763 PE-1200х1600顎式破碎機的設(shè)計【優(yōu)秀含5張CAD圖+文獻翻譯+說明書】
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開題報告
課題
名稱
PE-1200×1600顎式破碎機的設(shè)計
課題來源
課題類別
一、論文資料的準備
1.顎式破碎機發(fā)展史
美國人E.W.布萊克（Black）設(shè)計制造的世界上第一臺顎式破碎機。其結(jié)構(gòu)形式為雙肘板式（簡單擺動式）顎式破碎機。由于顎式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、維護方便，體積和高度較小等優(yōu)點。至今仍然被廣泛應(yīng)用于破碎堅硬、中硬、軟質(zhì)礦石和各種物料，如各種礦石、溶劑、爐渣、建筑石料、大理石等。
80年代以來，我國顎式破碎機的研制與改進取得了一定成果。如我國破碎專家王宏勛教授 和 他的學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念，開發(fā)GXPE系列深腔顎式破碎機，當時 在國內(nèi)引起一定的轟動。該機與同種規(guī)格破碎機相比，在相同工況條件下，處理能力可提高20%～25％，齒板壽命可提高1～2倍。該機采用負支撐零懸掛，具 有雙曲面腔型。
第二代GXPE250×400負支撐在第一代的基礎(chǔ)上進行了全面改進，增大了破碎比，降低了 產(chǎn)品粒度，最大給料粒度為220mm，小時產(chǎn)量為5～16t，排料口調(diào)整范圍為10～40mm， 給料抗壓強度小于300MPa。
PEY4060液壓保險顎式破碎機，以液缸為過載保護裝置，正支撐、正懸掛、深破碎腔。該 機最大給料粒度為340mm，排料調(diào)整在30～100mm之間，生產(chǎn)能力為10～40t／h。
北京礦冶研究總院林運亮等 人與上海多靈－沃森機械設(shè)備有限公司合作開發(fā)了PED低矮可拆式顎式破碎機。該機是一 種適于井下作業(yè)特殊條件下的新型顎式破碎機。機械本身高度低，動顎位置低，固定顎位于 動顎和偏心軸之間。
多靈－沃森機械設(shè)備有限公司的戎吉華高級工程師集多年實踐經(jīng)驗， 設(shè)計了目前國內(nèi)最大的1200×1500顎式破碎機。
顎式破碎機經(jīng)100多年的實踐和不斷改進，其結(jié)構(gòu)已日臻完善。我國自50年代仿制顎式破碎機以來，結(jié)構(gòu)近50年的摸索和研究，設(shè)計資料更加完善，設(shè)計方法更加先進，結(jié)構(gòu)更加合理，產(chǎn)品性內(nèi)更加優(yōu)良。由于它具有結(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(yīng)用于工業(yè)各部門。
2.顎式破碎機的現(xiàn)狀及發(fā)展
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。在沒有合格的天然砂子和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，而腭式破碎機的結(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(yīng)用。而工程上應(yīng)用最廣泛的是腭式破碎機，國產(chǎn)的腭式破碎機數(shù)量最多的也是腭式破碎機。
腭式破碎機結(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，我過對腭式的研究和產(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)備有限公司率先對鄂式破碎機進行了重大的改進，即通過降低動腭的懸掛高度，改善動腭的運動軌跡，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。
腭式破碎機主要是由兩塊鄂板（活動腭板和固定腭板）組成?；顒与癜鍖潭癜逯芷谛缘耐鶑?fù)運動，時而靠近，時而分開，由此使裝在二腭板間的石塊受到擠壓、劈裂和彎曲作用而破碎。腭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)格的簡擺腭式破碎機生產(chǎn)效率高20%—30%）。腭式破碎機適
合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、細碎設(shè)備，起破碎比較大，可達 。隨著機械工業(yè)的進步，近年來，腭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腭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
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6000th。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。細碎方面新機型更多些。總的來看,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)用最廣泛的就是腭式破碎機。傳統(tǒng)的腭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,給礦不均勻引起腭板磨損不均勻等。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;改進了動腭懸掛方式和襯板的支承方式,改善了破碎機性能;腭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,如雙腔雙動腭式破碎機,其破碎比可達 ,排料口調(diào)節(jié)方便,產(chǎn)量大;腭式破碎機,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%。還有篩分腭式破碎機,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。
3.（1）顎式破碎機結(jié)構(gòu)組成：
鄂破的結(jié)構(gòu)主要有機架、偏心軸、大皮帶輪、飛輪、動顎、側(cè)護板、肘板、肘板后座、調(diào)隙螺桿、復(fù)位彈簧、固定顎板與活動顎板等組成，其中肘板還起到保險作用。
（2）性能特點：
穩(wěn)定性好 可靠性高
動顎總成采用高質(zhì)量的鑄鋼件構(gòu)成，重型偏心軸亦采用鍛坯進行加工，這一切均使得顎式破碎機具有超凡的穩(wěn)定性。較其它同樣規(guī)格破碎機,我們采用更大更耐用的偏心軸軸承，使其具有更高的承載能力，確保其可靠性。
工藝先進 使用壽命長
采用世界級的制造工藝，運用先進的數(shù)字化部件加工設(shè)備，確保機器部件的精密度；選用最高端的制作材料，極大的增強了其抗壓性、耐磨性，大大延長了機器使用壽命。
結(jié)構(gòu)簡單 維修方便
經(jīng)過不斷的改進優(yōu)化，在保證機器的性能提高的同時，機器結(jié)構(gòu)也得以簡化。整個機器更容易操作，維修更加的方便，停機維修時間大大的縮短。
產(chǎn)能大 粒型好
采用先進破碎原理，使產(chǎn)品中立方體所占比例明顯提高，針片狀石子減少粒級更均勻。
4.顎式破碎機工作原理
PE-1200х1600（輕）顎式破碎機 初始技術(shù)參數(shù)
進料口尺寸：1200x1600 （mm）
最大給料粒度：1100 （mm）
出料粒度：300-400 （mm）
處理能力：400-800 (t/h)
電機參考功率：132 (kw)
鄂式破碎機工作時，活動鄂板對固定鄂板作周期性的往復(fù)運動，時而靠近，時而離開。當靠近時，物料在兩鄂板間受到擠壓、劈裂、沖擊而被破碎；當離開時，已被破碎的物料靠重力作用而從排料口排出。
在將巨大石塊破碎成小石塊的過程中，第一道破碎機通常為“主”破碎機。歷史最長，也最堅固的破碎機是顎式破碎機。為顎式破碎機喂料時，物料從頂部入口倒入含有顎齒的破碎室，顎齒以巨大力量將物料頂向室壁，將之破碎成更小的石塊。支持顎齒運動的是一根偏心住，此偏心軸貫穿機身構(gòu)架。偏心運動通常由固定在軸兩端的飛輪所產(chǎn)生。飛輪和偏心支持軸承經(jīng)常采用球面滾子軸承，軸承的工作環(huán)境極為苛刻。軸承必須承受巨大的沖擊載荷，磨蝕性污水和高溫。盡管此工作環(huán)境極為苛刻，顎式破碎機仍需非常可靠的工作
采用雙軸或單軸低速轉(zhuǎn)動，利用刀盤對物料進行切、割、撕、拉。直連渦輪蝸桿減速電機，直接安裝在粉碎機主動軸上，通過齒輪變速傳至從動軸，使主動軸的動刀與殼體上的靜止刀盤形成相對運動。主動軸上的螺旋齒刀盤交錯排列，使物料進入后，同時受到擠、撕、剪的作用，從而使物料得到破碎。
利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將長的易拉罐攪撕折斷，高速旋轉(zhuǎn)(約1000轉(zhuǎn)／分鐘)的主軸上串聯(lián)著多片圓鋼板，圓板聯(lián)著主軸旋轉(zhuǎn)。圓板四周都裝有4~6個用錳鋼鑄成的小形齒輪。小齒輪在自己的小軸上自由地轉(zhuǎn)動。長而亂成團的金屬屑從頂口進入機內(nèi)，被高速轉(zhuǎn)動的鋼板上齒輪絞動，撕打成小碎塊，由底部的篩孔流出篩孔大小可根據(jù)易拉罐要求的斷碎顆粒大小而選定。
二、本課題的目的（重點及擬解決的關(guān)鍵問題）
本次畢業(yè)設(shè)計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全面訓練，目的在于鞏固和擴大學生在校所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學生獨立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計，使學生掌握顎式破碎機總體參數(shù)的確定，各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等內(nèi)容，將課程中所學到的知識應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計中去。 為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
（1） 設(shè)計任務(wù)：
① 顎式破碎機的發(fā)展狀況
② 顎式破碎機的總體結(jié)構(gòu)
③ 偏心軸轉(zhuǎn)數(shù)的計算
④ 生產(chǎn)率的計算
⑤ 電動機功率的計算
⑥ 破碎力的計算
（2） 顎式破碎機零部件的設(shè)計和計算
① 偏心軸的強度計算
② 帶傳動的設(shè)計
③ 肘板的強度校核
（3） 顎式破碎機主要參數(shù)即結(jié)構(gòu)尺寸的確定
① 主要任務(wù)：學生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成一項給定的設(shè)計任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計說明書，并正確繪制機械與工程圖紙，獨立撰寫一分畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。
② 知識要求：學生在畢業(yè)設(shè)計工作中，應(yīng)綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學習、鉆研與實踐，深化理論認識、擴展知識領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學生應(yīng)學會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學生掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計，學生應(yīng)掌握正確的設(shè)計思想；培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風；在工程設(shè)計中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀與全局觀。
⑤ 設(shè)計成果要求：
凡給定的設(shè)計內(nèi)容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。
1） 對設(shè)計的全部內(nèi)容，包括設(shè)計計算、機械構(gòu)造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設(shè)計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等也有一定了解。
2） 說明書、計算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計計算步驟正確，數(shù)學計算準確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標準，且清潔整齊。
3） 對國內(nèi)顎式破碎機情況有一般的了解，對各種破碎機有一定的分析、比較能力。
（4）初始技術(shù)參數(shù)
進料口尺寸：1200х1600 （mm）
最大給料粒度：1100 （mm）
出料粒度：300-400 （mm）
處理能力：400-800 (t/h)
電機參考功率：132 (kw)
其他各項應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。
四、總體安排和進度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
起迄日期 工作內(nèi)容
熟悉整理資料
方案選擇及總體設(shè)計
繪制總圖
零部件的設(shè)計和計算
繪制部件工裝配圖紙
繪制零件圖紙
準備論文及答辯
五、主要參考文獻
[1]郭年琴 郭 昴 顎式破碎機現(xiàn)代設(shè)計方法 北京 冶金工業(yè)出版社 2012.1
[2] 郎寶賢 郎世平 破碎機 北京 冶金工業(yè)出版社 2008.1
[3] 郎寶賢 郎世平 破碎機設(shè)計與檢修 北京 機械工業(yè)出版社
[4] 郎寶賢 顎式破碎機的發(fā)展與現(xiàn)狀 礦山機械 2004.01
[5] 劉兵吉 郭年琴 復(fù)擺式顎式破碎機的三位模型圖設(shè)計 江西冶金 2002.22
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
學院意見：
院長簽名： 日期：
學院蓋章
題
目
PE-1200х1600顎式破碎機的設(shè)計
目錄
第1章 緒論··················································································1
1.1引言·························································································1
1.2復(fù)擺顎式破碎機的特點 ··································································2
1.3國內(nèi)外顎式破碎機的發(fā)展及現(xiàn)狀·························································4
第2章 總體設(shè)計············································································8
2.1復(fù)擺鄂式破碎機的基本結(jié)構(gòu)····························································· 8
2.2復(fù)擺鄂式破碎機的工作原理···························································· 10
第3章 主要參數(shù)的確定·································································12
3.1已知參數(shù)··················································································12
3.2部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定·····································································12
3.3工作參數(shù)的確定··········································································15
3.4電動機的選擇·············································································16
3.5四連桿機構(gòu)各桿長度的確定·····························································17
3.6破碎力的計算············································································ 17
3.7各部件受力分析···········································································18
第4章 傳動裝置的設(shè)計·································································20
4.1帶輪的設(shè)計················································································20
4.2飛輪的設(shè)計··············································································· 24
4.3偏心軸的設(shè)計·············································································26
4.4軸承的選擇與校核········································································29
4.5鍵的校核···················································································31
4.6軸承座的設(shè)計·············································································32
4.7配重的選擇················································································32
4.8外形尺寸的設(shè)計···········································································33
第5章 各基本構(gòu)件的設(shè)計······························································36
5.1動鄂的設(shè)計···············································································36
5.2齒板的設(shè)計················································································39
5.3推力板的設(shè)計·············································································40
5.4調(diào)整裝置的設(shè)計···········································································42
5.5破碎腔型的設(shè)計···········································································44
5.6機架的設(shè)計···············································································45
第6章 復(fù)擺鄂式破碎機的安裝························································48
6.1破碎機的安裝·············································································48
6.2機架的安裝···············································································48
6.3偏心軸和機架的安裝·····································································49
6.4肘板的安裝···············································································49
6.5動鄂的安裝···············································································49
6.6齒板的安裝···············································································50
第7章 顎式破碎機的磨損······························································51
7.1齒板的磨損分析··········································································51
7.2顎板磨損機制·············································································52
7.3顎板材質(zhì)的選擇··········································································53
第8章 破碎機出口揚塵的解決和噪聲防治········································54
8.1破碎機出口揚塵的解決··································································54
8.2破碎機的噪聲危害及防治途徑···························································55
第9章 顎式破碎機的使用·····························································56
9.1顎式破碎機的操作········································································56
9.2顎式破碎機的維護與保養(yǎng)·······························································57
總結(jié)···························································································59
鳴謝···························································································60
參考文獻·····················································································61
設(shè)計項目
計算與說明
結(jié)果
第1章 緒論
1.1 引言
凡是外力將大顆粒物料變成小顆粒物料的過程稱為破碎，破碎所使用的機械為破碎機。物料碎磨得目的是：增加物料的比表面積；制備混凝土骨料與人造沙；使礦石中有用成分解離；為原料的下一步加工作準備或便于使用。
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、細碎, 而且還要磨礦。因為磨礦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6000t/h。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。
顎式破碎機是一種最古老的破碎機，第一臺顎式破碎機是有美國人E.W.Blake發(fā)明的。但由于它的結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，處理物體范圍大，很適宜破碎硬的物料，因此顎式破碎機在冶金，煤炭，化工，建材等工礦企業(yè)中被廣泛的應(yīng)用，但是其破碎比小，破碎后的物料粒度不均勻，它是間歇工作，有空轉(zhuǎn)行程，但是對于物料的粗碎和中碎，卻是一種比較好的方法，所以在工礦企業(yè)中仍然被廣泛的應(yīng)用。但是，復(fù)擺顎式破碎機也有它的缺點：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;雙腔回轉(zhuǎn)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)格的顎式破碎機高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。
破碎機出口揚塵非常嚴重，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，面對市場、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)擺顎式破碎機的設(shè)計，讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù)，提高生產(chǎn)效率。
1.2 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)擺顎式破碎機的動顎，是直接懸掛在偏心軸上的顎，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(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，生產(chǎn)效率較高等優(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。復(fù)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。
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(fù)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。
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。
使用顎式破碎機時，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。
1.3 國內(nèi)外顎式破碎機的發(fā)展及現(xiàn)狀
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6000t/h。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)用最廣泛的就是顎式破碎機。
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)該機有叫負支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。
美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式顎式破碎機。其傳動角大約70度以上。它的最大特點是低矮，最適于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個規(guī)格的這種破碎機，其中最大為9001200 顎式破碎機。
國內(nèi)山西某煤礦引進德國 WB8/26 顎式破碎機。該機置于皮帶機上方，借助曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動動顎壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。
20世紀80年代以來,我國顎式破碎機的研制工作與改進工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機專家王宏勛教授和他的學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)出GXPE系列深腔顎式破碎機,當時在國內(nèi)引起了一定程度的轟動。該機與同種規(guī)格的破碎機相比,在相同工況條件下,處理能力可提高,齒板壽命可提高1~2倍。該機采用負支撐零懸掛,具有雙曲面腔型。
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務(wù)之急
第2章 總體設(shè)計
2.1 復(fù)擺顎式破碎機的基本結(jié)構(gòu)
本次畢業(yè)設(shè)計的復(fù)擺顎式破碎機主要由機架、動顎、偏心軸、顎板、襯板等零部件組成。電動機通過三角皮帶傳動偏心軸，使動顎按照已調(diào)整好的軌跡運動，從而將破碎腔內(nèi)的物料予以破碎。
復(fù)擺顎式破碎機的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，其主要部件
為：
圖2-1
1-定顎 2-進料口 3-動顎 4-軸板 5-軸板墊 6-調(diào)整座 7-復(fù)位彈簧 8-調(diào)整楔塊 9-飛輪 10-偏心軸 11-機架 12-軸承端蓋 13-皮帶輪
（1）機架和支撐裝置 機架由兩個縱向側(cè)壁和兩個橫向側(cè)壁組成的剛性框架，機架在工作中承受很大的沖擊載荷，要求具有足夠的強度和剛度，中小型一般用鑄鐵整體鑄造，大于的顎式破碎機可采用組合型機架形式。隨著焊接工藝的發(fā)展，機架也逐步采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。
破碎機的支撐裝置主要用于支撐偏心軸和懸掛軸，使他們固定在機架上，支撐裝置采用滾動軸承，這不僅可減小摩擦損失，且維修簡單，具有潤滑條件好和不易漏油等優(yōu)點。
（2）破碎部件 破碎部件是動顎和定顎，兩者有顎床和襯板組成，動顎直接承受物料的破碎力，要有足夠的強度，且要求輕便，以減少往復(fù)擺動時所引起的慣性力。因此，動顎應(yīng)用優(yōu)質(zhì)破碎鋼鑄成，大型的破碎機一般用鑄鐵鑄成空心的箱形體，小型的則做成肋條結(jié)構(gòu)。襯板是用螺栓固定在板床表面上，期間常墊有塑形材料，以保持襯板與顎床緊密結(jié)合。為了有效地破碎物料，襯板的表面常鑄成波浪形和三角形。襯板通常下部磨損較快，為了延長使用壽命，做成上下對稱，下部磨損后可調(diào)換使用。
（3）傳動機構(gòu) 偏心軸是顎式破碎機的主軸，是帶動連桿或動顎做往復(fù)運動的主要部件，通常采用合金鋼制造。懸掛軸采用合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。偏心軸的偏心部分懸掛連桿，其兩端分別裝有飛輪和膠帶輪，膠帶輪初起傳動作用外還兼飛輪的作用。主軸的動力通過連桿，推力板傳遞給活動顎板，推力板是連接連桿，動顎，和機架的中間連接機構(gòu)，他起著傳遞連桿作用力的作用，推力板工作時承受壓力作用，通常用鑄鐵鑄成整體的。
（4）拉緊裝置 有拉桿、彈簧及調(diào)節(jié)螺母等零件組成。拉桿的一端鉸接在動顎底部的耳環(huán)上，另一端穿過機架壁，用彈簧及螺母張緊。
（5）調(diào)節(jié)裝置 為了得到所需要的產(chǎn)品粒度，顎式破碎機都有出料口調(diào)整裝置，大、中型破碎機出料口寬度是有使用不同長度的推力板來調(diào)整的；通過在機架后壁與頂座之間墊上不同厚度的墊片來補償顎板的磨損。小型的破碎機通常采用楔鐵調(diào)整法。
（6）保險裝置 為保護活動顎板，機架，偏心軸等大型貴重部件免受損壞，一般設(shè)有安全裝置。當破碎機負荷過大時，推力板或其螺栓斷裂，活動顎板停止擺動。
（7）潤滑裝置 顎式破碎機的偏心軸通常采用潤滑集中循環(huán)潤滑。懸掛軸和推力板的支撐面通常采用潤滑脂用手動潤滑油槍供油。
2.2 復(fù)擺顎式破碎機的工作原理
本次的設(shè)計是典型的復(fù)擺顎式破碎機。顎式破碎機是典型的曲柄搖桿機構(gòu)，其機構(gòu)簡圖如圖2-2所示：
圖2-2 復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)簡圖
圖2-2四桿機構(gòu)中AB曲柄為破碎機偏心軸，BD 連桿為破碎機動顎，CD搖桿為破碎機肘板，EF為破碎機定顎。
由圖2-2可計算出復(fù)擺顎式破碎機的自由度為
該破碎機的工作原理是：用速度波動較小帶傳動把扭矩傳遞到偏心軸AB，偏心軸AB在帶輪的驅(qū)動下周期性的轉(zhuǎn)動，偏心軸AB通過一個大強度的圓柱轉(zhuǎn)子軸承頂著動顎BD相對定顎EF做周期性往復(fù)運動。當動顎BD向左擺動時，位于動顎BD和定顎EF之間的物料在超過了其抗壓強度的壓力下被破碎，而破碎機的高速運轉(zhuǎn)為多次破碎提供了條件；當動顎BD擺離定顎EF時，已破碎的物料在重力的作用下經(jīng)顎腔下部的出料口自由卸出，喂入進料口的物料也隨之下落至破碎腔內(nèi)，粉碎和卸料交替進行。
物料在經(jīng)過多次破碎和料層的一系列變化后被極大的細化，為了保證破碎機不會因物料擠壓而被頂死，在偏心軸的兩端各安裝了一個大帶輪，以及一個具有相當大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪，它可以隨時儲存能量，在負載較大時會自動釋放，保證了破碎機工作的平穩(wěn)性。此外，可通過調(diào)整動顎后的楔鐵來改變破碎機排料口的尺寸，以及出料口的擺幅，從而得到我們所需要的產(chǎn)品顆粒。通過變頻調(diào)速器我們可以隨意調(diào)節(jié)以至得到我們想要得轉(zhuǎn)速，來達到我們的生產(chǎn)效率。
第3章 主要參數(shù)的確定
3.1.已知參數(shù)
1、進料口尺寸：1200×1600mm；
2、最大進料粒度：1100mm；
3、處理能力：400-800t/h；
4 出料粒度：300-400mm；
5 電機功率：132kw；
3.2.部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
此設(shè)計方案的成功與否，其關(guān)鍵在于四連桿機構(gòu)的形式，應(yīng)對顎式破碎機的四連桿機構(gòu)進行優(yōu)化處理，使各桿件的匹配更加合理，獲得最佳特性，從而達到提高生產(chǎn)能力，降低下端特性值的目的。
1、 破碎比i
2、 排料口寬度e
設(shè)計任務(wù)書所給參數(shù)為：進料口寬度，進料口長度。
選
3 嚙角
破碎機動顎板和固定顎板之間的夾角叫嚙角，嚙角是設(shè)計破碎機的一個主要參數(shù)，嚙角與破碎腔高度、生產(chǎn)率都成反比。從提高生產(chǎn)率觀點，希望有較小的嚙角。從降低破碎腔高度觀點，希望有較大的嚙角。設(shè)計破碎腔力求高度小而生產(chǎn)率高，從而兩者發(fā)生矛盾，這就需要找到一個最佳的設(shè)計方案。
對普通的破碎腔嚙角進行分析，如圖示1-1所示。顎板上的壓碎力和的作用方向垂直于顎板表面，而摩擦力和則平行于顎板表面，為顎板與物料間的摩擦系數(shù)，忽略自重，并把它看作為分離體，則物料不上滑的條件為：
（1-1）
解式（1-1），并經(jīng)簡化和整理得：
（1-2）
將(為摩擦角)代入式（1-2），經(jīng)簡化得：
（1-3）
顎式破碎機的嚙角一般在范圍內(nèi)。正確地選擇嚙角對于提高破碎機的破碎效率具有很大的意義，減小嚙角，可使破碎機的生產(chǎn)率增加，但會引起破碎比的減少；增大嚙角，雖可增加破碎比，但同時又減少生產(chǎn)率。因此，選擇嚙角時，應(yīng)該全面考慮。在這里取
圖1-1 嚙角示意及物料受力分析
4 破碎腔高度H
破碎腔的高度越高破碎時間就越長，相應(yīng)的物料的破碎就越徹底。在嚙角一定的情況下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定，通常，破碎腔的高度由下式確定，即
選
5 動鄂行程
動鄂水平行程對破碎機生產(chǎn)功率和破碎力都有影響。排料口水平行程較小時，會降低生產(chǎn)率，但又不能太大，否則，在排料口處的物料，由于過壓實現(xiàn)象而使破碎力急劇增大，導(dǎo)致過載而機件損壞。
動鄂下部的擺動行程不得大于排礦口寬度的倍，即：，根據(jù)經(jīng)驗公式,中小型破碎機：，大型破碎機：取
6 偏心距
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)圖的方法確定。通常，對于簡擺顎式破碎機，,對于復(fù)擺式顎碎機，。（建材機械工程手冊 武漢工業(yè)大學出版社 P15）
取。
7 連桿長度與動鄂長度
在曲柄搖桿機構(gòu)中，當曲柄做等速回轉(zhuǎn)時，搖桿來回擺動的速度不同，具有急回運動的特征。連桿越短，即/值越大，這種不對稱現(xiàn)象就越顯著。曲柄（偏心軸）的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時間而定，因此連桿的長度不宜過短。通常，對于大型復(fù)擺顎式破碎機,
選
選
8 動鄂軸承中心距給礦口平面的高度h
為了保證在破碎腔的上部產(chǎn)生足夠的破碎力來破碎大塊礦石，因而在給礦口處，動顎必須有一定的擺動行程，為此，動顎的軸承中心距給礦口平面的高度：對于復(fù)擺顎式破碎機，h≤0.1L,式中L為動顎長度。（新型破碎機設(shè)計實用手冊 北方工業(yè)出版社 P1182）
選
9 推力板長度K
當動顎的擺動行程s和偏心距r確定以后，在選取推力板長度時，復(fù)擺顎式破碎機的推力板長度可參考下式：
，取
3.3 工作參數(shù)的確定
1 主軸轉(zhuǎn)速計算
顎式破碎機的偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動顎往復(fù)擺動一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。當動顎后退時，破碎后的物料應(yīng)在重力作用下全部卸出，而后動顎立即返回，轉(zhuǎn)速過高或過低都會使生產(chǎn)能力不能達到最大值。所以，使破碎機獲得最高生產(chǎn)率的偏心軸轉(zhuǎn)速n為：
實際上，動顎在空轉(zhuǎn)行程的初期，物料因彈性形變?nèi)蕴幱趬壕o狀態(tài)，不能立即下落，故偏心軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)比上式的值低，選
2 破碎機生產(chǎn)率計算
生產(chǎn)率是指在一定的給料粒度和排料粒度條件下，單位時間內(nèi)破碎機所處理物料量（Kg/h或m3/h）。
取
3.4 電動機的選擇
電機的選擇一般是由用途、主要性能以及結(jié)構(gòu)特點來決定的。因選用的是破碎機的電機，該電機應(yīng)適用于灰塵多、土揚水濺的場合。查閱了《機械手冊》后選用了Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機。
Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機效率高，耗電少，性能好，噪音低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便，為B級絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內(nèi)部。
顎式破碎機需要的功率，可按體積假說或破碎物料時所需要的破碎力來推算。設(shè)破碎機工作時整個顎腔內(nèi)充滿物料，且沿顎腔長度L方向成平行圓柱排列。
破碎機功率：
式中 L——顎口的長度（m）
H——顎腔的高度（m）
r——偏心軸的偏心距（m）
n——偏心軸轉(zhuǎn)速（）
所以實際配用電機功率選。查找手冊選用了型號為Y355M2-8的三相異步電動機,各項技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示：
電動機
型號
額定功率KW
滿載轉(zhuǎn)數(shù) r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
Y355M2-8
132
740
1.3
2.0
3.5 四連桿機構(gòu)各桿長度的確定
已知偏心距即，連桿長度即，推力板長度即搖桿行程，搖桿行程ψ取7°，行程速比系數(shù)K取1.018，機架位置角γ取125°，如圖3-1。通過曲柄搖桿機構(gòu)設(shè)計軟件可得出：
四連桿機構(gòu)圖
以上所求結(jié)果均符合要求，因此可以選取作為復(fù)擺顎式破碎機的四連桿機構(gòu)標準。
3.6 破碎力計算
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其合力大小，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，再通過理論推導(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確度，因而具有較大的應(yīng)用價值。因此，作用在動鄂上的最大破碎力可按下式計算：
式中：
——襯板單位面積上的平均壓力，一般取
——破碎腔的長度和高度（單位：cm）
最大破碎力都是垂直作用于固定顎和動顎上，其作用點的位置根據(jù)試驗測定，復(fù)擺顎式破碎機的最大破碎力多發(fā)生在破碎腔高度的0.35～0.65處。
3.7 各部件受力分析
復(fù)擺顎式破碎機的受力示意圖3-3所示：
由圖可以得出下列關(guān)系式：
式中
。
圖3-3復(fù)擺顎式破碎機各部件受力的圖解法
鄂式破碎機在工作過程中，破碎機的工作過程是比較復(fù)雜的。但一般是動鄂零件開始向下逐漸增大，到動鄂懸掛中心以下占動鄂長的2/3處（復(fù)擺），為最大，再像下逐漸減到末端為零。所以
可得：
第4章 傳動裝置的設(shè)計
4.1 帶輪的設(shè)計
顎式破碎機在工作時，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的傳動較大。兩傳動軸間距離要求甚遠。其工作環(huán)境惡劣。對傳動系數(shù)折磨損較大，所以在本設(shè)計中選用帶傳動方式。其優(yōu)點是：傳動帶具有彈性，能對破碎機工作是產(chǎn)生的沖擊進行一定程度的吸收，使傳動平穩(wěn)，保護電機；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過載保護能力?？稍煊谥行木噍^大的傳動。帶傳動的結(jié)構(gòu)簡單、制造、安裝精度要求不高，使用維護方便，因此在本次設(shè)計中我依然采用的是帶傳動。
已知電動機為Y355M2-8，額定功率P=132Kw，轉(zhuǎn)速=740r/min，破碎機的轉(zhuǎn)速為=180r/min。
1、確定計算功率
計算功率是根據(jù)傳遞功率P和帶的工作條件而確定的，
式中：
——計算功率，kw；
——工作情況系數(shù)，見表8-7《機械設(shè)計》；
——所傳遞的額定功率，如電動機的額定功率或名義的負載功率，KW。
查表得工礦系數(shù)
2、選定普通V帶帶型
根據(jù)和，
確定帶型為：D型。
3、計算傳動比
式中：
n1——小帶輪轉(zhuǎn)速；
n2——大帶輪轉(zhuǎn)速。
4、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v
1）初選小帶輪基準直徑
在帶傳動需要傳遞的功率給定的條件下，減小帶輪直徑，會增大帶傳動的有效拉力，從而導(dǎo)致V帶根數(shù)的增加。這樣不僅增大了帶輪的寬度，而且也增大了載荷在V帶之間分配的不均勻性。另外，帶輪直徑的減小，增加了帶的彎曲應(yīng)力。為了避免彎曲應(yīng)力過大，小帶輪的基準直徑就不能過小。一般情況下，應(yīng)保證。
根據(jù)V帶的帶型，參考《機械設(shè)計》表8-6和表8-8確定小帶輪的基準直徑=355。
2）驗算帶速v
在范圍內(nèi)
故帶速合適。
3）計算大帶輪基準直徑
取
5、確定V帶的中心距a和基準長度
1）初定中心距
中心距大，可以增加帶輪的包角，減少單位時間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命，但過大則降低穩(wěn)定性，增大尺寸，過小則有相反的利弊，一般初選為：
初步確定中心距為。
2）計算帶所需的基準長度
查表選取基準長度：
3）計算實際中心距
6.小帶輪包角
小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使
因此，主動輪上的包角合適
7.計算帶的根數(shù)z
1)單根帶的額定功率
根據(jù)和，查表通過差值法得：D型帶 。
考慮傳動比的影響，額定功率的增量，查表并通過插值法計算得：
2）確定V帶的根數(shù)
查表得：
查表得：
因一般不超過8根，取。
8.單根V帶的預(yù)緊力
由表查得
9. 計算壓軸力
10.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
大帶輪和小帶輪直徑分別為1800mm和355mm，厚度均為265mm，其直徑均大于300mm，因此采用輪輻式結(jié)構(gòu)。小帶輪孔徑由電動機軸直徑確定為80mm；大帶輪孔徑取170mm。大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用孔板式。
大帶輪的工作圖如圖4-1所示：
圖4-1 大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖
4.2 飛輪的設(shè)計
顎式破碎機是一種間歇工作的機械，工作行程破碎物料而空行程只是克服機構(gòu)中的有害阻力，因而造成了機器轉(zhuǎn)動速度的波動及電動機的負荷不均勻。為使破碎機工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速波動小，電動機負荷均勻，在偏心軸的兩端裝上了飛輪?？招谐痰臅r候它儲存能量，而工作行程時，飛輪放出能量。
大三角帶輪即是傳動件也是飛輪，所以現(xiàn)在我們設(shè)計的是偏心軸另一端的飛輪。
設(shè)破碎機在空行程期間內(nèi)的功率消耗為，在壓碎物料期間內(nèi)的功率消耗為。電動機額定功率為 ，并且。
在期間，多余的功率使飛輪角速度從增加到；在期間，功率不足，使飛輪角速度從減少到，同時飛輪放出能量，增加破碎物料的有效功率，提高破碎機的破碎效率。由此，可得能量平衡方程式：
或
式中——飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 （）；
——飛輪平均角速度 （ ）；
——速度不均悉數(shù)， 。
飛輪儲存的能量為：
考慮摩擦損失的機械效率為：
代入公式后，得飛輪所需要的轉(zhuǎn)動慣量：
機械效率，取值為0.85。對于復(fù)擺破碎機， 。對大型破碎機，取=0.03～0.05，此處取0.04。角速度根據(jù)實驗轉(zhuǎn)速n求得，，而且已知。將這些數(shù)據(jù)代入公式求得：
飛輪的外徑應(yīng)與大帶輪的外徑相當，選取飛輪的外徑為D=1800mm，選取飛輪的內(nèi)徑為d=170mm，則飛輪的質(zhì)量m為：
則飛輪的寬度B為：
飛輪的具體幾何尺寸，參考了普通飛輪的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并將之簡化，在保證了飛輪可以正常工作的前提下，盡量減輕飛輪的質(zhì)量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，盡量使之整體化和減少加工費用。與普通的飛輪的設(shè)計不同的是，這個飛輪可以通過加配重的方式，來進行轉(zhuǎn)動慣量的調(diào)節(jié)。
4.3 偏心軸的設(shè)計
顎式破碎機的偏心軸是一個傳遞扭矩，且兩軸承支承間為偏心結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸。對于它的可靠性設(shè)計。實際上就是根據(jù)預(yù)先擬定的結(jié)構(gòu)方案，確定一組直徑，使之既滿足強 度，剛度要求，又能滿足可靠性要求，而且重量輕和經(jīng)濟效益最好，發(fā)求得技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理。
1、偏心軸的材料選用45號鋼
2、軸傳遞的功率
查表的V帶的傳動效率為0.92～0.97現(xiàn)η=0.95
軸傳遞的功率為：
3、偏心軸的轉(zhuǎn)速為160r/min
4、初步確定軸的最小直徑
(參考：機械設(shè)計)
式中：
A0：與軸材料有關(guān)的系數(shù)其值可查表15-3取A0=125
P：軸傳遞的功率
n：軸的轉(zhuǎn)速
考慮到軸上鍵槽會消弱軸的強度，若為單鍵，則應(yīng)將上述計算值增大5%左右；若為雙鍵，應(yīng)將上述計算值增大10%左右。該設(shè)計軸為單鍵所以將上述計算的增大5%，得
最小直徑段的軸與帶輪相配合，帶輪孔徑為170mm>121.01mm符合要求，因此選取軸的最小直徑170mm。
5、 確定軸的各段尺寸
圖4-2 偏心軸
由圖4-2的基本結(jié)構(gòu)初步確定軸的尺寸由圖可知其軸承安裝在L3，L4,L6，L7上，軸承與其直接配合，所以知其尺寸由軸承決定;從左到右把偏心軸分為九段
D1=170mm L1=360mm
D2=180mm L2=25mm
L3為傾斜面此處安裝軸承,選取和此處的軸承有關(guān)，查取《滾動軸承應(yīng)用手冊》選擇調(diào)心滾子軸承
軸承型號為23244C
d=220mm D=400mm B=144mm
故L3=144mm D3=220mm
L4段安裝動顎軸承
此段選取軸承型號為23256C
d=280mm D=500mm B=176mm
故L4>176mm，取L4=250mm,D4=280mm
D5=300mm L5=600mm
初步設(shè)定軸為對稱的所以右端和左端一樣
偏心軸總長L
5.偏心軸的強度校核
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，軸上其實零件傳遞的栽荷相對來說就顯提微不足道了，所以計算時即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，分別用F1，F(xiàn)2來表示；機架軸承要當于兩個支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別用R1，R2來表示；機架軸承載荷的作用點與動顎軸承載荷作用點間的距離用L表示。偏心軸的載荷受力分析如圖4-3所示，并作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖4-4。
圖4-3 軸受力示意圖
圖4-4 上為彎矩圖，下為扭矩圖
從軸的受力示意圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出動顎軸承中心所在截面為危險截面，計算出此截面處的彎矩M和扭矩T,按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度。
支反力
F1=F2=-545000N，R1=R2=545000N
總彎矩
M=107365000N﹒mm
扭矩
T=6827586.21N﹒mm
軸的計算應(yīng)力公式
軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6
查《機械設(shè)計》表15-4得，代入數(shù)據(jù)得，
，選取軸的材料為45號鋼調(diào)制處理，查《機械設(shè)計》表15-1得。
<[σ-1],故安全。
4.4軸承的選擇與校核
1、選擇軸承
由軸徑和設(shè)計要求試選用23244C和23252C調(diào)心滾子軸承，查GB/T286—1964得,軸承的性能參數(shù)為:23244C： ,，極限轉(zhuǎn)速為(脂潤滑)，內(nèi)徑為220mm,外徑400mm,寬度為144mm；23256C：，，極限轉(zhuǎn)速為(脂潤滑)，內(nèi)徑為280mm,外徑500mm,寬度為176mm。
4.4.2求徑向載荷
Fr1=161.35KN
Fr2=161.35KN
4.4.3計算軸承的軸向力
在本機的設(shè)計中，軸承在理論上是不受軸向力的，但實際應(yīng)有力的作用，但很小，忽略不計；
4.4.4求軸承的當量動載荷
一般計算公式為
式中：
X、Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)
對于只受純徑向載荷的軸承的當量動載荷:
查表13-6（機械設(shè)計）得：
fp=1.8～3.0 取fp =2.0
代入上式可求得
P1=322.7KN
P2=322.7KN
4.4.5計算軸承的壽命
由公式： (機械設(shè)計
此為滾子軸承，式中
滿足預(yù)期壽命。
4.5 鍵的校核
根據(jù)d=170mm從表6-1中查取鍵的截面尺寸：寬度b=32mm，高度h=18mm,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=200mm（比輪轂寬度小些）。
T——傳遞的轉(zhuǎn)矩（),；
K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度；
l——鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵l=L-b,平頭平鍵
l=L,這里L為鍵的公稱長度；mm；b為鍵的寬
度，mm。
D——軸的直徑，mm。
—鍵，軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa。
鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。鍵的工作長度l=L-b=200-32=168mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=9mm。
（機械設(shè)計 P106）
代入數(shù)據(jù)求得
滿足所需要求。
鍵的標記為32×200 GB/T 1096-2003
4.6 軸承座的設(shè)計
在本次設(shè)計中，因為結(jié)構(gòu)的要求，采用了整體設(shè)計,將軸承座做成一個可裝軸承的空心階梯軸型結(jié)構(gòu),將和機體連接的部分做成法蘭,軸承用端蓋進行定位和約束,由于做的是一對,而且選用的是調(diào)心滾子軸承,對同心度的要求較高。具體的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示：
圖4-3 軸承座的設(shè)計
4.7 配重的選擇
與普通飛輪的設(shè)計不同的是，這個飛輪通過加配重的方式進行轉(zhuǎn)動慣量的調(diào)節(jié)。由于理論和實際應(yīng)用之間是有差別的，而且所需轉(zhuǎn)動慣量的因素很多，如瞬時過載等，通過理論計算得到的數(shù)值會存在一定偏差，所以考慮在設(shè)備外加一個可調(diào)因素是必要的。
由于偏心軸的存在，如果不在飛輪上加配重，勢必會引起機器的振動，如果震動過度，甚至會引起重大安全事故的發(fā)生，因此，必須要在帶輪和飛輪上適當?shù)奈恢眉优渲匾詼p小振動。
配重的大小及固定位置應(yīng)參考機械原理中關(guān)于動平衡的介紹選取。
動平衡的原理為：質(zhì)量分布在不同的回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，它的不平衡都可以認為是在兩個任意選取的回轉(zhuǎn)面內(nèi)各有一個不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的，為達到完全平衡，必須分別在上述兩個回轉(zhuǎn)面內(nèi)各加上適當?shù)钠胶赓|(zhì)量。在本設(shè)計中，偏心軸所轉(zhuǎn)動引起的不平衡可以用帶輪和飛輪上的配重加以平衡。所用的公式為：
上式中，質(zhì)分別為所選的兩回轉(zhuǎn)面內(nèi)所加的配重，為它們的質(zhì)心對應(yīng)的回轉(zhuǎn)半徑；分別為兩回轉(zhuǎn)面內(nèi)原來的不平衡質(zhì)量，r、r'為它們對應(yīng)的回轉(zhuǎn)半徑，再由帶輪和飛輪的尺寸為配重選擇一個合適的回轉(zhuǎn)半徑，由此可以固定所加配重的質(zhì)量。解得所加配重大小為，由于帶輪和飛輪均為輪輻式結(jié)構(gòu)，故將配重裝于輪緣側(cè)面，用螺栓固定或鑄造出然后加工。具體尺寸見飛輪和帶輪。
4.8 外形尺寸的設(shè)計
整體外形尺寸的設(shè)計要參考四桿機構(gòu)和動顎的尺寸等前面所得到的計算結(jié)果進行確定，由前面的計算得知，外形尺寸初步確定如下：
圖4-4 整體尺寸確定簡圖
上圖中：
A:機架的前后長度2870
B：整體寬度2720
C：整機高度2980
D：軸承中心到地面的定位尺寸2055
E：機架高度2000
F：軸承中心到機架前端的定位尺寸2050
G：機架厚度300
H：定顎厚度 150
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