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900*1200簡擺破碎機的設(shè)計
摘 要
隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國的鋼鐵工業(yè)和礦業(yè)得到了快速的發(fā)展，各種金屬，非金屬，化工礦物等物料的社會需求量和生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，需要破碎的物料量迅速增加，因此，破碎機的需求也越來越大，各種規(guī)格破碎機的開發(fā)與發(fā)展，與建筑，高等級公路，橋梁，水壩和礦業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，它的使用范圍也越來越廣.顎式破碎機是礦山生產(chǎn)、建設(shè)用料加工及聚合化工生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，被廣泛地應(yīng)用于各種金屬與非金屬礦山、化工礦物以及水泥、建材等物料的生產(chǎn)加工中。近年來，隨著礦山生產(chǎn)和建材加工中一些新理論的提出，用戶希望散體礦石能夠在破碎階段盡可能地得到粒度更細、塊度更好的產(chǎn)品。本文對900*1200簡擺破碎機的結(jié)構(gòu)原理進行了分析，結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計算，通過這次畢業(yè)設(shè)計，系統(tǒng)地把大學里的專業(yè)知識復(fù)習應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去，提高自己的動手能力和創(chuàng)新能力，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力，以此提高的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。通過對簡擺破碎機結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計，通過采用經(jīng)驗公式對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。有助于我們更好地對設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行修改，使結(jié)構(gòu)更加的完善。
關(guān)鍵詞：簡擺式破碎機，參數(shù)設(shè)計，結(jié)構(gòu)分析
Abstract
Along with our country economy develop continuously, our country iron and steel industry and mining industry got rapid development, various metals, non-metallic minerals, chemical materials such as the social demand and the increasing scale of production, need to be broken material volume increases rapidly, therefore, the crusher is also increasing demand, a variety of specifications broken the development and the development, and building, highway, bridge, dam and mining development, it is used more and more widely. The jaw crusher is mine production, construction materials processing and polymerization chemical production of one of the main equipment, is widely used in all kinds of metal and nonmetal mines, chemical mineral, cement, building materials and other materials processing. In recent years, along with the mine production and processing of building materials in some new theory, users want to loose ore in crushing stage as possible to get finer, fragmentation and better products.
The900 *1200simple pendulum crusher structure analyses the principle, structure and working parameters selection and calculation, through this graduation design, system to university major knowledge review applied to practical design and production, improve their practical ability and innovation ability, exercise their own ability and the ability to access the information, in order to raise the comprehensive quality to adapt to the needs of social development. Based on the simple pendulum crusher structure research and design, through the use of empirical formula for optimizing the structural parameters. Help us better to design the product structure is modified, so that the structure is more perfect.
Key words: simple pendulum crusher, parameter design, structure analysis
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1 概述 1
2 物料破碎及其意義 3
2．1 物料破碎及其意義 3
2．1．1 破碎的目的 3
2．1．2 破碎工藝 3
2．2 破碎物料的性能及破碎比 5
2．2．1 粒度及其表示方法 5
2．2．2 破碎產(chǎn)品的粒級特性 6
2．2．3 礦石的破碎及力學性能 9
3 工作原理和構(gòu)造 13
3.1 工作原理 13
3.2 顎式破碎機的結(jié)構(gòu) 14
4 主要零部件的結(jié)構(gòu)分析 18
4.1連桿 18
4.2動顎 19
4.3齒板的結(jié)構(gòu) 20
4.4肘板 21
4.5調(diào)整裝置 22
4.6保險裝置 23
4.7機架結(jié)構(gòu) 24
4.8傳動件 25
4.9飛輪 25
4.10潤滑裝置 25
5 簡擺顎式破碎機的主參數(shù)設(shè)計計算 26
5.1主要參數(shù) 26
5．1．1 主軸轉(zhuǎn)速 26
5．2．2 生產(chǎn)率 28
5．2．3 鉗角設(shè)計計算 28
5．2．4動顎水平行程 29
5．2．5 偏心距及動顎擺幅的計算 30
5.2 破碎力 31
5．2．1 破碎力的計算 31
5．2．2 最大破碎力 34
5.3 功率的計算 34
5.4 主要零件受力計算 35
6 重要零件的設(shè)計和校核 37
6.1帶輪的設(shè)計 37
6.2曲軸的設(shè)計計算 39
6.3 滑動軸承的設(shè)計計算 44
6．3．1 軸承的選擇 44
6．3．2 軸承的驗算 44
7 顎式破碎機的餓安裝與運轉(zhuǎn) 46
7.1破碎機的安裝 46
7.2機架的安裝 46
7.3連桿的安裝 47
7.4肘板的安裝 47
7.5動顎的安裝 48
7.6齒板的安裝 48
7.7破碎機的運轉(zhuǎn) 48
致 謝 50
參考文獻 51
1 概述
破碎機械是對固體物料施加機械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之碎裂成小塊物料的設(shè)備。
破碎機械所施加的機械力，可以是擠壓力、劈裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機械中大多是兩種或兩種以上機械力的綜合。對于堅硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和劈裂作用的破碎機械；對于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和劈裂作用的機械；對于粘性和韌性的物料，適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機械。
在礦山工程和建設(shè)上，破碎機械多用來破碎爆破開采所得的天然石料，使這成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工，使其粒度達到各道工序所要求的以便進一步加工操作。
通常的破碎過程，有粗碎、中碎、細碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。所采用的破碎機械相應(yīng)地有粗碎機、中碎機、細碎機三種。
表1-1 物料粗碎、中碎、細碎的劃分（mm）
類別
入料粒度
出料粒度
粗碎
中碎
細碎
300～900
100～350
50 ～100
100～350
20～100
5～15
制備水泥、石灰時、細碎后的物料，還需進一步粉磨成粉末。按照粉磨程度，可分為粗磨、細磨、超細磨三種。
所采用的粉磨機相應(yīng)地有粗磨機、細磨機、超細磨機三種。
在加工過程中，破碎機的效率要比粉磨機高得多，先破碎再粉磨，能顯著地提高加工效率，也降低電能消耗。
工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度 D刁民破碎后的平均粒度d之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況，比值i稱為破碎比（即平均破碎比）
i=
為了簡易地表示物料破碎程度和各種破碎機的方根性能，也可用破碎機的最大進料口尺寸與最大出料口尺寸之比來作為破碎比，稱為公稱破碎比。
在實際破碎加工時，裝入破碎機的最大物料尺寸，一般總是小于容許的最大限度進料口尺寸，所以，平均破碎比只相當于公稱破碎比的0.7～0.9。
每各破碎機的破碎比有一定限度，破碎機械的破碎比一般是i=3～30。如果物料破碎的加工要求超過一種破碎機的破碎比，則必須采用兩臺或多臺破碎機械串連加工，稱為多級破碎i0。多級破碎時，原料尺寸與最終成品尺寸之比，稱總破碎比，如果各級破碎的破碎比各是i1,i2,……in。則總破碎比是
i0= i1 i2……in
由于破碎機構(gòu)造和作用的不同，實際選用時，還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮下列因素；
物料的物理性質(zhì)，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大給料尺寸等；
成品的總生產(chǎn)量和級配要求、據(jù)以選擇破碎機類型和生產(chǎn)能力；
技術(shù)經(jīng)濟指標，做到既合乎質(zhì)量、數(shù)量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度節(jié)省費用。
2 物料破碎及其意義
2．1 物料破碎及其意義
從礦山開采出來的礦石稱為百年原礦。原礦是由礦物與脈石組成的，露天礦井開采出來的原礦其最大粒度一般在200～1300mm之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在200～600mm之間，這些原礦不能直接在工業(yè)中應(yīng)用，必須經(jīng)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(chǎn)品的作業(yè)，小于1mm粒度的產(chǎn)品是通過磨碎作業(yè)完成的。
2．1．1 破碎的目的
（1）制備工業(yè)用碎石
大塊石料經(jīng)破碎篩分后，可得到各種不同要求粒度的碎石。這些碎石可制備成混凝土。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應(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
礦石有單金屬和多金屬，而且原礦多為品位較低的礦石。將原礦破碎后，可以使有用金屬與礦石中的脈石和有害雜質(zhì)分離，作為選礦的原料，除去雜質(zhì)而得到高品位的精礦
（3）磨礦提供原料
磨礦工藝所需粒度大于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、制團廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎使產(chǎn)品達到要求的粒度和粉末狀態(tài)。
2．1．2 破碎工藝
最終破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進行磨礦作業(yè)的礦石，應(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/dmin=300/10=30
Imin=Dmin/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。各種破碎機的破碎比范圍見表二?？梢?，要把原礦破碎到需要的粒度，必須將若干臺破碎機串連進行分段破碎?？偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e、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。
表2-1 各類破碎機的破碎比
破碎機型式
流程類型
破碎機范圍
顎式破碎機的旋回破碎機
開路
3~5
標準圓錐破碎機
開路
3~5
標準圓錐破碎機（中型）
閉路
4~8
短圓錐破碎機
開路
3~6
短圓錐破碎機
閉路
4~8
1—固定篩2 -- 顎式破碎機
3、5—振動篩 4、6-- 圓錐破碎機 7 –礦倉8- 磨機
圖2-1 破碎機機流程圖
原礦經(jīng)固定篩分后，篩上大塊物料進入顎式破碎機2，篩下物顎式破碎機2的產(chǎn)品一起經(jīng)振動篩3篩分；篩上物經(jīng)圓錐破碎機4破碎，篩下物和圓錐破碎機4的產(chǎn)品一起經(jīng)振動5篩分；篩下物作為磨機8的料，落入礦倉7，篩上稱進入圓錐破碎機6破碎，破碎機6與振動篩5構(gòu)成封閉系統(tǒng)進行反復(fù)破碎、篩分，該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機2和圓錐破碎機4產(chǎn)品，均經(jīng)篩分后進入下一流程，故稱開路破碎。
2．2 破碎物料的性能及破碎比
2．2．1 粒度及其表示方法
礦塊的大小稱為粒度，由于礦塊形狀一般是不規(guī)則的，需要用幾個尺寸計算出的尺寸參數(shù)來表示礦塊的大小。
平均直徑d
礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。
d=（L+b+h）/3 (2-1)
式中 L---礦塊的長度（mm）
b---礦塊的寬度（mm）
h---礦塊的厚度（mm）
式用長、寬的平均值表示：
d=(L+b)/2 （2-2）
平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸以確定破碎比。
對于由不同粒度混合組成的礦粒群，通過用篩分方法來確定礦粒群的平均直徑，例如上層篩孔尺寸為d1，下層篩孔尺寸為d2，通過上層而留在下層篩上的物料，其粒度既不能用也d1不能用表示。當粒級的粒度范圍很窄，上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過=1.414時，可用粒度平均直徑表示，即
d= (d1+d2)/2 (2-3)
否則用d1~d2表示粒級。
2．2．2 破碎產(chǎn)品的粒級特性
破碎產(chǎn)品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成，為了鑒定破碎產(chǎn)品的質(zhì)量和破碎機的破碎效果，必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線，確定混合物的粒度組成，通常采用篩分公檢法（簡稱篩析）。
篩析一般采用標準篩，篩面使用正方形篩孔的篩網(wǎng)。我國通常采用泰勒標準篩，其篩孔大小用網(wǎng)目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4mm）內(nèi)所具有的篩孔數(shù)目。這種篩子是以200目作為基本篩（=1.414）和補充篩比（=1.189）,篩孔的尺寸可根據(jù)篩比計算。例如，基本篩的上一基本篩為150目篩子的篩孔尺寸，可用基本篩的篩孔乘以基本篩為0.074=0.105mm。若計算兩篩之間的補充篩孔尺寸，則用基本篩的篩孔尺寸乘以補充篩比得到。即0.074=0.088mm.
我國尚無用于破碎機的產(chǎn)品粒度分析標準，在實際測試時，各廠家廠家使用的篩孔形狀（方孔或圓孔）及序列也不盡相同。如果參照泰勒標準篩關(guān)于基本篩比的規(guī)定來確定篩
孔序列，即各篩間的篩比天有不大于，就可以將上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度，用粒度平均直徑表示這對于分析粒級特性顯然是很方便的。因此推薦表三的粒級序列供參考。
表2-2 各破碎機產(chǎn)品的篩析篩的粒級序列號
PE-150X250
PE-250X400
PE-400X600
PE-500X750
PE-600X900
PE-750X1060
PE-900X1200
0-3
0-3
0-10
0-10
0-20
0-20
0-30
3-5
3-5
10-14
10-14
20-28
20-28
30-42
5-7
5-7
14-20
14-20
28-40
28-40
42-60
7-10
7-10
20-28
20-28
40-57
40-57
60-85
10-14
10-14
28-40
28-40
57-80
57-80
85-120
14-20
14-20
40-57
40-57
80-115
80-115
120-170
20-28
20-28
57-80
57-80
115-163
115-160
>170
>28
28-40
80-110
80-110
>163
>163
40-55
>110
110-155
>55
>155
注：篩孔最大尺寸以其殘留景不超過5%來確定
根據(jù)篩分結(jié)果，可對產(chǎn)品（或原礦）的粒度特性進行分析。粒度特性用粒度特性曲線來表示，縱坐標表示套篩中各篩的篩上物料質(zhì)量的累積百分數(shù)（簡稱篩上量累積產(chǎn)率%），橫坐標或有篩孔尺寸與最大之比，或用篩孔尺寸與排礦口之比（%）表示。
圖2-2a所示為物料粒級特性曲線，任意兩縱坐標之差，就表示在橫軸上相應(yīng)兩點間物料粒級的產(chǎn)率。由圖可知，難碎性礦石的粒級曲線運動呈凸形，這表明礦石的粗級物料占多數(shù)。中等可碎性礦石的粒級曲線2近似直線。這表明各種粒級所占的產(chǎn)率大致相等。易碎性礦石的粒級曲線3呈凹形，這表明礦石中的中等粒度的物料占多數(shù)。該粒級曲線可以分析比較各種礦石破碎的難易程度。由于橫坐標比值不能反映產(chǎn)品絕對尺寸的粒級分布情況，因此在檢查同型號不同破碎機的破碎效果并強調(diào)可比性時，只有篩孔最大尺寸及破碎物料相同時才有比較價值。當破碎機性能差別較大時，按篩子上殘留量不大于5%所確定的篩孔最大尺寸也不相同。因此用該曲線來分析破碎機的破碎效果并不方便。
圖2-2b的橫坐標表示篩孔尺寸與排礦石之比。當同型號各個破碎機的排礦口尺寸破碎物料相同時，該粒級特性曲線可以檢查破碎機的破碎效果。
圖2-2a 篩孔尺寸與最大粒之比
圖2-2 物料尺寸排礦口之比
1— 難碎性礦石 2— 中等可碎性礦石 3—易碎性礦石
2．2．3 礦石的破碎及力學性能
機械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。若礦石是脆性材料，它在很小的變形下就會發(fā)生破裂、機械破碎礦石有以下幾種方法：
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2-3a）。
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2-3b）。
折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石就像受集中載荷的兩支點或多支點梁。當?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達到彎曲強度限時礦石被折斷 （圖2-3c）。
（a） 壓碎 （b） 劈裂 （c）折斷 （d） 磨碎 （e）沖擊破碎
圖 2-3 礦石的破碎和破碎方法
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)的剪切力達到其剪切強度時，礦石即被粉碎（圖 2-3d）
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2-3d）。由于破碎力是瞬間作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但錘頭磨損嚴重。
實際上任何一種破碎機都不是以某一種形式進行破碎的，一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進行破碎。由于顎式破碎機的破碎工作表面是兩塊相互交錯布置的齒形襯板，因此其破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式，當破碎機兩工作面沿表面方向的相對運動位移加大而加強磨碎作業(yè)時，由于磨碎的效率低、能量消耗大、機件磨損嚴重，將會降低破碎機的破碎效果。
礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理性能、被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的，礦石分堅硬礦石、中等堅硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強度最大，抗彎強度次之、抗拉強度最小。對堅硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的破碎方法為宜；對粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜；對脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。簡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效果。
表2-3 礦石的物理力學性能
礦石性質(zhì)
礦石名稱
抗壓強度/MPa
普氏硬度系數(shù)
軟礦石
煤
方鉛礦
菱鐵礦
無煙煤
閃鋅礦疏
松石灰石
2~4
4.5
7
約9
約10
10
2~4
軟至中硬石
致密石灰石
褐鐵礦
磁鐵礦
50 ~100
約82
106.5
6 ~10
中硬礦石
花崗巖
純褐鐵礦
正長巖
大理石
致密砂巖
120 ~150
125
125 ~156
50 ~150
約160
12 ~15
硬礦石
半假象赤鐵礦
輝綠巖
閃長巖
片麻巖
158~195.5
180 ~200
200
172~ 220
15 ~18
極硬礦石
石英巖
閃長巖
斑巖
銅礦石
鈦磁鐵礦
玄武巖
花閃長英巖
198 ~18
180 ~218
153 ~280
150 ~280
234
200 ~300
350
18~ 20
3 工作原理和構(gòu)造
3.1 工作原理
電動機驅(qū)動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動顎上下運動，當動顎上升時肘板與動顎間夾角變大，從而推動動顎板向固定顎板接近，與其同時物料被壓碎或劈碎，達到破碎的目的；當動顎下行時，肘板與動顎夾角變小，動顎板在拉桿，彈簧的作用下，離開固定顎板，此時已破碎物料從破碎腔下口排出。隨著電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動而破碎機動顎作周期運動壓碎和排泄物料，實現(xiàn)批量生產(chǎn)。顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎板（定顎），垂直（或上端略外傾）固定在機體前壁上，另一是活動顎板（動顎），位置傾斜，與固定顎板形成上大小的破碎腔（工作腔）。活動顎板對著固定顎板作周期性的往復(fù)運動，--分開 ，時而靠近。分開時，物料進入破碎腔，成品從下部卸出；靠近時，使裝在兩塊顎板之間的到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎。
圖3-1 工作示意圖
1—定顎 2—心軸 3—偏心軸 4—動顎 5—連桿 6—推力板
其工作示意圖（非標準機械設(shè)備設(shè)計）見圖3-1，動顎4懸掛在心軸2上，可以左右擺動，偏心軸3旋轉(zhuǎn)時，連桿5作上下往復(fù)運動從而推動顎動顎作左右往復(fù)擺動，實現(xiàn)破碎和卸料，此種破碎機采用曲柄雙連桿機構(gòu)，雖然動顎上受有很在的破碎反力，而其偏心軸和連桿卻受力不大，所以工業(yè)上多制成大型和中型機，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的距離，上端圓弧小，上端圓弧大，破碎效率低，其破碎比I一般為3.6。
簡擺顎工破碎機的優(yōu)點是：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；動顎板的磨損較小。
其缺點是：動顎擺幅上下不大，一般而論上部進料口的水平位移垂直位移只有下部出料口的左右，不利于對已裝入物料塊的夾持與破碎，也不能對下部分供料，造成破碎腔下部盛料不足，降低了生產(chǎn)率。此外，由于下端擺幅大，卸出的物料塊粒大小不均勻，成品質(zhì)量欠佳。
3.2 顎式破碎機的結(jié)構(gòu)
破碎腔是由固定在機架上的固定破碎板2、動顎上的活動破碎板4以及機架兩側(cè)壁上的兩塊側(cè)面襯板3為成的上下的巨型截柱體而構(gòu)成的。被破碎物料喂入破碎腔后，通過動顎的運動，是破碎腔容積周期改變而完成物料的破碎與排料。
破碎機有電動機驅(qū)動，通過帶傳動帶動偏心軸9上的帶輪8，再通過曲柄9的轉(zhuǎn)動，使破碎機中的動顎5相對定顎板2周期性地靠攏與分開。顎式破碎機的結(jié)構(gòu)除滿足運轉(zhuǎn)、潤滑、安裝、檢修等常規(guī)設(shè)計準則外，還必須考慮由其具體的運轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)特點帶來的特殊結(jié)構(gòu)要求。由于破碎載荷為周期突加載荷，因此必須考慮運轉(zhuǎn)中的速度波動調(diào)節(jié)，以使運動平穩(wěn)并能合理利用原動技能量。在破碎過程中，破碎腔內(nèi)可能落入非破碎物料，因此必須考慮機器的過載保護。當要求改變產(chǎn)品的粒度中，應(yīng)考慮料口的調(diào)整裝置。當肋板與其支撐墊鍵的鎖合裝置等。顎式破碎機的破碎腔是由固定顎板和可動顎板5構(gòu)成。固定和可動顎都有錳鋼制成的破碎板2和4。破碎板用螺栓和槭固定于定顎和動顎上。為了提高破碎效果，兩破碎板的表面都帶有縱向波紋，而且是凸凹相對。這樣，對礦石除有壓碎作用外，還有彎曲作用。破碎機工作空間的兩側(cè)上也有錳鋼襯板3。由于破碎板的磨損不是均勻的，特別是靠近派排礦口的下部磨損最大，因此，往往把破碎板制成上下相對的，以便下部磨損后，將其倒置而重復(fù)使用。大型破碎機的破碎板是由許多塊組合而成，各塊都可以相換，這樣就可以延長破碎板的使用期限。
為了使破碎板與動顎和定顎緊密貼合，其間須襯有由可塑性材料制成的襯墊。襯墊用鋅合金或塑性大的鋁板制成。因為貼合不緊密，會造成很大的局部過負荷，是破碎板損壞，緊固螺栓拉斷，甚至還會造成動顎的破裂。
動顎懸掛在心軸6上，心軸則支撐在機架側(cè)壁上的滑動軸承中。動顎饒心軸對固定顎板作往返擺動。
動顎的擺動是借曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn)的。曲柄雙搖桿機構(gòu)由偏心軸9、連桿7、前推力板15和推力板13組成。偏心軸放在機架側(cè)壁上的主軸承中，連桿則裝在偏心軸的偏心部分上，前后推力板的一端支撐在連桿頭兩側(cè)凹槽中肋板座14上，前推力板的另一端支承在動顎后壁下端的肋板座上，而后推力板的另一端則支承在機架后壁的鍥鐵12中的肋板座上。當偏心輪通過V帶輪從電動機獲得旋轉(zhuǎn)運動后，就使連桿產(chǎn)生上下運動。連桿的上下運動又帶動推力板運動。由于推力板不斷改變傾斜角度，因而使動顎饒心軸擺動。連桿向上運動時進行破碎礦石。當連桿位于下部最低位置時，推力板與水平線所成的傾斜角度為10o--12o
后推力板不僅是傳遞力的桿件，而且也是破碎機的保險零件。當破碎機落入不能破碎的物體而是機器超過正常負荷時，后推力板立即折斷，破碎機就停止工作，從而避免整個機器的損壞。
當連桿向下運動時，為使動顎、推力板和連桿之間相互保持經(jīng)常接觸，因而采用以兩拉桿11和兩個彈簧10所組成的拉緊裝置。拉桿11鉸接于動顎下端的耳環(huán)上，其另一端用彈簧10支撐在機架后壁的下端。當動顎向前擺動時，拉桿通過彈簧來動顎平衡和推力板所產(chǎn)生的慣性力。
顎式破碎機有工作行程和空轉(zhuǎn)行程，所以電動機的負荷極不平衡。為了減少這種負荷的不均衡性，在偏心軸的兩端裝有飛輪8和帶輪。帶輪同時也起飛輪作用。在空轉(zhuǎn)行程中，飛輪把能量儲存下來，在工作行程中再把能量釋放出來。
在機架后壁與鍥鐵12之間，放一組具有一定尺寸的墊片。當改變墊片的厚度時，可以調(diào)整排礦口的寬度。
圖3-2 破碎機結(jié)構(gòu)
1-- 機架 2、4—破碎板 3—側(cè)面襯板 5—動顎 6—心軸 7—連桿 8—帶輪 9—偏心軸 10—彈簧 11—拉桿 12—楔鐵 13—后推力板 14—襯板座 15—前推力板
4 主要零部件的結(jié)構(gòu)分析
4.1連桿
圖4-1 本圖為標準圖（非本設(shè)計圖）僅做參考
連桿在工作中承受很大的拉力，故選用ZG270-500鑄鋼材料。連桿結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。它由上、下兩部分組成，上部的軸承蓋4用2個大螺栓3固定在連桿下部，兩者中間鑲有耐磨軟合金的軸瓦，該軸瓦叫連桿軸承，它套在偏心軸上。大型破碎機連桿軸承用循環(huán)油潤滑，并設(shè)有水管，以便散去軸承的熱量。
當偏心軸轉(zhuǎn)動時，連桿作上下運動，在改變方向時，必須克服慣性。為了減少其慣性，減少振動，減少無用功的消耗，設(shè)計時應(yīng)當盡可能減輕連桿的重量，所以連桿的斷面常制成“工”字、“十”形或箱型。連桿不見重量約占整機重的8%--13%。本設(shè)計中采用的連桿是兩個“工”字形。
4.2動顎
圖 4-2 破碎機動顎
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(jié)構(gòu)應(yīng)該堅固耐用，動顎分箱型和非箱型。動顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動顎的重量，本設(shè)計采用非箱型。
如圖4-2所示，安裝齒板的動顎前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加肋板以增強動顎的強度與剛度，其橫截面呈E型。
4.3齒板的結(jié)構(gòu)
齒板，是破碎機中直接與礦石接觸的零件，結(jié)構(gòu)雖然簡單，但它對破碎機的生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響，特別對后三項影響比較明顯。
齒板承受很大的沖擊力，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，可以從兩方面研究：一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料：二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和集合尺寸。
a）三角形 b）梯形
圖 4-3 襯板齒形
現(xiàn)有的破碎機上使用的齒板，一般是采用ZGMn13。其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內(nèi)層金屬原由的韌性，故它是破碎機上用得最普遍的一種耐磨材料。
齒板橫斷面結(jié)構(gòu)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。本設(shè)計采用三角形。如圖4-3所示
4.4肘板
破碎機的肋板是結(jié)構(gòu)最簡單的零件，但其作用卻非常的重要。通常有三個作用；一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險件作用，當破碎腔落入非破碎物料時，肋板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發(fā)生破壞；三是調(diào)整排料口大小。
在機器工作時，肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肋板與其襯墊之間實際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對肋板的高負荷壓力，導致肋板與肋板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮該機件的重要作用也要考慮其工作環(huán)境。
按肘頭與肘墊的連接型式，可分為滾動型與滑動型兩種，如圖1-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教快，特別是圖1-所示的滑動型更為嚴重。為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，可采用圖1-所示的滾動型結(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，所以當肘板兩端的襯墊表面相互平行時，肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑、并與襯墊表面的垂直方向傳遞。在機器運轉(zhuǎn)過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在機器運轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。
(a) 滾動型 (b) 滑動型
圖4-4 肘頭與肘墊形式
4.5調(diào)整裝置
調(diào)整裝置提供調(diào)整破碎機排料口大小作用。隨著襯板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產(chǎn)品的粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品的粒度要求，必須利用調(diào)整裝置，定期地調(diào)整排料裂口的尺寸。此外，當要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要調(diào)整排料口的大小。現(xiàn)有顎式破碎機的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、鍥鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設(shè)計采用墊片調(diào)整裝置。
1—肘板 2—調(diào)整座 3—調(diào)整楔鐵 4—機架
圖4-5 調(diào)整裝置
圖4-6 肘板結(jié)構(gòu)
4.6保險裝置
當破碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要的零部件發(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。本設(shè)計采用肘板。肘板是機器中最簡單、最便宜的零件，所以得到廣乏應(yīng)用且經(jīng)濟有效，但當肘板斷裂后，機器將停車，應(yīng)重新更換新肘板后方可工作。肘板保險件的另一個缺點是由于設(shè)計不當，常常在超載時它不破壞，或者沒有超載它卻破壞了，以至影響生產(chǎn)。因此設(shè)計時除應(yīng)正確確定由破碎力引起的肘板壓力，以便設(shè)計出超載破壞的肘板面積外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖1-所示的三種結(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，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這一特性，選擇合適的結(jié)構(gòu)尺寸是肘板呈拉伸破壞，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與計算載荷的確定和截面尺寸計算是否正確。因此從加工制造方便性出發(fā)，圖a所示應(yīng)用最多，本設(shè)計也采用a中肘板。
4.7機架結(jié)構(gòu)
圖4-8 機架
破碎機是整個破碎機零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機重量很大比例，而且加工制造的工作量也很大。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，對破碎機架的要求是：機構(gòu)簡單容易制造，重量輕，且要求有足夠的強度和剛度。破碎機機架機構(gòu)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。
1）整體機架，由于其制造、安裝和運輸困難，故不宜用于大型破碎機，而多為中、小型破碎機所使用。它比組合機架剛性好，但制造較較復(fù)雜。從制造工業(yè)來看，它分為整體鑄造機架和整體焊接機架。前者比后者剛性好，但制造困難，特別是單件、小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造，重量較輕，但剛性差。同時要求焊接工藝、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，國內(nèi)外顎式破碎機的焊接機架用得越來越多，并且大型破碎機也采用焊接機架。焊接機架用Q235鋼板，其厚度一般為25-50mm
整體鑄造機架除用鑄鋼ZG270-500材料外，對小型破碎機破碎硬度較低的物料時，也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球墨鑄鐵。設(shè)計時，在保證正常工作下，應(yīng)力求減輕重量。制造時要求偏心軸承中心鏜孔，與動顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。本設(shè)計用鑄造機架。
4.8傳動件
偏心軸是破碎機的主軸，受有巨大的彎曲力，采用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，偏心軸一端裝帶輪，另一端裝飛輪。
4.9飛輪
飛輪用以存儲動顎空形程時的能量，再用于工作行程，使機械的工作負荷趨
于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。
4.10潤滑裝置
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潤
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，在其底部開若干軸向油溝，中間開一環(huán)向油槽使之連通，再用油泵強制注入干黃油進行潤滑。
5 簡擺顎式破碎機的主參數(shù)設(shè)計計算
5.1主要參數(shù)
顎式破碎機的主參數(shù)即決定機器技術(shù)性能及其密切相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機的主參數(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、力學性能以及機器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外，還與實地生產(chǎn)時的外部條件（如裝料塊度及裝料方式等）有關(guān)，要作出精確的理論計算是比較困難的。本設(shè)計中用的公式都是通過一定數(shù)量的測試而得到的實驗了理論分析式。多次實踐表明這些計算公式有足夠的計算精度。因此，從設(shè)計的角度，本設(shè)計只重視計算公式的是實用性，這些公式是破碎機最優(yōu)設(shè)計時建立目標函數(shù)和設(shè)計約束的重要依據(jù)。
5．1．1 主軸轉(zhuǎn)速
如圖5-1所示，b為公稱排料口，SL為動顎下端點水平行程，AL為排料層的平均嚙角。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)在一個運動循環(huán)的排料時間內(nèi)，壓縮破碎棱柱體的上層面（AA1）按自由落體下落至破碎腔外的高度h計算確定的。而該排料層高度h與下端點水平行程SL及排料層嚙角αL有關(guān)。即排料層上層面AA1降至下層面并不，正好把排料層的物料全部排出所需的時間來計算主軸的轉(zhuǎn)速。對于排料時間有不同的意見：一種認為排料時間t應(yīng)考慮破碎機構(gòu)的急回特性，即排料時間與機構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點未注意到動顎下端點排料起始點與終止點并不一定與機構(gòu)的兩極限位置相對應(yīng)。另一種認為排料時間t應(yīng)按t=15/n計算，即排料時間對應(yīng)于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這種假定與實際情況相差甚大。根據(jù)筆者對破碎過程的實測分析，得到排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于180o的結(jié)論，認為排料時間按主軸半轉(zhuǎn)計算比較符合實際情況。
排料時間t為 t=30/n
排料層完全排出下落的高度h為
h=SL/tanαL
由 h=gt2/2
令 g=9800mm/s2
將式（2-1a）、（2-1b）、（2-1d）代入（2-1c），得
n=2100q
式中 n---主軸轉(zhuǎn)速（r/min)；
SL---動顎下端點水平行程（mm）；
αL---排料層平均嚙角（o）；
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。
圖5-1 排料口示意圖示意圖