顎式破碎機的設計（400×600）【含5張CAD圖紙、文檔全套】【GC系列】

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Design, development and optimization of jaw crusher is also within its ranks. Now the mining company which is used very much, because the construction of such crusher is not so complicated, and the model is more and very comprehensive, this volume machines are relatively large. After 100 years of practice and continuous improvement, the agency has been improving. Although the jaw crusher counted on the older models, but with the development needs of the community of Broken increasing demands on the quality of the product and the product is also greatly improved, crusher models have been developed to a variety of a. With the development of modern, industrial sector of the stone crushing requirements are getting higher and higher, so now this machine to continue research to improve, meaning is very significant.Entitled jaw crusher design. Jaw crusher because of its movement in other parts of the palate driven mainly as complex generally planar motion named. The graduation project is mainly to meet production needs: the feed inlet size: 400 600 (mm); spout Size: 40 160 (mm); feed block maximum size: 340 (mm); Yield: 17 to 115 t / and sometimes research. Mainly for its overall design and determine, analyze their movement, standard motor, V belt and so choose, to select various operating parameters, the design of the main components, calculation and checking. Optimization focuses on the design and drive system.Through this design we can find jaw crusher design its high production capacity, simpler structure, actual production has been widely used. Through this design, the university specialty is deepening awareness in practice, carried out a comprehensive review.Keywords Jaw crusher crushing chamber eccentric shaft design 目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 本課題研究的目的和意義11.2 顎式破碎機的特點和研究現(xiàn)狀11.3本課題主要研究內(nèi)容32 顎式破碎機的工作原理與構(gòu)件分析52.1 顎式破碎機的工作原理52.2 顎式破碎機的構(gòu)造62.2.1 動顎的分析62.2.2 齒板的分析72.2.3 肘板的分析82.2.4 調(diào)整裝置的分析92.2.5 保險裝置的分析92.2.6 機架結(jié)構(gòu)的分析102.2.7 傳動件的分析112.2.8 飛輪的分析112.2.9 潤滑裝置的分析113 主要部件的計算與設計123.1 顎式破碎機結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算123.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設計計算123.2.1 破碎腔高度的計算123.2.2 偏心距的計算133.2.3 動顎懸掛高度的計算133.2.4 偏心距對連桿長度比值的計算133.2.5 肘板長度的計算133.2.6 傳動角的計算143.2.7 破碎腔形狀的確定143.3 顎式破碎機工作參數(shù)的設計計算153.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速的計算153.3.2 生產(chǎn)率的計算163.3.3 破碎力的計算163.4 各個部件的受力分析174 主要零件的設計與校核194.1 電動機的選擇194.2 V帶傳動的設計194.2.1 確定計算功率194.2.2 確定V帶的帶型194.2.3 確定帶輪的基準直徑，并驗證帶速204.2.4 確定V帶的中心距和基準長度204.2.5 驗算小帶輪包角214.2.6 確定V帶根數(shù)21I4.2.7 計算單根V帶的初拉力的最小值224.2.8 計算壓軸力224.3 飛輪的設計224.4 推力板的設計234.5 偏心軸的設計244.6 軸承的計算與選型274.6.1機架處的軸承274.6.2動顎處的軸承284.7鍵的計算與校核294.7.1電動機上鍵的選擇與校核294.7.2偏心軸上的鍵的選擇與校核295 顎式破碎機的安裝與運轉(zhuǎn)315.1 顎式破碎機的安裝315.2 機架的安裝315.3 肘板的安裝315.4 動顎的安裝315.5 齒板的安裝325.6 破碎機的運轉(zhuǎn)32結(jié)論33致謝34參考文獻35II1 緒論1.1 本課題研究的目的和意義現(xiàn)在中國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，對于礦產(chǎn)的開發(fā)也越來越多，所以在開發(fā)礦產(chǎn)的時候，相關(guān)的技術(shù)和機器也都迅速發(fā)展。在采礦的過程中，將礦產(chǎn)資源進行破碎是必須要進行的步驟。因為每種礦產(chǎn)資源的物理性質(zhì)與其自身結(jié)構(gòu)，差異較大，所以要對礦產(chǎn)資源進行破碎，機器的型號就會非常多的。如果開采的是金屬類，那么開采物料時，第一步就要先對它進行破碎，將里面有效的資源分離出來，進行破碎的步驟比較多，分為粗碎，中碎，細碎，研磨。破碎這道工序耗費的能量比較多，如果要將能源的耗費降低、生產(chǎn)效率提高，那么現(xiàn)在的破碎機的技術(shù)原則就是多進行破碎，少進行研磨?，F(xiàn)在工業(yè)飛速發(fā)展，所以在這樣的背景下破碎機自動化的程度也越來越高?，F(xiàn)在對礦產(chǎn)資源開發(fā)的規(guī)模較大，所以對破碎機的需求量也將變大。新型式破碎機還在不斷的開發(fā)研究中，還沒有研制出來，所以大都采用顎式破碎機。舊式顎式破碎機，其構(gòu)造較為簡單，并且工作可靠性較高，生產(chǎn)時并不復雜等，工業(yè)上基本采用這種型號。不過，這個破碎機也有不足之處，不能連續(xù)工作，工作效率不高，破碎物料較小，破碎不均勻。對于這些不足之處，很多國家都在對其進行改良，對其結(jié)構(gòu)、運動軌跡、破碎腔室等進行改良，破碎率就會提高，機器的磨損會降低，能耗會減少，現(xiàn)在的顎式破碎機的破碎腔不僅高，而且還深，其嚙角較小；破碎機的懸掛方式也有很大改進，對襯板的支撐進行了改變，這樣提高了機器的性能?，F(xiàn)在的顎式破碎機運用了新型材料，相較之前的材料，承受的摩擦力矩變大，磨損減少，自動化程度也相對提高?，F(xiàn)在研制出了新型號的破碎機，如篩分顎式破碎機，這種機器不僅可以進行破碎，還能對物料進行篩選，這樣其工藝的流程就相較簡單，并且還可以根據(jù)設定的參數(shù)選擇所需的物料，因此就不會出現(xiàn)阻塞和過度粉碎的情況，改善生產(chǎn)水平，減少了物料的消耗。近年來，越來越多的在室外進行礦場資源的開采，機器大都變成大型化，為了確保產(chǎn)量，破碎機也要向著大型化的發(fā)展。現(xiàn)在，國外生產(chǎn)機器最大的型號是1500mm2000mm。本設計的顎式破碎機主要設計參數(shù)如下：1、進料口尺寸：400600 (mm)；2、出料口尺寸：40100 (mm)；3、進料塊最大尺寸：340(mm)；4、產(chǎn)量：17115h/t。1.2 顎式破碎機的特點和研究現(xiàn)狀1、顎式破碎機的特征它的結(jié)構(gòu)是曲柄搖桿的結(jié)構(gòu)，它的工作件為曲柄。這種機器結(jié)構(gòu)不太復雜，并且工作可靠性好，后期維護簡便。在粉碎物料這個領(lǐng)域使用較為廣泛。在這個機器上，動鄂與偏心軸直接相連，它的結(jié)構(gòu)為曲柄連桿結(jié)構(gòu)，連桿不是獨立的，偏心軸帶動動顎在垂直與水平方向上進行運動。在動顎板上，每個點作圓周運動，運動到最底端，圓就變得越小。因此在對物料進行破碎時，不僅破碎的顆粒會比較小，而且還能對碎塊進行碾壓。因為這個機器的偏心軸在轉(zhuǎn)動的時候，方向為逆時針，提高物料的排出效果，所以機器在對物料進行破碎是破碎率就會提高。顎式破碎機相較于簡擺顎式破碎機，其自身重量較輕，并且結(jié)構(gòu)不復雜，生產(chǎn)效率較高。不過，其鄂板在豎直方向上長度過長，所以鄂板受到的磨損也相對較大，消耗的能耗也較大的，在進行工作時，會產(chǎn)生較大的灰塵。但是顎式破碎機也具有較多好處，生產(chǎn)工作效率高，結(jié)構(gòu)相對簡單，并且物料破碎后都較小，檢修零部件時相對簡單，機器操作較為簡單，一般人都可以操作，使用范圍較大，并且這種破碎機在使用的過程中不會出現(xiàn)被堵的情況。破碎機在工作時，震動較大，所以它的缺陷就在于機器自身會出現(xiàn)大的擺動，工作穩(wěn)定性不好，噪音大。并且，這個破碎機在破碎片狀的物料，其破碎效果不好，工作連貫性不好。安裝時，要裝在混凝土基礎上，這個混凝土的重量必須是這個機器的五倍，除此之外，還要進行隔震處理。如果是外形很大的破碎機，還要將其埋在鋼梁上。用顎式破碎機進行工作的時候，要注意到的是，因為機器的工作環(huán)境比較差，所以要定時對機器進行保養(yǎng)，如果發(fā)現(xiàn)機器上有零部件損壞，就要快速更換零部件，這樣就能更好的維持機器的使用壽命。2、顎式破碎機研究現(xiàn)狀顎式破碎機是由美國最早研發(fā)出來的，迄今為止已有一百五十多年的歷史，破碎機的構(gòu)造也在不斷地改變，如今在采礦業(yè)中應用極為普遍。為了提高其生產(chǎn)效率與性能，現(xiàn)已有發(fā)達國家研究出了異型顎式破碎機。德國和前蘇聯(lián)，他們研究的顎式破碎機是采用的液壓驅(qū)動。這種機器不同之處在于，動鄂擺動次數(shù)變高，生產(chǎn)量提高，可以通過液壓來調(diào)整排料口。德國曾研究出一種沖擊式的，蘇聯(lián)同樣研究出振動式的。這兩種型號的破碎機在破碎物料的時候都是靠動鄂振動沖擊來完成的，這樣就可以提高破碎率。中國科研人員曾經(jīng)研制出雙腔雙顎復擺顎式破碎機。這種破碎機工作效率非常高的，不僅使機器的負載變小，而且也降低了機器自重。根據(jù)前蘇聯(lián)生產(chǎn)的雙動顎式破碎機。中國在這個基礎上研制出雙動顎顎式破碎機。這種類型的破碎機，就是把之前兩個破碎機去掉前墻對置之后生產(chǎn)出來的。要讓兩個動鄂共同運轉(zhuǎn)，就在偏心軸一側(cè)添加兩個開式齒輪。因其結(jié)構(gòu)較為繁瑣，這幾年來，生產(chǎn)出了單軸倒懸掛式。這兩類破碎機都是動顎同時運動，強行排料。這類破碎機轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)量就越高，但是因為物料和動鄂間沒有相對的運動，襯板磨損就會減小，使用壽命延長。國外曾生產(chǎn)過肘板向上放置的一種破碎機。國內(nèi)也生產(chǎn)了這種破碎機。這種機器就是根據(jù)增大傳動角，提高運動特性，改善其性能。國內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)相較于世界先進水平還是有一定的差距，但是還是有少數(shù)產(chǎn)品接近于世界先進水平。所以，要想提高顎式破碎機的技術(shù)，達到世界技術(shù)水平，首先要建立民族品牌。要保證顎式破碎機的工作性能，那么就要保證動顎的運動性能，根據(jù)機構(gòu)優(yōu)化設計來保證。所以，破碎機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計是保證其最佳性能的根本。中國生產(chǎn)的機器的體積遠大于其他國家，因此，減輕機重是非常嚴峻的現(xiàn)狀。其中機架在整個機器中占的重量比很大（鑄造占50%，焊接占30%）。其他國家均利用焊接方法，以至于就連動顎都利用這種方法。而國內(nèi)常采用鑄造來加工機架。因在鑄造的過程中損失較大，因此為了減少不必要的損失，就必須支持焊接技術(shù)。在設計機架時，如果結(jié)構(gòu)設計不合理，那么機量也會變大的。對其進行設計的時候，必須要考慮其受力，在合適的強度、剛度要求下，要盡量減少其體積。機架前部所受到的載荷通常由橫向筋板承擔。通常，破碎機是沒有縱向筋板，見圖1-1。這個破碎機中的加強筋布置不合理，且數(shù)量過多，導致機器重量過重。但機器重量過大也與其受力情況有關(guān)。 圖1-1 某破碎機焊接機架 圖1-2大傳動破碎機機架 圖1-3大傳動破碎示力圖根據(jù)圖1-2所示，機架側(cè)部放有3根筋板，筋板1放于主軸承的側(cè)面，筋板3放于主軸承后下方，筋板2用于連接這兩個筋板。圖中軸承所承受的最大力的方向與筋板1的方向一致。因此，圖1-2的布置符合受力要求。圖1-3為其受力分析。在整個破碎機的零部件中，動鄂所占的重量也較大，且結(jié)構(gòu)較為復雜。設計動鄂結(jié)構(gòu)時應根據(jù)其受力來設計，在符合強度、剛度的同時，應盡量減少其重量。因為在進行焊接，鑄造，還有熱處理等加工時，破碎機也會隨之受到一定的影響。所以應提高設計制造等水平，縮短與世界先進水平的差距。1.3本課題主要研究內(nèi)容本論文主要分析顎式破碎機的種類及其工作原理，設計其結(jié)構(gòu)方案，并對主要零部件進行分析。并針對動顎板和定顎板在工作中承受巨大的破碎力和物料的摩擦力而容易破損的問題，電機的選用，以及偏心軸工作時所承受的載荷容易失效的問題等進行研究。并對V帶輪、飛輪、偏心軸、動顎板等主要零部件的尺寸進行設計分析、計算，并進行校核。選擇合適的軸承和材料，并進行校核。本設計主要根據(jù)顎式破碎機工作時所遇到的一些問題，所選用PE400X600型號的破碎機。能夠滿足工作需求提高了機器的使用壽命，減少了資源浪費，節(jié)約了經(jīng)濟成本。 42 顎式破碎機的工作原理與構(gòu)件分析為了能更好的了解顎式破碎機的構(gòu)造，需要對它的工作原理進行簡述，并對其主要構(gòu)件進行分析。2.1 顎式破碎機的工作原理帶輪和偏心軸是固定連接的，可以看成一個整體。這個部分為主動件，剩下的部件為從動件。見圖2-1，帶輪和偏心軸根據(jù)點A運動，動鄂進行復雜的平面運動，使礦石被碾碎。 圖2-1顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖 圖2-2顎式破碎機結(jié)構(gòu)圖圖2-3 顎式破碎機運動軌跡示意圖圖2-2所示為其工作原理，主要由動顎板，定鄂板，偏心軸，和推力板構(gòu)成。動鄂板上部和偏心軸連在一起，動顎板的下部依靠推力板來固定。在偏心軸工作的時候，動顎板根據(jù)定鄂板來回運動，并根據(jù)定鄂板進行幅度較大的上下移動。圖2-3為動顎板上各個點的運動軌跡。上部運動軌跡類似于圓，越向下運動的幅度就越小，它的運動軌跡類似橢圓。2.2 顎式破碎機的構(gòu)造顎式破碎機的主體部分是由機架、偏心軸、動顎板、定鄂板、及肘板構(gòu)成。除此之外還有一些輔助零部件，比如用來進行固定的齒板，襯板，墊片，鎖緊裝置等等。2.2.1 動顎的分析1、動顎的結(jié)構(gòu)組成在破碎機的部件里面，直接用來對物料進行破碎的部分就是動鄂，承受大的沖擊載荷，因此要求要有足夠的強度和鋼度，其結(jié)構(gòu)應該堅固耐用，破碎機中除機架外，為最重要的零件，結(jié)構(gòu)也較復雜，動顎的運動特性又是決定破碎機性能好壞的關(guān)鍵，所以動顎結(jié)構(gòu)設計是十分重要的。動顎的類型有兩種，一種是箱形的，還有一種是非箱形的。動鄂的結(jié)構(gòu)為鑄造。要使動鄂的質(zhì)量變小，論文中使用的結(jié)構(gòu)是非箱形的。圖2-4動顎結(jié)構(gòu)剖視圖2、動顎的工作過程顎式破碎機的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。通過圖紙2-1可以發(fā)現(xiàn)，這個機器實際上它的工作部分就是一個平面四桿裝置，它的運動部分就是連桿。在圖紙2-2里面展示的就是在動鄂的上面每一個點運動時候的軌跡。通過圖紙2-1就可知，A這個點進行的運動就是圓周的運動，B這個點是以O2為圓心，推動板拉著它，它來回的進行擺動，別的點在運動的時候，軌跡都是橢圓。在上面部分，它的水平位移量為下面部分的一百多倍，但是發(fā)生的垂直位移是沒有下半部分大的，在進行工作的時候，曲柄就是在工作的這個區(qū)域里面；它的上半部分是靠到前面的，下半部分是靠到后面的，它的區(qū)就是一個空的行程。根據(jù)動鄂在運動時候的特征，那么下面就對動鄂的性能來進行描述： （1）在平面上進行運動的時候，它的過程是非常復雜的，一會是跟固定的動顎板距離非常近，一會又離的比較遠，這樣一來，它運動變化的空間就是比較大的，那么需要破碎的這個物料破碎的范圍也是比較大的。（2）因為有這樣的運動，所以物料會有一個向下推的力量，如圖2-5中所示的就是物料在這個鄂板的中間受力的狀況。物料在破碎腔中被破碎之后，從排料口排出。 (a) (b)圖2-5 物料、顎板受力分析3、動顎的材料顎式破碎機通常選擇高錳鋼、高鉻鐵、中錳鋼、中碳低合金鑄鋼等材料。其中高鉻鐵的耐磨性較好，但它的韌性差，故不合適。高錳鋼是比較傳統(tǒng)的使用材料，具有好的抗沖擊性，但是磨損比較快。中錳鋼的耐磨性較好，但在受到?jīng)_擊時，會產(chǎn)生變形。中碳低合金鑄鋼是現(xiàn)在采用較多的一種耐磨材料，因其具有較高的硬度()和合適的的韌性()，能夠抵抗因物料的切削和反復擠壓所產(chǎn)生的疲勞剝落，具有良好的耐磨性。所以在本論文中選擇中碳低合金鑄鋼作為動顎的材料。2.2.2 齒板的分析在破碎機的零部件里面，與破碎物料直接接觸的就是齒板，其構(gòu)造并不復雜，但對其的工作效率，能源的損失，物料的大小和力的大小，具有很大的影響。因為其受到極大的沖擊力，因此磨損會很厲害。要想延長工作時間，就要從下面兩點來進行著手： 一方面，齒板的加工材料，承受磨損的性能更加的好的材質(zhì)；另一方面，就是齒板的結(jié)構(gòu)一定要合理，形狀還有大小都要合理?，F(xiàn)在的破碎機采用的齒板原材料大都是ZGMn13。這種材質(zhì)在受到?jīng)_擊是，它的表面就會產(chǎn)生硬化，英雌齒面硬度會變大，也可以承受磨損，而且能保持良好的金屬性能，所以如今的破碎機上齒板大都是采用這種材料。將齒板橫向切開，會發(fā)現(xiàn)有兩種截面形狀，一種是平滑截面，還有一種是齒形截面。在齒形截面中，還可以分為，三角形和梯形。本設計采用三角形，見圖2-6(a)三角形(b)梯形圖2-6齒板 2.2.3 肘板的分析肘板在整個破碎機中，其構(gòu)造最為簡單，但卻起著非常關(guān)鍵的作用： 1、傳送動力，傳動力的大小大于破碎力；2、可以對設備進行保險，在破碎腔中有不需要破碎的物料進去，肘板就會對這個物件進行破壞，這樣就避免機器被破壞；3、排料口的大小，可以通過它進行調(diào)節(jié)。在設備工作時，肘板和襯板間，潤滑性能較差，會有粉塵進入，這樣他們之間就會有連續(xù)摩擦。而且肘板與肘板之間非常容易出現(xiàn)磨損情況，就會降低其使用壽命。所以在設計肘板結(jié)構(gòu)時，一定要注意其構(gòu)造和工作條件。 (a)滾動型 （b）滑動型圖2-7 肘墊和肘頭根據(jù)肘頭和肘墊連接時的結(jié)構(gòu)，對它進行分類，可分為滾動性和滑動型，見圖2-7。在肘板與襯墊之間，傳送的擠壓力非常大，存在有規(guī)律性的沖擊。因此在不斷的沖擊和擠壓過程中，磨損會變得非常嚴重尤其是在滑動型中非常突出。要想讓傳動效率更高，損耗更低，使用時間更長，就可以使用滾動型的肘板。這種構(gòu)造的肘板，它的頭部是圓柱面，而襯墊就是一個普通平面。由于它的兩頭都是圓柱面，所以在這兩頭的襯墊的面都平行時，肘板受到的力就可以順著這個圓柱的直徑，跟襯墊垂直的這個方向傳送出去。在破碎機工作的時候，動鄂運動的幅度不大，因此肘板兩頭支承肘墊的面產(chǎn)生的角度就不會過大，那么在破碎機工作的時候，肘板和肘墊之間的運動只有滾動，沒有別的動作。2.2.4 調(diào)整裝置的分析依靠這個部分來改變排料口的尺寸。因為襯板的磨損比較嚴重，排料口一直在變大，就會導致破碎的物料直徑也一直在變大。所以，要使破碎物料達到粒度的要求，那么就要定時的用調(diào)整裝置來調(diào)整排料口的大小。另外，如果在破碎的時候，物料的大小不一致，就要一直對排料口的大小進行改變?，F(xiàn)在，這種機器的調(diào)整裝置各種各樣，比如墊片、鍥鐵、液壓以及襯板調(diào)整。在此論文中，調(diào)整排料口的大小是通過墊片來完成的。這次論文中所使用的是第一種。2.2.5 保險裝置的分析如果不需要破碎的物體得進入破碎機中的時候，為了保證設計機器的安全，就要設計保護裝置。通過參考資料，能夠發(fā)現(xiàn)保險的裝置一共有下面的三種：第一種是連桿（液壓）；第二種是采用摩擦形式離合器，其動力形式也是液壓的；第三種是肘板。通過這三種保險裝置的對比、權(quán)衡采用肘板作為本論文的保險裝置。同時肘板也是現(xiàn)在市面上最為簡單和便宜的零件，它的綜合性能較高，在工廠中得到了很大的應用。通過查閱設計資料，能夠找到肘板通常有以下三種結(jié)構(gòu)，他們的構(gòu)造見圖2-8： （a） (b) (c)圖2-8 肘板結(jié)構(gòu)a圖為中部比較薄的變截面結(jié)構(gòu)，b圖為弧形結(jié)構(gòu)，c圖為S型結(jié)構(gòu)。圖a這種結(jié)構(gòu)能夠確保其穩(wěn)定性及剛度，而且還能夠使它的超載破壞敏感度變高。圖b和圖a，這兩種結(jié)構(gòu)都是通過灰鑄鐵肘板抗彎性比較差，只要確定合適的肘板大小，這樣肘板的破壞敏感度就提高了。通過從加工制造簡單的角度考慮，本設計采用a圖這種肘板作為保險裝置。2.2.6 機架結(jié)構(gòu)的分析所有的零部件都是裝在破碎機上。在破碎機工作的時候，受到較大的沖擊力，在整個機器的質(zhì)量中，機架重量占的很大比重，并且在進行加工的時候，花費的工作量很大。破碎機的機架剛度，強度與機器及其零部件的使用壽命有關(guān)。破碎機上的機架按其結(jié)構(gòu)來進行分類，有整體型和組合型，根據(jù)其加工工藝來進行分類，有鑄造型和焊接型。 組合型機架，因為在加工和后期安裝、運輸?shù)臅r候難度都比較大，所以不能在比較大的破碎機上面用，一般都用在體積不大的破碎機上。整體型的機架性能要比組合型的好，不過加工這種類型的機架的時候，難度是比較大的。從加工行業(yè)來對它進行分類，有整體鑄造和整體焊接兩種。前一種剛性優(yōu)于比后一種，不過加工起來有一定的難度，尤其是生產(chǎn)數(shù)量比較少的時候。這后一種機架加工起來比較方便，而且自身重量沒有那么重，但是剛性很差。在焊接的時候其加工條件比較嚴格，必須保證其具有良好的性能，而且完成后需進行退火處理。隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，所以現(xiàn)在世界上很多機架都是通過焊接加工出來的。對機架進行焊接的時候，用的原材料是Q235，這個鋼板的厚度是在25mm50mm之間。在對機架進行整體鑄造的時候，不僅使用的材料是鑄鋼，如果其型號不大但是需要破碎的物料較軟的時候，使用的材料就能夠是優(yōu)質(zhì)的或者是球墨鑄鐵。在對機架進行改進的時候，它的前提就是工作要正常，另外重量還要降低。在對機架進行生產(chǎn)加工的時候，要在偏心軸承的中心上進行鏜孔，這個孔跟動顎心軸軸承的中心孔平行，見圖2-9。圖2-9機架2.2.7 傳動件的分析在破碎機中，主軸就是偏心軸，受到極大的彎曲力，所以使用的原材料為45鋼，并對它進行調(diào)質(zhì)，其中一頭裝帶輪，另外一頭裝飛輪。2.2.8 飛輪的分析飛輪可以保存動顎空行的時候所產(chǎn)生的能量，然后再其使用到工作部分，這樣在其工作時候承受的負荷就是相對接近。帶輪也可以用作飛輪。2.2.9 潤滑裝置的分析在對偏心軸軸承進行潤滑的時候，一般都是集中進行的。通常情況下，采用手動的油槍把潤滑脂打入心軸跟支撐面。動顎在運動的時候幅度是沒有多大的，這樣心軸還有軸瓦之間要想進行潤滑，是有一定的難度的，在他的下面順著軸的方向開一些油溝，中間再開一個環(huán)，這樣一來油槽就可以互相通起來了，這個時候把潤滑油打到這個槽里面，就可以對他們進行潤滑了。113 主要部件的計算與設計為了能夠很好的對本次的顎式破碎機進行設計，還要能夠保證它在工作的時候擁有穩(wěn)定性，需要對它的結(jié)構(gòu)和相對應的參數(shù)進行計算。3.1 顎式破碎機結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算1、鉗角的計算鉗角是其動顎板與定顎板間的夾角。鉗角的大小是非常重要的，能夠在一定程度上決定這個機器的生產(chǎn)效率，同樣在破碎比一定的情況下，能夠確保了破碎機工作腔的高度，如果選擇的鉗角過大那么破碎的工作腔也就會變小，這樣得到的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率就會降低。另外，通過翻閱資料可以知道鉗角是有一個許用范圍，它的取值范圍，見式（3.1）： 式（3.1）式中 表示物料和齒板產(chǎn)生的摩擦因數(shù)為了確保生產(chǎn)安全，這里所選擇的鉗角一般的是理論值的0.65倍左右。見公式（3.2）： 式(3.2)在這里我們將其鉗角的大小確定為20。2、動顎水平行程的計算在這次涉及的破碎機中動顎水平行程對其生產(chǎn)效率影響較大。如果選擇的排料口的水平的距離比較小，這樣得到的生產(chǎn)效率就會比較低，因此選擇這個數(shù)值不能過大，如果選擇過大所需要的破碎力就會變大，這樣對設計的機器的安全性就有一定的影響，特別是安全方面。并且沒得到完全的破碎，破碎不充分就會達不到要求。根據(jù)資料的查閱，得到下面的計算公式，見式（3.3）： 式（3.3）式中 表示排料口數(shù)值的最小值3.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設計計算3.2.1 破碎腔高度的計算如果選擇的鉗角要在一定值的前提下，那么其高度為：H（mm）由下式計算，見式（3.4）： 式（3.4）式中 表示進料口的寬度，。本設計取。3.2.2 偏心距的計算偏心距是在對其進行設計的過程中的主要參數(shù)之一。在滿足上面的條件下，如果選擇的偏心距過大，那么動顎齒面上各個點的水平行程也就比較的大。一個方面能夠提高生產(chǎn)效率，另外一個方面還會使得消耗的功率變大。因此，在保證了水平行程一定的前提下，選擇較小的偏心距，就能夠在一定程度上減少動力的損失和消耗。通過翻閱資料就能夠確定本次設計的機器其偏心距為，本設計采用。3.2.3 動顎懸掛高度的計算在確保破碎機工作腔上面能夠擁有比較大的破碎力的前提下，應該為給料口提供一定的工作的行程，這樣就有能夠得出動顎的軸承產(chǎn)生的中心和給料口之間應該是有一定的距離的，這也就是正常提到的懸掛高度。同樣對這樣一個懸掛高度的計算，能夠按下式計算，見式（3.5）： 式（3.5）式中 表示動顎的長度。本設計取。3.2.4 偏心距對連桿長度比值的計算在典型的機構(gòu)（曲柄搖桿）里面，如果曲柄在工作的時候做的是勻速回轉(zhuǎn)，那么搖桿就能夠得到不同的擺動速度，這就是機械基礎上面提到的這樣的機構(gòu)具有的急回性質(zhì)：如果設計的這個連桿比較的小的話，那么得到的值就會比較的大，急回性質(zhì)就比較的嚴重。通過這分析就能夠確定選擇的連桿長度不能過短。對本次設計的顎式破碎機，見式（3.6）： 式（3.6）式中 表示動顎長度，經(jīng)計算取。3.2.5 肘板長度的計算推力板長度與偏心距的關(guān)系為，見式（3.7）： 式（3.7）式中 表示最小的推力板長度，表示最大的推力板長度，表示偏心距，。3.2.6 傳動角的計算對于整個結(jié)構(gòu)傳動角是影響其傳動功率的重要因素之一。如果推力板的長度為定值時，如果選擇大傳動角，那么整個結(jié)構(gòu)的工作效率就會比較大，這樣較高的效率就能夠保證加大偏心距的情況下才能夠進行，這樣一來就務必導致了動顎襯板上部水平行程就比較的大，那么在物料傳送的過程中就容易發(fā)生堵塞，那么需要的功率也就比較的大。故傳動角?。?，在此設計中我選擇。3.2.7 破碎腔形狀的確定確保生產(chǎn)效率的重要的因素是破碎腔的構(gòu)造、機器消耗的動力、磨損的襯板等等。通過資料的查看能夠找到其工作腔的形狀有曲線和直線，見圖3-1。在圖中實線的部分是顎板閉合時所在的位置，虛線的部分是顎板運動的極限位置。 (a)直線型破碎機 （b）曲線型破碎機圖3-1破碎機工作腔的形狀構(gòu)造通過上面的圖形的查看就可以發(fā)現(xiàn)許多的水平線，這些水平線表示的是物料在斷斷續(xù)續(xù)的進入工作腔的時候所在的位置，留在水平面1上面的物料，如果動顎工作到虛線的時候，這個時候物料就會在第2個水平面里，第一個水平面和第二個水平面之間的距離，代表的是工作機在工作的方法物料掉下時的長度。在到下個狀態(tài)的時候，在第二個水平面上面的物料就會被進行壓碎處理。下一個工作的流程就是空轉(zhuǎn)，被壓碎后的物料將落在了第三個水平面上面。下面的工作流程就是上面的循環(huán)，直到物料被壓碎到所需要的大小為止，最后排出。通過查看圖3-1（a）可以發(fā)現(xiàn)，在直線類型的破碎腔里面，水平面是不間斷的，它的端面是梯形的，體積的大小是跟著向下慢慢變小的。物料的空擋也是在慢慢變小的，不過動鄂在進行擺動的時候幅度是越來越大的，而且壓碎的力量也是越來越大的，物料越是靠近這個排料口的地方速度就會越是慢。那么在到了這個排料的地方的時候，非常容易會出現(xiàn)堵塞的情況，破碎機的負荷就會變大，還有機器的襯板的磨損也會很嚴重。在圖3-1（b）里面，展示的就是曲線類型的破碎腔，它主要是將固定的鄂板轉(zhuǎn)變成為曲線形狀，在設計曲線形的時候根據(jù)的就是嚙角從上面到下面慢慢變小的這個原則。在這種曲線形的破碎機的破碎腔里面，水平面都是連續(xù)的，并且它的截面是梯形的，這個梯形的面積大小是從中間部分到下面慢慢變大的，所以說這些物料的空擋是在慢慢的變大的，這樣一來在排物料出去的時候就非常容易了。因為堵塞的地點向上移動的了，所以在這個排料的地方就不會出現(xiàn)堵塞的情況。故本設計采用圖b，曲線型破碎腔。3.3 顎式破碎機工作參數(shù)的設計計算它的工作參數(shù)包括偏心軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)率、功率和破碎力等。3.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速的計算這里面將到的偏心軸轉(zhuǎn)動的速度，其大小主要依據(jù)或者依靠的是動顎的在規(guī)定的時間里面擺動的次數(shù)。在一定的工作區(qū)間內(nèi)，如果偏心軸轉(zhuǎn)動的速度不斷的增減，那得到的生產(chǎn)效率也就較大，生產(chǎn)量也就較大。但選擇的擺動速度也不能無限變大，要在一定的范圍內(nèi)變動。如果選擇的數(shù)值過大，那么得到的生產(chǎn)的效率相反就會比較的小。通常，如果需要破碎的物料非常堅硬時，那么機器轉(zhuǎn)速就要較??；如果需要破碎的物料是比較脆，那么機器在轉(zhuǎn)動的時候速度就要增大；規(guī)格巨大的破碎機，轉(zhuǎn)動速度不能過快，這樣機器的振動就不會太大，消耗的能量也會變少。下面是計算偏心軸轉(zhuǎn)動速度的公式，見式（3.8）：對于寬度進料口 式（3.8）本設計采用的給料口寬度為。所以。3.3.2 生產(chǎn)率的計算本設計采用經(jīng)驗公式計算破碎機的生產(chǎn)率。經(jīng)驗公式是實踐的總結(jié)更接近于實際情況。計算破碎機生產(chǎn)率Q（t/h）的經(jīng)驗公式為，見式（3.9） 式（3.9）式中 表示顎式破碎機生產(chǎn)能力，；表示物料易碎性系數(shù)，見表3-1；表示物料松散密度修正系數(shù)，K2=/1.6；表示進料粒度修正系數(shù)，見表3-2；表示物料松散密度，/；表示顎式破碎機單位排料口寬度的生產(chǎn)能力，見表3-3；表示破碎機排料口寬度，。表3-1 物料易碎系數(shù)物料硬度抗壓強度普氏硬度高硬物料中硬物料底（軟）硬物料表3-2 進料粒度修正系數(shù)表3-3 單位排料口寬度的生產(chǎn)能力破碎機規(guī)格查表取、由已知，經(jīng)計算得。3.3.3 破碎力的計算在工作的時候，對破碎機破碎力大小和方向的計算是非常重要的，它不僅僅是設計的依據(jù)，也是加工時候的重要的依據(jù)。得出實驗分析公式來計算破碎力。作用在顎板上的最大破碎力 ()，見公式（3.10）： 式（3.10）式中 表示破碎腔的有效高度，； 表示破碎腔的長度，表示襯板單位面積上的平均壓力，取。 經(jīng)計算得到。3.4 各個部件的受力分析圖3-2顎式破碎機各部件受力圖解 式（3.11） 式（3.12） 式（3.13）式中 表示作用在動顎軸承上的外力；表示作用在推力板上的外力；表示作用在連桿上的外力；表示懸掛軸和破碎力之間的距離；表示懸掛點和推力板之間的距離；表示兩顎板處于壓緊狀態(tài)時，連桿與推力板的夾角，取。整個機器在工作的時候，它的工作的流程和工作的規(guī)律并不簡單。一般情形下動顎越往下其零部件就越大。對于簡單的擺動而言：懸掛中心以下占動顎全長的3/4，對于復雜的擺動懸掛中心以下占動顎全長的2/3，如果在往下就會變小，最后歸為0。所以而，取。可得：354 主要零件的設計與校核4.1 電動機的選擇電動機是種應用極其廣泛的驅(qū)動設備，現(xiàn)如今其研制的標準化和系列有很多。依靠在不同工作狀態(tài)下所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，決定其種類。含概了它的主要數(shù)值，樣式，功率等，最終決定其型號。電動機分為直流和交流兩種電。大多數(shù)條件下，交流電只適用于工業(yè)領(lǐng)域。而在使用交流電的時候，又可將其分為異步和同步電機。異步電機有籠型和繞線型這兩種，其中籠型式是應用最為廣泛的。要選擇合適的電動機可以給建筑上面使用的鋼筋切斷機作為動力源，所以它就可以安全平穩(wěn)的運作。因此在決定其型號時，可以通過以下條件來決定，比如其工作效率、工作電壓、種類、型號和其結(jié)構(gòu)。對本論文所設計的顎式破碎機的電動機功率可以用以下公式來求得，見公式（4.1） 式（4.1）式中 表示破碎機進料口的寬度，；表示破碎機的進料口高度，；表示偏心軸的偏心距，；表示偏心軸的轉(zhuǎn)速，。通常V帶傳動比的傳動比常選取，因此，電動機的轉(zhuǎn)速，見公式（4.2） 式（4.2）通過計算得，通過實際情況決定它的型號為，額定功率為，滿載轉(zhuǎn)速為4.2 V帶傳動的設計4.2.1 確定計算功率查表得工作情況系數(shù)，故見公式（4.3） 式（4.3）4.2.2 確定V帶的帶型通過查閱機械設計基礎，就可以了解到帶傳動所具備的特點：1、它的優(yōu)勢有：在中心距較大的場合中使用；其彈性效果好，有緩沖減震功能，特別是它不帶接頭，運動相對穩(wěn)定，噪音??；有過載打滑保護，能較好的避免其他零部件的破環(huán)；其構(gòu)造簡單，安裝維護十分便利，成本較小。2、它的不足之處有：運動范圍大；由于總是要張緊，因此軸力就會增大；由于運動時會發(fā)生彈性滑動，因此主、從動軸的轉(zhuǎn)速比就會發(fā)生改變；它的工作時間短；動力損耗會變大；不能在會產(chǎn)生燃燒和爆炸處工作，否則會發(fā)生火災事故。依據(jù)所翻閱的文獻，可以發(fā)現(xiàn)普通V帶有七種型號，比如Y、Z、A、B、C、D、E。根據(jù)、n1的計算數(shù)據(jù)，翻閱資料可以選用C型。4.2.3 確定帶輪的基準直徑，并驗證帶速通常使用的傳動是帶輪傳動，這種傳動是在機械的工作里面運用的最為廣泛。其傳動的時候工作的效率較高，且工作可靠，使用壽命比較長，平均傳動比準確，其結(jié)構(gòu)緊湊的且適用范圍廣。在進行工作時，要達到幾點要求：1、運動平穩(wěn)，最大化的減小噪聲，提高其運動精度。2、盡可能的增大其額定承載能力，盡可能地減少其體積，減輕其機重，增大其強度，提高其抗磨損的能力，使其使用周期盡可能的長。對其使用計算、分析的過程中，必須要符合其現(xiàn)實情況，采用合適的材料生產(chǎn)帶輪并采用熱處理的方法加工，是其產(chǎn)品符合使用要求，提高了精度，如此一來的話就可以滿足所期望的要求。下面將對其進行設計： 初步選擇小帶輪的基準直徑為。查閱圖表可以知道小帶輪的基準直徑， 驗算其速度，見公式（4.4）。 式（4.4）因為，故帶速合適。 計算大帶輪的基準直徑，見公式（4.5）。 式（4.5）根據(jù)表，圓整為4.2.4 確定V帶的中心距和基準長度 計算中心距，見公式（4.6） 式（4.6）初定中心距。 計算帶所需的基準長度，見公式（4.7） 式（4.7）由表，選帶的基準長度。 計算實際中心距，見公式（4.8）。 式（4.8）考慮到安裝、調(diào)整和保持V帶張緊的需要，允許實際中心距a有下列調(diào)整范圍，見公式（4.9）： 式（4.9）經(jīng)計算中心距的取值范圍為。4.2.5 驗算小帶輪包角計算小帶輪包角，見公式（4.10） 式（4.10）4.2.6 確定V帶根數(shù) 求一根V帶的額定功率。通過和，可以翻閱圖表知道。通過和C型帶，可以翻閱圖表知道通過翻閱圖表知道，求，見公式（4.11） 式（4.11） 求它的根數(shù)z，見公式（4.12）。 式（4.12）知道其數(shù)量為6根。4.2.7 計算單根V帶的初拉力的最小值通過翻閱圖表可以知道，C型帶的單位長度質(zhì)量，見公式（4.13） 式（4.13）其中，。4.2.8 計算壓軸力壓軸力的最小值，見公式（4.14） 式（4.14）見表4-1表4-1 V帶傳動的主要參數(shù)名稱結(jié)果名稱結(jié)果名稱結(jié)果帶型傳動比根數(shù)小帶輪基準直徑基準長度預緊力大帶輪基準直徑中心距壓軸力4.3 飛輪的設計本論文所設計的并不是連續(xù)運作的機器，所以它的阻力大小一定會有所改變，它所受到的的載荷不等，導致其速率會發(fā)生改變。因為要減少其設定的使用功率，并且破碎機在工作的時候速度的變化不能太明顯，所以要在偏心軸的上面裝一個飛輪。飛輪可以在機器空運轉(zhuǎn)的時候，將能量保存下來，在機器進行工作的時候，將這些保存的能量再使用出來，如此一來其承受的載荷就會比較接近。求飛輪重量G，見公式（4.15）: 式（4.15）式中 表示飛輪的重量，；表示飛輪的直徑，；表示電動機的額定功率，；表示只考慮摩擦損失時的機械效率，取；表示飛輪的平均轉(zhuǎn)速，即偏心軸的轉(zhuǎn)速；表示速度不均勻系數(shù)，取。其實際重量約為理論值的倍，因此計算其厚度，見公式（4.16） 式（4.16）式中 表示輪轂到齒頂圓的厚度；表示飛輪的密度；表示飛輪的直徑；表示費倫的厚度得到4.4 推力板的設計推力板是顎式破碎機當中組成結(jié)構(gòu)最不復雜、造價較低廉的部分。在大部分情況下，通常都是把它發(fā)揮在安全功能上，則在分析設計時要適當?shù)販p小安全系值的大小。分析計算時最好改變它的許用應力大小，變大20%-30%。使最后達到減小推力板的斷面的目的，通常采用的措施是在寬度的方向上添加一些通孔。對推力板進行強度分析計算的時候，起到關(guān)鍵影響的因素是其寬度的大小，其次是根據(jù)其數(shù)據(jù)大小計算推力板的厚度數(shù)據(jù)。見式（4.17）： 式（4.17）式中 表示沿推力板中心線方向上作用的外力，；表示推力板的寬度，；表示推力板的厚度，；表示推力板的許用壓應力，。對于及，允許的壓應力為。 其。取，得圓整取。推力板的數(shù)據(jù)為長度數(shù)值，厚度數(shù)值，寬度數(shù)值4.5 偏心軸的設計在分析計算軸的構(gòu)造時，所依據(jù)的因素就是裝配在其上的零件，同時還依據(jù)生產(chǎn)跟裝配構(gòu)件時要考慮的工藝因素等等，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來確定軸的輪廓跟尺寸。如果以上數(shù)據(jù)設計計算的不周全，此時的軸運動就會產(chǎn)生很多問題，在傳動中也會出現(xiàn)不平順的震動，除了存在這些缺點，軸的生產(chǎn)制造成本會上升，裝配的過程中會出現(xiàn)難題。進行軸的傳動能力的分析設計時，需要重點計算的是軸的材料方面的數(shù)據(jù)，包含強度數(shù)值、剛度數(shù)值等，同時提高穩(wěn)定性，在實際使用階段中，其傳動的功能越好，其本身的工作強度就越高。以下對此軸進行重點數(shù)據(jù)的計算：1、偏心軸的用料選取和最小出直徑大小計算碳鋼還有合金鋼這兩種金屬是偏心軸通常所采用的。軋鋼圓鋼和鍛件是使用在精度不高的情況下，其余情況使用圓鋼材料制造。根據(jù)生產(chǎn)成本角度出發(fā)，碳鋼跟合金鋼比較，前者較合算，材料的敏感方面合金鋼也沒用碳鋼好，要達到好的耐磨性跟抗疲勞性能要通過熱處理的過程，45鋼是制造軸的最普遍的材料。碳鋼跟合金鋼作比較，碳鋼在力學方面跟熱處理方面都沒有合金鋼好，在負載比較大的情況下，并且輪廓小、密度小、要求材料的耐磨性較好，而且在比較差的地方運作，在這種現(xiàn)實狀況下，通常選用的是合金鋼。在對軸的應力要求不是很高的情況下，考慮到制造成本的因素，在一般情況下都是采用的強度不高的金屬，例如Q235-A鋼等，在其他一些情況下有時候也會采用質(zhì)量比較好的金屬，例如45號鋼等，材料優(yōu)化要求通常是根據(jù)零件精度不高的情況下的狀態(tài)，沒有任何附加條件在圖紙上。使用調(diào)質(zhì)鋼這種金屬的時候，基本上都是在軸工作在負載比較大的環(huán)境中的時候，一般的這種材料有 的含碳量，既屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼又屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)鋼一般情況下也能夠通過調(diào)質(zhì)這種熱處理的。索氏體組織是進行調(diào)質(zhì)過程后出現(xiàn)的。有許多調(diào)質(zhì)鋼的分類，出現(xiàn)的比較多的有45Mn2、40MnB等。45號鋼屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼的一種，其中還有很多種類。調(diào)質(zhì)熱處理可以將45號鋼的材料性能提高，尤其是強度性能，其淬透性是調(diào)質(zhì)熱處理不能改變的方面，調(diào)質(zhì)后的材料還是分布比較沒規(guī)律的，沒有很高的強度性能，所以一般情況下只會使用在產(chǎn)量偏小，傳動功率不大的時候。根據(jù)以上的分析跟設計，此軸采用45鋼生產(chǎn)制造。根據(jù)裝配在軸上面的零部件，從它們之間的生產(chǎn)、組裝和結(jié)構(gòu)等來確定軸的尺寸，其尺寸包括每個位置結(jié)構(gòu)的長度數(shù)值跟圓周直徑。一般情況下根據(jù)主軸的特點，裝配的順序：中部可旋轉(zhuǎn)的位置；主軸安置于外殼的上方；裝配軸承的端蓋；安裝軸承以及軸承座安裝。大都數(shù)時候，每個軸上的位置圓周直徑的大小不能通過分析計算所得出的數(shù)據(jù)來確定。軸上不同位置的軸段的可負載能力跟不同位置的圓周直徑的大小有關(guān)。在完全確定軸上每個位置的圓周直徑時，此時是不確定支反力是在哪個位置作用的，造成了確定彎曲距的相關(guān)數(shù)據(jù)跟作用點困難。開始設計過程前，分析計算軸每個位置的尺寸時，大多情況下是可以確定軸的轉(zhuǎn)動距的數(shù)值的。因此，暫取軸徑，見公式（4.18）。