就近兩年國外機械設(shè)備展覽會上展出的顎式破碎機來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機，沒有異型顎式破碎機出現(xiàn)。 國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進水平相比差距較大。 綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術(shù)水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當(dāng)務(wù)之急。從顎式破碎機的發(fā)展來看，現(xiàn)代的破碎機械是在蒸汽機和電動機等動力機械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來的。目前，國內(nèi)顎式破碎機類型很多，但得到廣泛使用的還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機。各制造廠的產(chǎn)品技術(shù)、研發(fā)水平相差懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品接近世界先進水平，大多數(shù)廠家的產(chǎn)品差距很大。所以，全面提高顎式破碎機技術(shù)水平與綜合性能，研發(fā)生產(chǎn)新型環(huán)保節(jié)能的顎式破碎機，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當(dāng)務(wù)之急。一方面，要借助機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計保證顎式破碎機最佳性能，并達到低噪音、低粉塵的環(huán)保要求。一方面，應(yīng)提高設(shè)計制造工藝等綜合水平，加強焊接、鑄造、熱處理工藝的處理。制造出質(zhì)量過硬的顎式破碎機。最后，顎式破碎機耐磨件也需要不斷的提高研發(fā)、改良與提高，延長耐磨件顎板的壽命。 三、 畢業(yè)設(shè)計（論文）所用的主要技術(shù)與方法： 1. 根據(jù)已知的條件首先確定顎式破碎機的主要參數(shù)，然后確定電動機的型號，接下來計算V帶傳動，主軸的傳動。根據(jù)計算的參數(shù)畫顎式破碎機的總裝圖，及其他的零件圖。 2．畢業(yè)設(shè)計所用的方法是：類比設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計以及數(shù)據(jù)計算法等方法，在資料和信息獲取過程中進行了實地考察和調(diào)研。 3．在繪圖過程中運用計算機繪圖（包括PRO-E繪圖）。 四、 主要參考文獻與資料獲得情況： 1. 《機械設(shè)計》 濮良貴，紀(jì)名剛 高等教育出版社 2. 《機械原理》 孫桓，陳作模，葛文杰 高等教育出版社 3. 《礦山工程設(shè)備技術(shù)》 王榮祥，任效乾 冶金工業(yè)出版社 4. 《機械設(shè)計手冊》 王少懷 電子工業(yè)出版社 5. 《機械設(shè)計—理論﹑方法與標(biāo)準(zhǔn)》 黃平，朱文堅 清華大學(xué)出版社 五、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排（按周說明）： 第 3～4 周 熟悉課題，查閱相關(guān)的資料，收集資料.。 第 5～7 周 確定設(shè)計任務(wù)并撰寫開題報告。 第8～10 周 總體方案設(shè)計，初步完成設(shè)計計算，外文翻譯。 第11～13周 完成總裝圖和零件圖的繪制和設(shè)計說明書。 第14～15周 修改和完善，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 六、指導(dǎo)教師審批意見： 指導(dǎo)教師： (簽名) 年 月 日 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 摘 要 由于顎式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維護方便、工作可靠等 特點。所以，世界各國在冶金、化工、建筑材料、礦工等基礎(chǔ)工業(yè)部門 都廣泛采用這種設(shè)備。復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)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(fù)擺顎式破碎機。 根據(jù)要求我設(shè)計了復(fù)擺顎式破碎機，其工作原理是：工作時，電動 機通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，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。 設(shè)計內(nèi)容主要包括了復(fù)擺顎式破碎機的動顎、偏心軸、皮帶輪、動 顎齒板等一些重要部件；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；同時對機器參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等） 作了計算。 關(guān)鍵詞：復(fù)擺顎式破碎機；偏心軸；動顎  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 Abstract Due to the jaw crusher is simple in structure, easy to manufacture, convenient maintenance work reliable. So, the world in metallurgy, chemical industry, building materials, miners and other basic industry departments are widely used this kind of equipment. Pendulum jaw crusher structure is simple, make easy, reliable and convenient usage and maintenance, so common or traditional pendulum jaw crusher. According to the requestI designed the pendulum jaw crusher, the working principle is: work, motor drive shaft rotation by pulley eccentric, make the move to close to leave, jaw cycle for jaw, and the material is extrusion, rolling, grinding multiple broken, make the material is bigger or smaller, gradually whereabouts until from discharging mouth eduction. Design content mainly includes the pendulum jaw crusher dynamicjaw, eccentric shaft, pulley, dynamic jaw teeth board some important parts; In addition to jaw crusher work principle and characteristics and main parts is introduced; At the same time for the machine parameters (spindle speed, production capacity, crushing strength, power, etc.) for the calculation. Key words: pendulum jaw crusher; Eccentric shaft; Move jaw  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 目錄 摘要.................................................... 1 Abstract.................................................. 2 前言..................................................... 1 第一章緒論.............................................. 3 §1.1顎式破碎機簡介...................................................................................3 §1.2復(fù)擺式顎式破碎機的特點.....................................................................6 §1.3礦石的破碎及力學(xué)性能.........................................................................8 §1.4破碎工藝............................................................................................10 第二章設(shè)計任務(wù)及要求.................................... 11 §2.1設(shè)計條件............................................................................................ 11 §2.2設(shè)計內(nèi)容............................................................................................ 11 §2.3設(shè)計要求............................................................................................ 11 第三章 基本結(jié)構(gòu)及工作原理.............................. 13 3.1基本結(jié)構(gòu) .............................................................................................13 3.2工作原理 .............................................................................................13 第四章參數(shù)的選擇和計算.................................. 15 §4.1顎式破碎機的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)...................................................................15 §4.2結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇.................................................................................15 §4.3主要參數(shù)的計算..................................................................................20 第五章主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸的計算與選擇 .................... 28 §5.1電動機功率的計算與選擇...................................................................28 §5.2皮帶及帶輪的設(shè)計 .............................................................................32 §5.3偏心軸的設(shè)計計算 ..............................................................................37  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 §5.4軸承的選擇與校核 .............................................................................43 §5.5平鍵的選擇及校核 .............................................................................46 結(jié)術(shù)語................................................. 50 參考文獻................................................. 51 致謝.................................................... 52  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 前言 本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是對復(fù)擺式顎式破碎機傳動系統(tǒng)設(shè)計與計 算，并對復(fù)擺式顎式破碎機的主要構(gòu)件尺寸參數(shù)以及其他結(jié)構(gòu)部件做了 系統(tǒng)的介紹。 顎式破碎機屬于礦山機械的選礦機械部分，它在國家重工業(yè)發(fā)展中 占有舉足輕重的作用。而復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、工作可 靠、使用維修方便，所以常見常用的還是傳統(tǒng)的復(fù)擺顎式破碎機。如何 使破碎機具有更好的工作效率是許多年來無數(shù)工程師思考的問題。在這 次設(shè)計中，我查閱了大量的參考材料，并不斷求教于老師，積累了一些 顎式破碎機方面的知識，在此基礎(chǔ)對顎式破碎機進行傳動系統(tǒng)設(shè)計。 各種不同型號的顎式破碎機雖經(jīng)長期不斷改進，但其工作原理和結(jié) 構(gòu)大同小異，而其工作性能的好壞卻相差很大。顎式破碎機的技術(shù)性能 主要取決于主參數(shù)的確定，機構(gòu)尺寸參數(shù)，運動參數(shù)和動力參數(shù)的設(shè)計。 在本次設(shè)計中，我根據(jù)自己掌握的知識以及和同學(xué)的討論，主要對結(jié)構(gòu) 尺寸參數(shù)，傳動系統(tǒng)部件作了計算。為了清楚起見，在必要的地方配有 插圖。 1  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 在設(shè)計的過程中，多次經(jīng)由王得勝老師的耐心指導(dǎo)，在次表示深深 的謝意! 由于水平有限、時間倉促，設(shè)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! 2012年 5月 2  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 第一章 緒論 §1.1顎式破碎機簡介 顎式破碎機經(jīng)過100多年的實踐和不斷的改進，其結(jié)構(gòu)已日臻完善。 它具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，制造容易，維修方便等特點。所以，知到 現(xiàn)在仍廣泛地用于采礦、選礦、建筑材料和環(huán)境工程中。它在礦業(yè)中多 半用來對堅硬和中堅硬礦石進行粗碎和中碎。在其它工業(yè)中有時也用來 作細(xì)碎用。 在顎式破碎機中物料的破碎是在兩塊顎板之間進行的。可動顎板繞 懸掛心軸對固定顎板做周期性擺動，如圖1-1，圖1-2所示。當(dāng)動顎板 靠近固定顎板時，位于兩顎板間的礦石受壓碎、劈裂和彎曲作用而破碎。 當(dāng)動顎板離開定顎板時，已破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出到 下個工藝環(huán)節(jié)。 目前，顎式破碎機應(yīng)用最廣泛的有兩種型式:動顎作簡單擺動的曲 柄雙搖桿機構(gòu)顎式破碎機（圖1-1a）和動顎作復(fù)雜擺動的曲柄雙搖桿機 構(gòu)顎式破碎機（圖1-1b）。前者多用于制成大型和中型設(shè)備，其破碎比3～ 6；后者一般制成小型的，其破碎比可達10.隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，復(fù) 3  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 擺式顎式顎式破碎機已向大型化方向發(fā)展。 顎式破碎機的規(guī)格用給礦口寬度B和長度L來表示。例如，給礦口 寬度900mm，長度1200mm的破碎機表示為：900mmx1200mm顎式破碎機。 根據(jù)給礦口的寬度B和長度L的大小，顎式破碎機可以分為大、中、小 三類。給礦口寬度大與600mm者為大型；給礦口寬度由300mm到600mm 者為中型；給礦口寬度小與300mm者為小型顎式破碎機。 顎式破碎機的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，破碎比較大（i一般 為 6~8），外型尺寸較小，零件檢查和更換較容易，操作維護簡便，不用 較高技術(shù)水平的工人就能夠操作，應(yīng)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/平方厘 米以下）的石料，常作粗碎和中碎設(shè)備。 一般用于破碎極限抗壓強度才 200MPa，需要很大的擺動體，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以上的混凝土基礎(chǔ)上，并 須采取隔振措施。大型破碎機還應(yīng)安裝在埋設(shè)于基礎(chǔ)上的鋼梁上 顎式破碎機的最大裝料塊度應(yīng)比裝料口寬度小 15~20%，即給料 4  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 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 及破碎塊石的生產(chǎn)率高。 使用顎式破碎機時，必須注意由于機器是在工作條件惡劣的情況下 運轉(zhuǎn)的，除了必須嚴(yán)守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并 維修被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。 a—簡擺式顎式破碎機 b—復(fù)擺式顎式破碎機 圖 1-1 5  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 a—簡擺式顎式破碎機 b—復(fù)擺式顎式破碎機 圖 1-2 §1.2復(fù)擺式顎式破碎機的特點 顎式破碎機以結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛 應(yīng)用。復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)屬于四桿機構(gòu)中曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用，曲 柄為主動件。 復(fù)擺顎式破碎機的動顎是直接懸掛在偏心軸上的，是曲柄連桿機 構(gòu)，沒有單獨的連桿。由于動顎是偏心直接帶動，所以活動顎板可同時 做垂直和水平的復(fù)雜擺動，顎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，動顎的水平行程則 6  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 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(zhuǎn)向是逆時針方向，動顎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(fù)擺顎式破碎機和簡擺顎式破碎機相比較，復(fù)擺顎式破碎機的機器 重量較輕，結(jié)構(gòu)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)格的簡擺顎式破碎機生產(chǎn)效率高20%—30%）等優(yōu) 點。但復(fù)擺顎式破碎機的顎板垂直行程大，石料對顎板的磨削作用嚴(yán)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(yīng)用較為廣泛的是復(fù)擺顎式破碎機。國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù) 量最多的也是復(fù)擺顎式破碎機。顎板包括活動顎板和固定顎板，各與顎 床組成活動顎和固定顎。顎板用楔形鐵塊和螺栓固定在顎床表面，保護 顎床不受磨損。固定顎的顎床就是機架，活動顎的顎床懸掛在偏心軸上， 由于它直接承受對石料的擠壓作用，所以必需有做夠的強度和剛度，活 動顎床一般用鑄鐵火鑄鋼制造。顎板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖 擊力外，尚與石塊強烈摩擦，因此要求用高強度且耐磨的材料制造。 7  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 §1.3礦石的破碎及力學(xué)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1-3a）。 （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(yīng)力達到礦石 的抗拉強度限（圖1-3b）。 （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(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達到彎曲強度限 時礦石被折斷（圖1-3c）。 (a) (b) (c) (d) (e) 圖 1-3 礦石的破碎和破碎方法 8  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 （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(yīng)力達到其剪切強度極限時，礦石即被粉碎（圖1-3d）。 （5)沖擊破碎 礦石受高速回轉(zhuǎn)機件的沖擊力作用而破碎（圖 1-3e）。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(yán)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板，因此其破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式，當(dāng) 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(yán)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。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(fù)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。 9  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 §1.4破碎工藝 最終的破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進行磨礦作業(yè)的礦 石，應(yīng)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 10~25mm。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 200~1300mm，則破碎作 業(yè)的總破碎比的范圍為： Imax=Dmax/dmax=1300/10=130 Imax=Dmax/dmax=200/25=8 一臺破碎機只能在一定限度的破碎比下才有合理的結(jié)構(gòu)，才能最有效地 工作，因此使一臺破碎機達到這樣的破碎比是很有困難的。要把原礦破 碎到需要的粒度，必須將若干臺破碎機串聯(lián)進行分段破碎?？偲扑楸鹊? 于各段破碎比的乘積、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機的破碎能力，不使小塊礦石 進入破碎機反復(fù)進行破碎，因此將破碎與篩分有機結(jié)合，構(gòu)成合理的破 碎工藝流程。 10  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 第二章設(shè)計任務(wù)及要求 §2.1設(shè)計條件 1.電動機功率：15KW，額定轉(zhuǎn)速：1500r/min； 2.最大進料粒度：125mm； 3.排料口調(diào)整范圍：10～40mm； 4.處理能力：5～16t/h； 5.對堅硬或中硬礦石進行中碎或細(xì)碎； §2.2設(shè)計內(nèi)容 1.設(shè)計方案的評價與決策； 2.傳動系統(tǒng)設(shè)計，成套圖紙與設(shè)計說明書。 §2.3設(shè)計要求 一、工作實效性 1.能較好地破碎各種礦物與巖石，并達到所要求的粒度； 11  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2.錯誤操作有保險裝置。 二、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性 1.機械傳動平穩(wěn)、支承零件有足夠的剛度、無明顯振動； 2.主要零件不易損壞。 三、技術(shù)經(jīng)濟性 1.結(jié)構(gòu)簡單，減輕自重，減少制造成本，系列化； 2.采用較高效率的傳動系統(tǒng)、減少運轉(zhuǎn)費用。 四、結(jié)構(gòu)工藝性 1.有皮帶張緊裝置； 2.結(jié)構(gòu)易于折裝、運貨。 3.盡量減少各種振動沖擊。 五、設(shè)計規(guī)范性 1.符合破碎機規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)； 2.零部件標(biāo)準(zhǔn)化率不低于 60%； 3.技術(shù)參數(shù)符合優(yōu)先數(shù)系。 12  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 第三章 基本結(jié)構(gòu)及工作原理 3.1基本結(jié)構(gòu) 顎式破碎機的主體機構(gòu)由機架、偏心軸、動顎板、定顎板、肘板共 四個機構(gòu)組成（如3-1所示）。另有其他輔助零件，如固定齒板、襯板、 擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動螺釘、鎖緊裝置。 圖3-1復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)示意 3.2工作原理 13  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，它是運動和動力輸入構(gòu)件，即原動件， 其余構(gòu)件都是從動件。如圖3-2所示當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線A轉(zhuǎn)動時，驅(qū) 使輸出構(gòu)件動顎3做平面復(fù)雜運動，從而將礦石壓碎。 圖3-2復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖 顎式破碎機由動顎板、定顎板、偏心軸及推力板組成。動顎板上部 與偏心軸相連,下部由推力板支撐。偏心軸轉(zhuǎn)動時,動顎板不僅對定顎板 作往復(fù)擺動,同時還沿定顎板有很大幅度的上下運動。動顎板上各點的運 動軌跡如圖2所示。動顎板上部的運動軌跡接近圓形,越向下水平運動幅 度越小,運動軌跡也越呈橢圓形。 14  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 第四章參數(shù)的選擇和計算 §4.1顎式破碎機的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn) 電動機通過小帶輪及三角帶，將運動傳給大帶輪，從而帶動偏心軸 轉(zhuǎn)動。動顎上部內(nèi)孔兩端的雙列向心球面滾子軸承支撐在偏心軸上，偏 心軸外側(cè)軸頸支座主軸承，主軸承外圈與機架上的鏜孔相配合，并用螺 栓固定在機架上，在偏心軸兩外部分分別裝有大帶輪和飛輪，以調(diào)整破 碎機工作時主軸的運轉(zhuǎn)速度的波動。動顎的下部由推力板支撐，推力板 的另一端支撐在與機架的后壁相連的楔鐵調(diào)整機構(gòu)上，可在由機架側(cè)壁 上兩凸臺構(gòu)成的滑道中滑動。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺寸時，只要調(diào)整在楔 鐵上的螺栓，使楔鐵上下滑動，帶輪調(diào)整座在滑道中前后移動即可完成， 有的機構(gòu)上采用組合調(diào)整片來調(diào)整。 §4.2結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 為了保證顎式破碎機運動的可靠性和經(jīng)濟性，在設(shè)計時必須正確的 15  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 確定它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計算零件強度的基礎(chǔ)。 §4.2.1給礦口與排礦口的尺寸 我國生產(chǎn)的顎式破碎機，給礦口的長度約為寬度的 1.25～1.6倍，對 于中小型破碎機則取 L=（1.5～1.6）B，而在小型破碎機中，為了獲得較 高的生產(chǎn)率，L∕B值可以選大一些。本次設(shè)計數(shù)據(jù)中L∕B=5，由此可知 所設(shè)計的破碎機為小型號的復(fù)擺式顎式破碎機。 對于復(fù)擺式顎式破碎機，排礦口的最小寬度 e： e = d max - s = ( ~ 110)B = ( ~ 101 )′150 = 21.4mm ~ 15mm 1 1 7 7 取e = 20mm §4.2.2鉗角 破碎機的動顎與固定顎之間的夾角稱之為鉗角。當(dāng)物料破碎時，必 須使物料塊既不向上滑動，也不會從給礦口中跳出來。為此，鉗角 a應(yīng) 該保證物料塊與顎板工作表間產(chǎn)生足夠的摩擦力以阻止物料被擠出去。 為了確定a角，應(yīng)當(dāng)分析當(dāng)物料被顎板擠壓時作用在石塊上的力的情況。 假設(shè)物料的形狀為球形，當(dāng)顎板壓緊物料時，作用在物塊上的力如 圖 4－1所示。 P1和 P2為顎板作用在物塊上的壓碎力，其方向垂直于顎 16  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 板表面。由于壓碎力所引起的摩擦力 fP1和 fP2是平行于顎板表面的，f是 顎板與物料之間的摩擦系數(shù)，破碎物料時的平衡條件為： fP2 + fP1 c o as 3 P1 s i na 水平分力的總和等于零： P2 - P1 cosa - fP1 sina = 0 2 f 1- f 聯(lián)解以上兩式可得： tana ￡ 2 圖 4－1物料塊受力分析 令j表示摩擦角，則 f = tanj tanj 故tana ￡ 1- tan ，即 tana ￡ tan2j j 2 17  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 \a ￡ 2j 由上式可知，為了使顎式破碎機正常的進行破碎工作，鉗角 a應(yīng)初 選為a = 20 ° 。該小于摩擦角的 2倍。不然礦石就會向上跳出，而不被壓 碎。 一般情況下，顎板與物料見的摩擦系數(shù) f f 0.2（或jf 11°）因此， 在生產(chǎn)實際中，顎式破碎機的鉗角多取為 17° ~ 24°范圍內(nèi)，鉗角不應(yīng)大 于 20° ~ 22°。簡單擺動顎式破碎機不應(yīng)大于 20° ~ 24°，對于復(fù)雜擺動顎 式破碎機，本次設(shè)計中取a =20°。 §4.2.3破碎腔的高度 在鉗角一定的情況破碎腔的高度由所需要的破碎比確定。通常，破 碎腔的高度： H = (2.25- 2.5)B = (2.25- 2.5)′150 = 337.5mm-375mm。 為了獲得較高的生產(chǎn)率，將 H取的大些。取H = 360mm。 §4.2.4動顎擺動行程和偏心距 動顎擺動行程 s是破碎機最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在理論上，動顎擺動 行程應(yīng)按物料達到破壞時所需之壓縮量來確定。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(yuǎn)遠(yuǎn) 大于理論上求出的數(shù)值。 18  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 由于物料在破碎腔由上向下逐漸變小，所以只要動顎上部擺動行程 能夠滿足破碎物料需要的壓縮量就可以。根據(jù)實驗，破碎腔的上部擺動 行程，應(yīng)大于0.01Dmax 。 對于復(fù)雜擺動顎式破碎機的動顎擺動行程受到排礦口寬度的限制。 因為動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， 所以動顎下部的動顎擺動行程不得大于排礦口寬度的 0.3～0.4倍。 實際上，動顎擺動行程是經(jīng)驗數(shù)據(jù)決定的。通常對于大型顎式破碎 機：s=25～45mm；中小型破碎機：s=12～20mm。 動顎的動行程確定好以后，偏心軸的偏心距 r可以根據(jù)初步擬定的 機構(gòu)尺寸利用畫機構(gòu)圖的方法來確定。通常，對于復(fù)雜擺動式顎式破碎 機：s ?1.33r；對于簡單式顎式破碎機：s ? r。 根據(jù)實驗，破碎機上部擺動行程應(yīng)大于0.01Dmax sf 0.01Dmax = 0.01′125mm =1.25mm 破碎機下部擺動行程小于（0.3～0.4）B sp (0.3～0.4)B =45mm～60mm 。 實際上對于中小型破碎機：s=12～20mm，取s =14mm 19  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 對于復(fù)雜擺動顎式破碎機： s ?（2～2.2）r 取 r = s = 7mm 2 §4.3主要參數(shù)的計算 4.3.1動顎的擺動次數(shù)（偏心軸的轉(zhuǎn)速） 選擇動顎的擺動次數(shù)時，不僅要使機器的生產(chǎn)率高，而且還要使機 器的功率消耗少。為了求得偏心軸的轉(zhuǎn)數(shù)，可作如下假說：1）由于顎身 較長擺動幅度不大，故假定動顎為平移運動，嚙角a不變；2）不考慮礦 石與肘板間的摩擦力對排礦的影響，動顎離開固定顎時，破碎產(chǎn)品成梯 形斷面的棱柱體依靠自重自由下落。 為了不妨礙物料排出，物料棱柱體落下時必須滿足的條件，即活動 顎板在離開的時間 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) 動一周時，活動顎擺動兩次。如圖 4-2所示，b為公稱排料口，sL為動 胯下端點水平行程．a(chǎn)L為排料口的平均嚙角。ABB1A1為腔內(nèi)物料的壓縮 破碎棱柱體，ABB2A2為排料棱柱體，破碎機的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)征一個 運動循環(huán)的排料時間內(nèi)．壓縮破碎棱柱體的上層面 AA1按自由落體下落 20  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 至破碎腔外的高度h算確定的。 當(dāng)排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于 180°時，此時經(jīng)試驗認(rèn)為排料 時間按主軸半徑計算比較符合實際情況。設(shè)n為動顎每分鐘擺動的次數(shù)， 則動顎一次單項擺動的時間為： 圖 4-2料后處排料示意圖 t= 1× = 60 30 2 n n 式中: t—動顎一次單項擺動的時間，s； n—動顎每分鐘擺動的次數(shù)，r/min； 棱柱體在其自重的作用下自由的通過排礦口的時間： 21  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 h= 1 2 gt2 / 2, 由于 2h 則t1= g 令t1=t，則可求得理論上的生產(chǎn)能力最高的動顎擺動次數(shù)為： 30 2h = n g 式中：h—破碎物料落下的高度 G—重力加速度，g=980cm / s2 。 s h= tana 式中： s—動顎下端的水平行程，cm。 a—排料層平均嚙角(度)取最優(yōu)值a=20°。 由以上幾式聯(lián)立并簡化可知： tana = 665 tan20°r / min = 339r / min n = 665 s 1.4 取 n=340r / min 4.3.2生產(chǎn)能力 顎式破碎機的生產(chǎn)能力是指機器單位時間內(nèi)所能處理的物料的數(shù) 量，也稱為產(chǎn)量或生產(chǎn)率。顎式破碎機的生產(chǎn)能力是以動顎擺動一次， 22  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 從破碎腔中排出一個松散的棱柱體的物料為計算依據(jù)。 圖4-3 根據(jù)圖4-3，動顎擺動一次，排出的棱柱體斷面積為： F = e + (e + s) h = 2e + s ′ s 2 2 tana 棱柱體長度即為破碎腔的長度 L,故棱柱體體積為： V = FL =（2e + s） Ls 2tana 若動顎每分鐘擺動 n次，則破碎機的生產(chǎn)能力為： Q = 60nVup = 30nLs（2e + s）up 2tana （4—1） 式中， 23  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 Q---生產(chǎn)能力（t/h）； n---主軸轉(zhuǎn)速(r / min)； L---破碎腔長度(m)； e---公稱排料口尺寸(m)； s--動顎下端點水平行程(m)； u ---松散系數(shù)，取 0.25～0.6，對于中、小型機一般 取較高值u=0.5～0.6； p---破碎物料的密度(t/m ),根據(jù)破碎礦石的密度，一 3 般取p=1.6。 按式（4—1）取u=0.5,又L=750mm，n=340r/min Q = 30′340′ 0.75′ 0.014′（2′ 0.02 + 0.014）′ 0.5′1.6 tan20o =12.7t/h 4.3.3破碎力 破碎力在腔內(nèi)的分布情況及其合力作用點位置、大小，是機構(gòu) 設(shè)計和零部件強度設(shè)計的重要依據(jù)。由于破碎力分布以及合力大小、 24  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 作用點位置具有隨機性，用理論分析的方法將會產(chǎn)生較大的誤差， 通過大量實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，再經(jīng)過理論推導(dǎo)，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(zhǔn)確度。滿載破碎時破碎力的最大峰值稱為最大破碎力： Fmax = 0.043(B -b)s Bk tana （4-2） 式中， Fmax---最大破碎力（ N）； s B---抗壓強度（ N / cm2）； k---有效破碎系數(shù)，對中小型機一般取k = 0.34 ~ 0.48， 當(dāng)a = 20°時，取k = 0.38 ~ 0.42，一般嚙角減小時取最小值。 按式（4-2），取k=0.4，s B=150mpa=15000 N/cm2,則 = 0.034(15 - 3)′ 75 ′15000′ 0.4 = 504KN tan20° F max 當(dāng)計算破碎力零件強度時，考慮沖擊載荷的影響，應(yīng)將 Fmax 大50%，故破碎機的計算破碎力為： 增 P=1.5Fmax = 757KN 25  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4.3.4各個部件的受力分析 計算顎式破碎機的各個零件以前，必須先求得作用在各個部 件的外力。計算破碎力是確定這些外力的原始數(shù)據(jù)。根據(jù) 力作用分析法或圖解法即可求得各個部件上的計算載荷。 p js p js 圖4-4復(fù)擺顎式破碎機各部件受力圖解 Ps = Pjs b-a b （4—3） Pk = Pjs ba （4—4） （4—5） Pz = 2P k cosb 式中： Ps---作用在動顎軸承上的外力 26  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 Pk---作用在推力板上的外力 Pz---作用在連桿上的外力 a---動顎懸掛軸到破碎力作用點的距離 b---動顎懸掛點到推力板支撐點間的距離 b ---當(dāng)兩顎板壓緊礦石時，推力板與連桿間夾角，取b =50° 顎式破碎機在工作過程中，破碎機的工作規(guī)律是比較復(fù)雜的。但 一般是動顎零件開始向下逐漸增大，到動顎懸掛中心以下占動顎全長的 3/4處（簡擺）、2/3（復(fù)擺）為最大，再向下又逐漸減到末端為零。所 以， 2 a = L = 500mm，而b=(0.7～0.75)L,取b=548mm。 3 可得： Ps Pk = = P js b - a = 757′ 48 = 66307N b 548 P js ba = 757 ′ 500 548 = 690693N P P z = 2 js cos b = 2′ 757′ cos50o = 887938N 27  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 第五章主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸的計算與選擇 §5.1電動機功率的計算與選擇 §5.1.1功率 在顎式破碎機的破碎過程中，其功率消耗與轉(zhuǎn)數(shù)、規(guī)格尺寸、排礦 口寬度、鉗角大小以及被破碎礦石的力學(xué)性能和力度特性有關(guān)。破碎機 轉(zhuǎn)速越高，機械尺寸越大，功率消耗越大；破碎比越大，功率消耗也越 大。但是，對功率消耗影響最大的還是礦石的力學(xué)性能。 目前，在理論上計算顎式破碎機的電機功率一般已體機假說為基礎(chǔ)。 當(dāng)給礦口寬度為 B、長度為 L、排礦口最小寬度為 e，則根據(jù) 圖 5－1可求得動顎每次工作行程內(nèi)破碎物料的體積： V = KCL(B 2 - e2) 2tana 式中，V ——動顎在每次工作行程內(nèi)破碎物料的的體積，m； 3 C ——充滿系數(shù)，破碎礦石不是充滿破碎腔，而是有一定的空隙； K ——粒度特性系數(shù)。 28  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 圖 5－1確定顎式破碎機的功率圖 若原礦未經(jīng)預(yù)先篩分，則其中小于排礦口寬度的礦粒就直接通過破 碎腔。為此，考慮粒度特性系數(shù)。當(dāng)破碎前將原礦中小于排礦口寬度的 細(xì)粒物料篩出時，可取 K=1。 1)如果原礦的粒度特性曲線為直線可取: K = Dm a x-(e + s) ， Dm a x 是原礦中的最大礦塊，則 K = 125-(20 +14) = 0.728。 Dmax 125 2）假如原礦的粒度特性曲線為凹形 max -(e + s) 可?。?K p D ，即 K=0.4～0.5。 Dmax 29  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 當(dāng) K=0.7～1之間時，C=0.2～0.3；且 K與 C的乘積一般為 0.2～ 0.25．取 C=0.24。 KCL(B 2 - e2) 2tana 根據(jù)式W = s b 2 V和式V = 2E 則可求得顎式破碎機電動機功率的計算公式： N = s b - e 2 nLKC(B ) 2 2 244800E × tana ×h ) = 11.68KW N = 185 - 2 ′340′ 75′ 0.24′( 15 2 2 2 2448000′55600′ tan20°′ 0.80 式中，N ——電動機的功率，KW； s b——物料抗壓強度，Mpa； E ——物料彈性模數(shù)，Mpa； h ——破碎機的傳動系數(shù)，h =0.80取 C=0.25~0.85。 從上式可以看出，破碎機的功率消耗與轉(zhuǎn)速、規(guī)格尺寸、鉗角、被 破碎物料的物理機械性能和粒度的特性有關(guān)。實際上，顎式破碎機的破 碎過程是非常復(fù)雜的，有些因素尚未完全反映出來，有的因素（如礦石 的s b和 E）也是很難準(zhǔn)確的選取。所以，上式只能初步計算破碎機的功 率使用，以便進一不用實驗的方法來修正。 對顎式破碎機的電動機功率也可以采用下列公式計算。 30  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 對于復(fù)擺式破碎機： N=18LHnr N =18′0.75′.036′0.007′340′ =11.57KW 式中， L ——顎口長度，m； H——固定顎板的計算高度，即顎膛高度，m； s——動顎板行程，m； r——偏心軸的偏心距，m； n——偏心軸轉(zhuǎn)速，r/min。 §5.1.2電動機的選擇 參考設(shè)計數(shù)據(jù)，電動機的功率為 15KW，電動機能夠滿足計算要求。 正常 V帶傳動的傳動比 i=2～4。所以，電動機的轉(zhuǎn)數(shù)： n電機 = (2 ~ 4)n軸 = (2 ~ 4)′340 = 680r / min ~1360r / min 查《機械設(shè)計手冊》選擇 Y系列封閉式三相異步電動機。（一般異 步電動機）同步轉(zhuǎn)速在 600～1400r/min之間，優(yōu)先選用的同步轉(zhuǎn)速為 970r/min。 由《機械設(shè)計師手冊》查得電動機的型號：Y180L－6 電機型號其主要參數(shù)如下： 31  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 表 5.1 電動機主要參數(shù)表 功率 轉(zhuǎn)速 效率 功率因 數(shù) 15KW 970r/min 89.5 0.81 % 電動機伸出軸直徑（D） 電動機伸出軸長度（L） 48mm 110mm §5.2皮帶及帶輪的設(shè)計 §5.2.1.計算功率 用窄 V帶傳動，電動機型號為：Y180L－6型；功率 P=15KW，此 部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)速 n=970r/min；傳動比 i=2.85；每天工作 12h。查《機械設(shè)計》 由表 8－7查得： K A =1.4； Pca = K AP=1.4×15=21KW。 式中， Pca ——計算功率，KW； K A ——工作情況系數(shù)； 32  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 P——所需傳遞的額定功率。 §5.2.2皮帶的計算與選擇 ①選用窄 V帶帶型： 根據(jù) Pca、n由《機械設(shè)計》圖 8－11確定選用 C型。 ②確定帶輪基準(zhǔn)直徑： 由《機械設(shè)計》表8－6和表8－8取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1 = 200mm。 所以，從動輪直徑： dd 2 = i′dd1 = 2.85′200 = 570mm 圓整之后取dd 2=600mm ③驗算帶輪速度： pd n p ′ 200′970 = 10.16。 v = 60′1000 = 60′1000 d1 帶速一般在5m/spn p 25m/s，最高不超過 30m/s。 所以，帶的速度合適。 ④確定窄 V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距： 據(jù) 0.7(dd1 + dd 2)p a0 p 2(dd1 + dd 2) 0.7′(200+ 600)p a0 p 2′(200+ 600) 560p a0 p1600 33  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 初步確定中心距a0 =1100mm ⑤計算所需的基準(zhǔn)長度： (dd 2 - dd1)2 4a0 LD￠ = 2ao + p (dd1 + dd 2)+ 2 (600 - 200)2 4′1100 = 2′1100 + p ′(200 + 600)+ = 3493mm 2 由《機械設(shè)計》表 8－2，選取帶的基準(zhǔn)長度Ld = 3550mm ⑥計算中心距 a及變動范圍： 傳動的實際中心距近似為 a ? ao + Lo - Ldo = 3350 - 3493 = 1 5 2 8 . 5 m 2 2 經(jīng)計算得中心距變化范圍 a m i n? a -0 . 0 1 5d L=1 4 7 5 . 2 5 a m a x? a + 0 . 0 3dL=1 6 3 5 m ⑦驗算主動輪上的包角a1 ： ′57.3° = 165°f 90° a1 = 180° - d 2 d - dd1 a 因此主動輪上的包角合適。 ⑧計算窄 V帶的根數(shù) Z： Pca Z = P Pr = (P0 + DP0)KaK L ca 34  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 式中， P0 ——單根 V帶的基本額定功率； DP0 ——單根普通 V帶額定功率的增量； Ka ——包角修正系數(shù)； K L ——長度系數(shù)。 由 n=970r/min，dd1 = 200mm，i=2.85， 查《機械設(shè)計》表 8－4a和 8－4b得：P0 = 4.66KW，DP0 = 0.85KW； 查《機械設(shè)計》表 8－5得： Ka = 0.96； 查《機械設(shè)計》表 8－2得：KL = 0.99。 21 \Z = (4.66 + 0.85)′ 0.96′ 0.99 = 4.00 取 Z=4根。 ⑨計算預(yù)緊力 F ： 0 ? ? ÷ P ca 2.5 - ÷ 1 + qv （F0）min = 500 ? 2 ? vz K è ? a 式中，q——傳動帶單位長度的質(zhì)量。 由《機械設(shè)計》表 8－3得 q=0.30kg/m 21 ? 2.5 ? ? ? 故：（F0）min = 500′ -1÷ + 0.30′10.16 2 = 445.4N 10.16′ 4 è 0.96 應(yīng)使帶的實際初拉力 Fo 3（F0）min。 35  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 ⑩計算作用在軸上的壓軸力： Fp = 2Z（F0）min sin a21 = 2′ 4′ 445.4′sin V帶傳動的主要參數(shù)歸納于下表 5.2 165° = 3532.95N 2 名稱 帶型 結(jié)果 名稱 結(jié)果 名稱 根數(shù) 結(jié)果 C 傳動比 i=2.85 4 Fo =445.4N 小帶輪 dd=200mm L d=3550m 基準(zhǔn)長度 中心距 預(yù)緊力 壓軸力 基準(zhǔn)徑 m 大帶輪 dd=600mm a=1528.5 mm Fp =3532.95 N 基準(zhǔn)徑 §5.2.3.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 基準(zhǔn)寬度(bd )：19.0mm；準(zhǔn)線上槽深(ha min )：4.80mm；準(zhǔn)線下槽深 ( ) h f min：14.3mm；間距(e)：25± 0.5 mm；一槽對稱面至端面的距離(f min )： 16 mm；小輪緣厚 (d m i )n： 18mm；輪寬 (B)： B=（ Z-1） e+2f=3×26+2×18=114mm； da1 = dd1 + 2ha = 200 + 2′5 = 210mm 徑(da)： ；槽角(j)： 36°。 da2 = dd 2 + 2ha = 600 + 2′5 = 610mm 36  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 圖 5－2帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 §5.3偏心軸的設(shè)計計算 §5.3.1偏心軸主要尺寸的確定 ①各軸段直徑確定 根據(jù)工作條件，初選偏心軸的材料為 45號鋼，調(diào)制處理。參數(shù)：許 用扭應(yīng)力[A]= 25- 45MPa，A=126－103。 初步計算直徑（與大帶輪配合處）：軸功率： P￠ = P機h1h2 式中， 37  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 h1 ——電動機的功率，KW； h2 ——皮帶傳遞的功率，KW。 \P￠ =15′0.895′0.96 =12.89KW 軸轉(zhuǎn)速 n=340r/min d13 A3 ￠ = 126′ 3 = 42.3mm P 12.89 340 n 因為軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增加 3～7%。 \d13 59.24′1.07 = 45.3mm 因破碎機工作時的沖擊載荷很大，又有強烈的振動，故取直徑 d1=80mm此偏心軸選用一般階梯長軸。 d2:密封處軸段，根據(jù)大帶輪的定位要求，d2=100mm。 d3:滾動軸承處軸段，選擇深溝球軸承6324，d3=120mm。 d4：選擇調(diào)心滾子軸承22228，d4=140mm。 d5：根據(jù)軸承定位要求，確定d5=160mm。 其中，d4和 d5段屬于偏心部分，偏心距 r=7mm。整個偏心軸是完 全對稱的。 ②各軸段長度的確定 L1：由大帶輪輪轂寬度確定，L1=135mm， 38  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 L2:由軸承端蓋和安裝間隙要求確定，L2=60mm。 L3：由球軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L3=100mm。 L4：由滾動軸承、動顎結(jié)構(gòu)確定，L4=120mm。 L5：由軸承寬度和進料口尺寸確定，L5=255mm 圖5－3初定軸的直徑和跨度 39  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 §5.3.2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。 (1)軸的力學(xué)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(yīng)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22228K軸承，經(jīng)計算可得動 顎處兩軸承之間的距離 L ? 630mm，軸承離支點的距離 CD LAC = LBD = 210mm 。 ②繪制軸的力學(xué)模型 根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖見圖5-4a (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 F C、F D 來表示；機架軸 承要當(dāng)于兩個支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別用 R A，R B 示。 來表 40  河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 FC = FD = RA = RB = P2 = 66307 = 33154N 2 圖5-4軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 a)力學(xué)模