2620 顎式破碎機設計

2620 顎式破碎機設計,顎式破碎機,設計 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 摘 要破碎機是選煤工業(yè)中不可缺少的設備，也是原料、材料、燃料、電力和鋼鐵等部門所必須的設備。隨著工業(yè)的發(fā)展對破碎機的要求也越來越高。在工業(yè)應用中常用的破碎機類型有：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、沖擊式破碎機，磨碎機等。顎式破碎機有很多的優(yōu)點，例如:具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造容易、維修方便等其他破碎機無法替代的優(yōu)點，至今仍廣泛應用于工業(yè)各部門，而且我國生產(chǎn)的破碎機還遠銷其它國家。本文所設計的顎式破碎機是在原顎式破碎機的基礎上，保留了原顎式破碎機的優(yōu)點，并對其優(yōu)化方面進行闡述。通過實習、查閱大量的資料和反復的推敲。通過建立一個較為完善的數(shù)學模型，并利用計算機優(yōu)化出顎式破碎機的主要參數(shù)，使其結(jié)構(gòu)更合理，能量利用率更高，性價比更好。同時對新型顎式破碎機進一步闡述，提高了破碎機的過載保護性能，降低了物料的過粉碎，從而提高了破碎機的使用壽命及生產(chǎn)率。本次設計對顎式破碎機的箱體銷軸等部分做了詳細設計，使破碎機裝卸方便、維護簡單、維修容易，以便能利用破碎機更好的工作，發(fā)揮顎式破碎機的特點。關鍵詞：破碎機；顎式破碎機；闡述；優(yōu)化；設計河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 IABSTRACTThe 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 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 目錄前言 ............................................................................................................11 概述 .........................................................................................................31.1 破碎 ..............................................................................................31.2 破碎的目的 ..................................................................................41.3 破碎的方法 ..................................................................................41.4 破碎機的類型 .............................................................................61.5 破碎機的選型 ............................................................................111.5.1 復擺式顎式破碎機主要零部件分析 .............................122 顎式破碎機的參數(shù) ..............................................................................212.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 ........................................................................212.2 工作參數(shù)的確定 ........................................................................242.3 電動機的選擇 ............................................................................292.4 飛輪幾何尺寸的確定 ................................................................293 傳動部分的設計 ..................................................................................323.1 皮帶傳動設計 ............................................................................323.2 軸的結(jié)構(gòu)設計 ............................................................................343.3 軸和鍵的校核 ............................................................................393.4 軸承的校核 ................................................................................453.4.1 計算當量載荷 ................................................................453.4.2 軸承的壽命 ....................................................................454 顎式破碎機動力學參數(shù)設計 ..............................................................474.1 顎式破碎機的運動分析 ............................................................474.2 顎式破碎機的最優(yōu)動力平衡 ....................................................48河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 i4.2.1 顎式破碎機支座附加動壓力計算 .................................484.2.2 振動力最優(yōu)平衡 .............................................................494.2.3 各種平衡方法對比實例 .................................................504.3 顎式破碎機拉桿彈簧的計算載荷確定 ....................................534.3.1 彈簧拉力計算式 .............................................................544.3.2 確定肘板約束反力的條件 .............................................554.3.3 彈簧計算載荷的最優(yōu)計算 .............................................564.4 機構(gòu)平衡與拉桿彈簧的綜合優(yōu)化設計 ....................................574.5 顎式破碎機飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算 ............................................594.5.1 機器運動方程式求解 .....................................................604.5.2 顎式破碎機的運動方程式 .............................................614.5.3 等效驅(qū)動力矩 ..........................................................61dM4.5.4 等效阻力矩 ...............................................................63r4.5.5 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的迭代方法 .............................................654.5.6 優(yōu)化模型 .....................................................................66FJ4.5.7 優(yōu)化設計步驟 .............................................................685 顎式破碎機的使用與測試 ..................................................................705.1 顎式破碎機的操作 ....................................................................705.1.1 起動前的準備工作 .........................................................705.1.2 操作順序 .........................................................................715.1.3 起動和運轉(zhuǎn)中應注意的事項 .........................................715.2 顎式破碎機的維護與保養(yǎng) ........................................................725.2.1 顎式破碎機的日常維護 .................................................725.2.2 顎式破碎機的故障分析與排除 .....................................73河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 ii結(jié) 論 ......................................................................................................77致 謝 ......................................................................................................78參考文獻： ..............................................................................................79附錄：外文資料與中文翻譯 ..................................................................80河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 0前言在基本建設工程中，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到生產(chǎn)要求。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)得到不斷的完善，而顎式破碎機的結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進行加工，來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應用。而工程上應用最廣泛的是復擺顎式破碎機，國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù)量最多的也是復擺顎式破碎機。常用的破碎機械有顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐式破碎機、輥式破碎機、錘式破碎機和反擊式破碎機等幾種。顎式破碎機主要用于抗壓強度不超過 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)簡單、工作可靠、維修簡便、運營費用經(jīng)濟等特點。該破碎機已廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利等部門。顎式破碎機性能特點： 結(jié)構(gòu)簡單、維修使用方便；性能穩(wěn)定，運營成本低；破碎比大。顎式破碎機按照活動顎板的擺動方式不同，可以分為簡單擺動式顎式破碎機(簡擺顎式破碎機)。復雜擺動式顎式破碎機(復擺顎式破碎機) 和綜合擺動式顎式破碎機三種。復擺式顎式破碎機與簡擺式相比較，其優(yōu)點是：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，加以動顎下端強制性推出成品卸料，故生產(chǎn)率較高，比同規(guī)格的簡擺顎式破碎機的生產(chǎn)率高出 20-30%；物料塊在動顎下部有較大的上下翻滾運動，容易呈立方體的形狀卸出，減少了像簡擺式產(chǎn)品中那樣的片狀成分，產(chǎn)品質(zhì)量較好。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 1本次設計改進后特點：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?。?.結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，運營費用低；6.設備節(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。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 21 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)費用占全部選礦費用的 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)分為五個階段，即：1）粗碎；2）中碎；3）細碎；4）粗磨；5）細磨每經(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 0=KDi最 大最 大式中： ——破碎原料中最大塊直徑 mm。0最 大——破碎產(chǎn)物中最大塊直徑 mm。K最 大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。為簡易的表示和比較各種粉碎機械這一主要特征，也可用破碎機的最大進料口寬度與最大出料口寬度的比值作為該破碎機的破碎比，并稱其為公稱破碎比。破碎機的破碎比一般在 3～30 之間，一般都比公稱破碎比低。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 3破碎比和單位電耗是破碎機械工作中的基本技術指標。單位電耗用以判別破碎機械的動力消耗是否經(jīng)濟，破碎比用以破碎過程的特征和質(zhì)量。因此選用破碎機，并鑒定破碎機的使用工作效率應同時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。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應用，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)品達到要求的粒度和粉末狀態(tài)。 1.3 破碎的方法粉碎機械雖然類型繁多，但按施力方法不同，對物料粉碎有擠壓、彎曲、沖擊、剪切和研磨等方法。而在破碎機械中，施力情況很復雜，往往是幾種施力同時存在，當然在某一種破碎機械中也只有一種或兩種河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 4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力達到其抗壓強度而破碎。這種方法一般應用于破碎大塊物料，如圖 1—2（a）(c )F F FF F F(a) (b) (c)F F F FF2F2F（d） (e) (f) (g)圖 1-1 物料的粉碎方法2．劈碎 將物料置于一個平面和一個帶尖棱的工作平面之間，當帶尖棱的工作面對物料擠壓時，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力達到或超過物料拉伸強度極限。物料的拉伸強度極限比抗壓強度極限小的多，其工作原理見圖 1—1（b） 。3. 折碎 物料受彎曲應力作用而破碎。被破碎物料承受集中載荷作河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 5用的二支點簡支梁或多支點梁，當物料的彎曲應力達到物料的彎曲強度時，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 物料與運動的工作表面之間受一定的壓力和剪力作用后，其剪切力達到物料的剪切強度極限，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） 。目前通用破碎機的結(jié)構(gòu)應保證滿足上述的破碎方式。每一種破碎機都應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 破碎機的類型目前選礦工業(yè)上應用的破碎方法主要是利用機械力的作用。在現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展中，破碎機械也在不斷的發(fā)展和改進。這些改進主要包括下列方面：減少機器零件本身的重量、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；減少機器的磨損及檢修費用等。同時也考慮到如何適應被破碎物料的不同硬度及其塊度等?，F(xiàn)代工業(yè)應用中的破碎設備種類繁多，按照使用的粒度范圍可將破碎機械分為兩類：破碎機和磨碎機。破碎機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、中碎機、細碎機。磨礦機所處理的物料較細，產(chǎn)品是細粒（可達 0.06 毫米或更細） ，其破碎特點是部件相互接觸。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格的。目前通用的破碎機分類原則是根據(jù)破碎方法、機械的構(gòu)造特征來劃河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 6分的，圖 1—3 是各種主要類型破碎機示意圖。1 2 1 2 3圓錐式破碎機示意圖(a) 顎式破碎機破碎示意圖(b) 錘式破碎機破碎示意圖(c)（a）1—動錐 2—定錐 (b) 1—固定顎 2—動顎閉合時 3—動顎開啟時 輥式破碎機破碎示意圖(d)圖 1- 2 常用破碎機原理示意圖1、 圓錐式破碎機（如圖 1—2a）圓錐式破碎機的主要破碎部件是定錐和動錐，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架上。動錐主要有動錐體、主軸、動錐襯板和分配盤組成，動錐體壓裝在主軸上，動錐襯板為高錳鋼鑄件，壓套和錐頭壓在動錐體上，動錐體和河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 7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)，當偏心套轉(zhuǎn)動時，就帶動動錐做偏旋運動，為了保證動錐偏旋運動，動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架套筒上，動錐所受的全部力量都有機架承受。圓錐破碎機的工作原理是對物料施加擠壓力，使物料在兩個圓錐之間同時受到剪切應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，動力消耗低。圓錐破碎機按用途可分為粗碎、中細碎兩種。用作粗碎的圓錐破碎機又稱為旋回破碎機，因為該機需處理尺寸較大的料塊，所以進口要求寬大。其動錐是正置的，而定錐是倒置的。用作中細碎的圓錐破碎機有兩種。常規(guī)型圓錐破碎機，又稱為菌型圓錐破碎機，其處理的物料為經(jīng)過粗碎的，故進料口不需很大，但要求加大卸料范圍，以提高生產(chǎn)能力。對破碎后的產(chǎn)品要求具有比較均勻的粒度，所以定錐和動錐都是正置的。2、顎式破碎機（如圖 1—2b）顎式破碎機定顎動顎上都裝有襯板，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。電動機通過 V 帶帶動帶輪及偏心軸。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。為了防止破碎機超負荷運行導致破碎機損壞，在零件設計計算時，將后推力板制成最薄弱的一個環(huán)節(jié)，過負荷時使它首先折斷，以保護軸河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 8承及機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，過載時它們首先折斷。這種保險裝置的缺點是出現(xiàn)事故后處理較為復雜，停車時間長。顎式破碎機是靠可動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)簡單，制造容易，工作可靠，維護方便等優(yōu)點。廣泛應用于各工業(yè)部門。顎式破碎機通過動顎繞固定軸心周期的擺動，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。按顎式破碎機動顎的運動軌跡，可分為簡單擺動顎式破碎機和復雜擺動顎式破碎機。簡單擺動顎式破碎機主要用于粗碎，復雜擺動顎式破碎機用于中、細碎。3、沖擊式破碎機 （ 如圖 1—2c）錘式破碎機和反擊式破碎機都屬于沖擊式破碎機。錘式破碎機中物料受高速回轉(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。反擊式破碎機中其物料受高速運動的板錘的打擊使物料向反擊板高速沖擊，以及物料之間的相互撞擊而粉碎。沖擊式破碎機都有一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘，當物料進入破碎機后，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，高速拋向破碎機壁。兩者都是沖擊破碎，所不同的是反擊式破碎機中，物料受到更多次的反復沖擊而破碎，具有高頻沖擊的特點。兩種破碎機的破碎比都很大，適合于破碎軟性物料。4、輥式破碎機 （如圖 1—2d）物料落到兩個相互平行而旋轉(zhuǎn)方向相反的輥子間，物料在輥子表面的摩擦力作用下，被扯進輥子之間，受到輥子的擠壓而破碎。輥式破碎機的特點是：生產(chǎn)能力低，要求將物料均勻連續(xù)的喂到輥河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 9子的全長上，則輥子磨損不均，且所得產(chǎn)品粒度也不易均勻。需要經(jīng)常修理，對于光面輥式破碎機，喂入料塊的尺寸要比輥子的尺寸小的多。故不能破碎大塊物料，也不宜破碎堅硬物料，通常作中硬或松軟物料的中、細碎。齒面輥式破碎機雖然可以鉗進較大塊的物料，但也限于中碎時使用，而且物料的抗壓強度不能超過 60.8MPa，否則齒棱很易折斷。5、復擺式顎式破碎機復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)廣泛應用。復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。由于動顎是由偏心軸的偏心直接帶動，所以活動顎板可同時做垂直和水平的復雜擺動，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。復擺顎式破碎機和簡擺顎式破碎機相比較，復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。在工程上應用較為廣泛的是復擺顎式破碎機。國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù)量最多的也是復擺顎式破碎機。復擺顎式破碎機主要由機架、顎板、側(cè)護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構(gòu)等組成。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 10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，鑄造工藝較為復雜。自制的小型顎式破碎機可用40～50 毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。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力，所以必需有足夠的強度和剛度活動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。常用的是鑄錳鋼顎板，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，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，動力消耗大。一般齒高和齒距之比為 1/2～1/3 之間。由于復擺式的特點造成顎板底部比上部磨損快，所以顎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。1.5 破碎機的選型對比以上各種破碎機可以得出結(jié)論：1）由于復擺顎式破碎機將簡擺顎式破碎機的連桿與動顎合而為一且只有一個肘板，所以其結(jié)構(gòu)更加簡單。具有結(jié)構(gòu)簡單、運動可靠、重量輕等優(yōu)點。2）簡擺顎式破碎機實質(zhì)上是一個增力六桿機構(gòu)。特別是當前后推力河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 11板的夾角趨于 時，可以產(chǎn)生很大的破碎力。因此在大型破碎機中一?180般采用這種結(jié)構(gòu)，這是復擺顎式破碎機所不具備的優(yōu)點。3）復擺顎式破碎機動顎上各點的軌跡分布比較合理，其水平行程沿動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，且排料時動顎下端點向下運動，促進排料以利提高生產(chǎn)能力。簡擺顎式破碎機動顎顎板面上各點軌跡分布，正好與復擺顎式破碎機相反，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，也有把動顎懸掛點提高向前移動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構(gòu)的尺寸。因此復擺顎式破碎機比簡擺顎式破碎機的生存率高 30%。4）復擺顎式破碎機的動顎垂直行程大，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，在復擺顎式破碎機中采用滾動軸承，且在肘板支承處采用高副純滾動聯(lián)接，以提高破碎機的機械效率，降低其單位耗功。因此是否可設計制造出大型的復擺顎式破碎機，主要取決于是否可提供大型滾動軸承產(chǎn)品。所以根據(jù)以上分析并且考慮實際情況選擇復擺式顎式破碎機進行設計。1.5.1 復擺式顎式破碎機主要零部件分析（1）連桿只在簡擺破碎機才有連桿，復擺顎式破碎機連桿與動顎為一體。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、下河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 12兩部分組成，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。大型破碎機連桿軸承用循環(huán)潤滑油潤滑，并設有冷卻水管，以便散去軸承的熱量。(2)動顎及齒板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)應該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動顎的重量，國外采用焊接結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)復雜，因此對焊接工藝的要求較高。國內(nèi)尚未見使用焊接結(jié)構(gòu)的動顎。按結(jié)構(gòu)特點，可把動顎分成箱型結(jié)構(gòu)與非箱型加筋結(jié)構(gòu)兩種。1）箱型結(jié)構(gòu)動顎 支承破碎板的動顎即為箱型結(jié)構(gòu)。為了鑄造工藝的需要及減輕動顎的重量，可在箱型梁壁及加筋隔板上開孔。若干個齒板通過長螺栓與斜鐵塊固定在動顎上。由于下部齒板磨損較快，因此齒板做成分體式，以便使具有對稱形狀的上、下齒板對換后能繼續(xù)使用。2）非箱型加筋結(jié)構(gòu)動顎 對于型號較小的復擺顎式破碎機，其動顎一般做成非箱型加筋結(jié)構(gòu)，以便有效地減輕動顎的重量。它的上齒板也是通過螺栓、斜鐵與動顎相連。按其橫截面形狀又可分為“E”型與反“E”型兩種。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 13圖 1-3 動顎結(jié)構(gòu)剖視圖當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 型結(jié)構(gòu)。這種動顎的結(jié)構(gòu)特點是當破碎力作用于動顎使其彎曲時，由于動顎剖面的中性層靠近動顎前部安裝齒板的一方，使得動顎后部的加筋板表面承受較大的拉應力，容易使加筋板開裂；當動顎的橫截面呈反“E”型，即動顎后部為平板結(jié)構(gòu)，前部為加筋板。齒板安裝在動顎加筋板的加工而上。該動顎剖面的中性層靠近動顎后部平板的一邊，因此，當動顎受彎曲作用時，其后部平板表面的拉應力值將大大減小。與 E 型結(jié)構(gòu)相比，相等的動顎材料得到更充分的利用；當采用零懸掛或負懸掛時，由于動顎齒板的上端部已位于動顎軸承處，且不得不采用在動顎的頂部用粗大的長螺栓、斜鐵將齒板與動顎相接起來，因此給結(jié)構(gòu)設計帶來較大的困難。因為動顎較大的垂直行程產(chǎn)生的齒板與物料間的磨搓，使得齒板在動顎支承平面上產(chǎn)生滑動趨勢，因此將會對固定螺栓產(chǎn)生較大的拉力。實際工程中發(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。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 143）齒板的結(jié)構(gòu) 齒板（也叫襯板） ，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)品粒度組成和粒形以及破碎力等都有影響，特別對后三項影響較明顯。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，形成既堅硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內(nèi)層金屬原有的韌性，故它是破碎機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。對平滑表面襯板的試驗表明，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；對于破碎腐蝕性很強的極堅硬物料，為延長襯板壽命，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）河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 15破碎機的肘板是結(jié)構(gòu)最簡單的零部件，但其作用卻非常重要。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（如釬桿、折斷的鏟齒）時，肘板先行斷裂破壞，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，有的簡擺顎式破碎機是通過更換不同長度尺寸的肘板來調(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。簡擺顎式破碎機使用的肘板為組裝式結(jié)構(gòu)。它是由一個肘板體與兩個肘板頭連接后組裝而成的。這樣就可以只更換易磨損報廢的肘板頭以節(jié)省易耗件金屬。由于用在大型破碎機上的這種肘板較重，因此這種肘板都應設計起吊環(huán)。復擺顎式破碎機上使用的為整體式肘板，因為其重量和尺寸都比較小。a)滾動型 b)滑動型圖 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，可分滾動型與滑動型兩種，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。在反復沖擊擠壓作用下磨損較快，特別是圖 1-21b 所示的滑動型結(jié)構(gòu)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 1-21a 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，使得肘板兩端支承的肘墊垂直線方向的夾角很?。ù蟠笮∮谄淠Σ两牵?，所以在機器運轉(zhuǎn)過程中，河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 16肘板與其肘墊之間可保持純滾動。（4）調(diào)整裝置調(diào)整裝置供調(diào)整破碎機排料口大小使用。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，當要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要調(diào)整排料口大小?，F(xiàn)有破碎機的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、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架后壁之間的兩個垂直放置的楔鐵作相對運動，來實現(xiàn)破碎機排料口的調(diào)整。轉(zhuǎn)動螺栓上的螺母，使調(diào)整楔鐵 3 沿著機架 4 的后壁作上升或下降運動，推動調(diào)整座 2 向前或向后移動，從而推動肘板或動顎，以達到調(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架后壁之間的水平放置的楔鐵作相對運動，來實現(xiàn)破碎機破碎機排料口的調(diào)整。在機架后壁上有后肘座 1、楔鐵 2 及有正反螺紋的軸 5 構(gòu)成的調(diào)整機構(gòu)，和由電動機 3 與蝸輪減速器 4 所構(gòu)成的傳動裝置。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，在機器左右側(cè)都能調(diào)整，且調(diào)整過程楔鐵不會歪斜。立式由于一個人不能同時擰動兩個螺栓，因此不能保證兩個楔鐵同步上升或下降，所以調(diào)整不方便，有時甚至卡住。楔鐵調(diào)整的優(yōu)點是：能實現(xiàn)無級調(diào)整、調(diào)整方便、不必停車、結(jié)構(gòu)簡單和制作方便。缺點是它的外形尺寸和重量都比較大，使機器尺寸增河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 17大，調(diào)整很費勁，所以只能用于中、小型破碎機。大型顎式破碎機由于極少調(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—機架圖 1-6 立式楔鐵調(diào)整裝置1-后肘座 2—楔鐵 3—電動機 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。②利用液壓缸頂推調(diào)整。它是借助液壓缸的柱塞，推動后肘座，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)稍復雜河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 18些，所以最適合于大中型破碎機。液壓加墊片調(diào)整裝置安裝在破碎機側(cè)壁。這種方式除能調(diào)整排料口外，同時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)整兼液壓保險裝置的破碎機，它的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)是最復雜的。所以，一般以液壓缸加墊片調(diào)整裝置為最合適。此外，也可用更換不同長度（用 3～5 個，每兩個肘板之間相差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，費時間，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，調(diào)整座是在其滑座內(nèi)滑動的?，F(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。如復擺顎式破碎機的圖所示，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架側(cè)墻上由上、下兩個凸臺構(gòu)成的抽屜槽中滑動。由于破碎機橫向結(jié)構(gòu)和尺寸的限制，將凸臺設計成懸臂梁，其受力條件惡劣，工程應用中曾發(fā)生過凸臺斷裂情況?；c后墻合二為一的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠等優(yōu)點。（5）保險裝置當破碎機落入非破碎物料時，為防止機器的重要零部件發(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。液壓保險裝置結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、非破碎物能自動排出，動顎自動復位，不用停車。所以，液壓保險裝置得到廣泛的應用，也是顎式破碎機發(fā)展的趨勢之一。但是它必須備有專用的液壓系統(tǒng)，且對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。因此液壓保險裝置一般都用于大型的簡擺顎式破碎機。中小型復擺顎式破碎機都以肘板為保險件。設計時故意提高它的許用應力，以便能在機河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 19器超載時首先發(fā)生破壞，借此達到保險的目的。因為肘板是機器中最簡單、最便宜的零件，所以得到了廣泛應用且經(jīng)濟有效，但當肘板斷裂后，機器將停車，應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，以致影響生產(chǎn)。因此設計時除應正確確定由破碎力引起的肘板的壓力，以便設計出超載破壞的肘板面積外，在結(jié)構(gòu)設計時，應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，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)。（6）機架結(jié)構(gòu)破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎。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（對鑄造機架為 50%左右，對焊接機架為 30%左右） ，而且加工制造的工作量也較大。機架的剛度和強度，對整機性能和主要零部件的壽命均有很大的影響，因此，對破碎機機架的要求是：結(jié)構(gòu)簡單易制造，重量輕，且要求有足夠的強度和剛度。破碎機機架按結(jié)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，但制造較復雜。從制造工業(yè)來看，它也分整體鑄造機架和整體焊接機架。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)。后者便于加工河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 20制造，重量較輕，但剛性較差。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，但是隨著焊接技術的發(fā)展，國內(nèi)外顎式破碎機的焊接機架采用的越來越多，并且大型破碎機也采用焊接機架。設計時，在保證正常工作的情況下，應力求減輕重量。制造時要求偏心軸軸承中心鏜孔，與動顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。2）組合機架 大型破碎機機架很重，不僅制造困難，而且運輸也不方便，故將它制成組合機架。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 212 顎式破碎機的參數(shù)經(jīng)過兩個多月的生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計實習，對顎式破碎機有了一定的認識；對顎式破碎機的具體工作過程和在實際生產(chǎn)中的應用有了一定的掌握；對顎式破碎機的維護和維修具體要求也有一定的掌握。顎式破碎機（以下簡稱破碎機）的主參數(shù)即決定機器技術性能及與其密切相關的主要技術參數(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，要作出精確的理論計算是比較困難的。因此，從設計的角度，下面的計算公式將是破碎機最優(yōu)設計時建立目標函數(shù)和設計約束的重要依據(jù)。本次對顎式破碎機的具體設計如下：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）進料口與卸料口進料口長度 L 為寬度 B 的 1.25～1.6 倍。對于大型破碎機，取L=(1.25～1.6)B,中小型破碎機取 L=(1.5～1.6)B。對于小型破碎機，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。進料口寬度 B=（ 1.1～1.25） 。 是最大給料粒度，這是由破碎機嚙住maxDa物料的條件所決定的。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 22進料口寬度 B=(1.1～1.25) =240 mmmaxD中、小型破碎機 L=(1.5～1.6)B =384 mm卸料口最小寬度 e 可以按下式確定：簡擺顎式破碎機： ( ～ )B??sdmax517復擺顎式破碎機： （ ～ ）Bax0e= （ ～ ）B??sdmax71=46 mm式中 — 最大卸料粒度；maxdS — 動顎板的擺動行程（卸料口出的水平行程） 。（2）動顎板擺動行程 S 與偏心軸的偏心距 r在理論上，動顎板擺動行程 S 應按物料達到破壞時所需壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形，及動顎板與固定顎板之間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動顎板擺動行程遠遠大于理論上求出的數(shù)值。在簡擺顎式破碎機中，動顎板擺動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，所以只要動顎板上部的擺動行程能夠滿足破碎物料所需的壓縮量就可以。根據(jù)實驗，破碎腔上部的動顎板擺動行程大于 0.01Dmax，Dmax 是最大進料粒度。在復擺顎式破碎機中，動顎板擺動行程是破碎腔的上部行程大，下部行程小。根據(jù)實驗，它的動顎板擺動行程受卸料口寬度的限制，因為，如果動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，將引河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 23起物料在破碎腔下部的過壓實現(xiàn)象，容易造成卸料口堵塞，使負荷急劇增大，所以動顎板下部的擺動行程不得大于卸料口寬度的 0.3～0.4 倍。實際上，動顎板行程是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的。通常，對于大型顎式破碎機，S=25～45mm，中小型顎式破碎機， S=12～15mm。因此，動顎擺動行程 S=14mm。動顎板擺動行程確定后，偏心軸的偏心距 r 可以根據(jù)初步擬定的構(gòu)件尺寸利用繪制機構(gòu)圖的方法來確定。通常，對于簡擺顎式破碎機，S≈r(2 ～2.2)r 。對于復擺顎式破碎機 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、動力消耗和襯板磨損等破碎機性能的重要因素。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出料口時為最大，這是造成破碎機過載和襯板下端磨損嚴重的主要原因。直線型的破碎機生產(chǎn)率隨卸料區(qū)的加深而大大減少。采用曲線型時，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，而且也可以使細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，動顎板和固定顎板末端有一段平行帶，在較長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采用直線型，因為它在制造和修理時都較方便。如下圖所示：圖 2-1 是常用的腔形，應用最多，它的特點是定