摘 要由于顎式破 碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、 維護(hù)方便、工作可靠等特點(diǎn)。所以 ，世界各國(guó)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(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)。 根據(jù)要求我 設(shè)計(jì)了復(fù)擺顎式破碎機(jī)，其工作 原理是：工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過皮帶 輪帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，使動(dòng)顎周期地靠近 、離開定顎，從而對(duì)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(jì)內(nèi)容主 要包括了復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎 、偏心軸、皮帶輪、動(dòng)顎齒板等一 些重要部件；另外對(duì)顎式破碎機(jī)的工 作原理及特點(diǎn)和主要部件作了介紹；同時(shí)對(duì)機(jī)器參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等）作了計(jì)算。 關(guān)鍵詞：復(fù)擺顎式 破碎機(jī)；偏心軸；動(dòng)顎Abstract Due to the jaw crusher is simple in structure, easy to manufacture, convenient maintenance work reliable. So, the world in metallurgy, chemical industry, buildi ng 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 request I 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 dynamic jaw, 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 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 前 言 . 1 第一章 緒論 3 §1.1 顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)介 .§1.2 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)的特點(diǎn) §1.3 礦石的破碎及力學(xué)性能 .§1.4 破碎工藝 . 10 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 11 §2.1 設(shè)計(jì)條件 . 11 §2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 11 §2.3 設(shè)計(jì)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(jì)算 15 §4.1 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)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(jì)算 . 20 第五章 主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算與選擇 28 §5.1 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算與選擇 28 §5.2 皮帶及帶輪的設(shè)計(jì) . 32 §5.3 偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 37 §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(yǔ) . 50 參考文獻(xiàn) . 51 致 謝 52 前 言 本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)復(fù)擺式顎式破 碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與 計(jì)算，并對(duì)復(fù) 擺式顎式破碎機(jī)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(jī)屬于礦山機(jī)械的選礦機(jī)械部分，它在國(guó)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(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 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(jī)。如何使破碎機(jī)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(jì)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(jī)方面的知識(shí)，在此基礎(chǔ)對(duì)顎式破碎機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 各種不同型 號(hào)的顎式破碎機(jī)雖經(jīng)長(zhǎng)期不斷改 進(jìn)，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(jī)的技術(shù)性能主要取決于主參數(shù)的確定，機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì) 中，我根據(jù)自己掌握的知識(shí)以及和同學(xué) 的討論，主要對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)， 傳動(dòng)系統(tǒng)部件作了計(jì)算。為了清楚起 見，在必要的地方配有插圖。 1 在設(shè)計(jì)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(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)說明書中一定有不少的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師和讀者提出寶貴的意見，給予批評(píng)指正! 2012 年 5 月 2 第一章 緒論§1.1 顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)介 顎式破碎機(jī)經(jīng)過 100 多年的實(shí)踐和不斷的改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)已日臻完善。它具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，工作可靠，制造容易， 維修方便等特點(diǎn)。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(duì)堅(jiān) 硬和中堅(jiān)硬礦石進(jìn)行粗碎和中碎。在其 它工業(yè)中有時(shí)也用來作細(xì)碎用。 在顎式破碎機(jī)中物料的破碎是在兩塊顎板之間進(jìn)行的?？蓜?dòng)顎板繞懸掛心軸對(duì)固定顎板做周期性擺動(dòng)，如圖 1-1，圖 1-2 所示。當(dāng)動(dòng)顎板靠近固定顎板時(shí)，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(dòng)顎板離開定顎板時(shí)，已破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出到下個(gè)工藝環(huán)節(jié)。 目前，顎式破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的有兩種型式: 動(dòng)顎作簡(jiǎn)單擺動(dòng)的曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)（圖 1-1a）和動(dòng)顎作復(fù)雜擺動(dòng)的曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)（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(dá) 10.隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，復(fù)3 擺式顎式顎式破碎機(jī)已向大型化方向發(fā)展。 顎式破碎機(jī)的規(guī)格用給礦口寬度 B 和長(zhǎng)度 L 來表示。例如，給礦口寬度 900mm，長(zhǎng)度 1200mm 的破碎機(jī)表示為：900mmx1200mm 顎式破碎機(jī)。根據(jù)給礦口的寬度 B 和長(zhǎng)度 L 的大小，顎式破碎機(jī)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(jī)。 顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(hù)簡(jiǎn)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(jī)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(qiáng)度才 200MPa，需要很大的擺動(dòng)體，增加非生產(chǎn)能 量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時(shí) ，容易堵塞出料口。由于工作時(shí) 產(chǎn)生很大的慣性力，機(jī)體擺動(dòng) 大，工作不平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)及噪音較大 。因此須安裝在比機(jī)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(jī)還應(yīng)安裝在埋設(shè)于基礎(chǔ)上的鋼梁上 顎式破碎 機(jī)的最大裝料塊度應(yīng)比裝料口 寬度小 15~20%，即給 料4 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(jī)破碎堅(jiān)硬而光滑的大礫石時(shí) ，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(jī)時(shí)，必須注意由于機(jī)器是在工作條件惡劣的情況下運(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)并維修被磨損的零部件，這是提高機(jī)器作業(yè)的重要措施。 a—簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī) b—復(fù)擺式顎式破碎機(jī) 圖 1-1 5 a—簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī) b—復(fù)擺式顎式破碎機(jī) 圖 1-2 §1.2 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)的特點(diǎn) 顎式破碎機(jī)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)的機(jī)構(gòu)屬于四桿機(jī)構(gòu)中曲 柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，曲柄為主動(dòng)件。 復(fù)擺 顎式破 碎機(jī)的動(dòng) 顎是直 接懸掛在 偏心 軸上的 ，是曲柄 連桿機(jī)構(gòu)，沒有單 獨(dú)的連桿。由于動(dòng)顎是偏心直接帶動(dòng)， 所以活動(dòng)顎板可同時(shí)做垂直和水 平的復(fù)雜擺動(dòng)，顎板上各點(diǎn)的擺動(dòng)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(dòng)顎的水平行程則6 由下往上越 來越大的變化著，因此對(duì)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(shí)針方向，動(dòng)顎 上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都有利于促進(jìn) 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(jī)和簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)相比較，復(fù) 擺顎式破碎機(jī)的機(jī)器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對(duì)軸承） ，生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高 20%—30%）等優(yōu)點(diǎn)。但復(fù)擺顎式破碎機(jī)的顎板垂直行程大，石料對(duì)顎板的磨削作用嚴(yán)重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時(shí)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(jī) 。國(guó)產(chǎn)的顎式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是復(fù)擺顎式破碎機(jī)。 顎板包括活動(dòng)顎板和固定顎板，各與顎床組成活動(dòng) 顎和固定顎。顎板用楔形鐵塊和螺栓固 定在顎床表面，保護(hù)顎床不受磨損。固定顎的顎床就是機(jī)架，活動(dòng)顎的顎床懸掛在偏心軸上，由于它直接 承受對(duì)石料的擠壓作用，所以必需有做 夠的強(qiáng)度和剛度，活動(dòng)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(qiáng)烈摩擦，因此要求用高強(qiáng)度且耐磨的材料制造。 7 §1.3 礦石的破碎及力學(xué)性能 機(jī)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(huì)發(fā)生破裂、機(jī)械破碎礦石有以下幾種方法： （1）壓碎 將礦石置于兩個(gè)破碎表面之 間，施加壓力后礦石因壓力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度限而破碎（圖 1-3a） 。 （2）劈裂 用一個(gè)平面和一個(gè)帶尖棱的 工作表面擠壓礦石時(shí)，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(dá)到礦石的抗拉強(qiáng)度限 （圖 1-3b） 。 （3）折斷 用兩個(gè)帶有多個(gè)尖棱的工作 表面擠壓礦石時(shí)，礦石就像受集中載荷 的兩支點(diǎn)或多支點(diǎn)梁。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲 應(yīng)力達(dá)到彎曲強(qiáng)度限時(shí)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 （4）磨碎 礦石與運(yùn)動(dòng)的工作表面之間 受一定壓力和剪切力時(shí)，礦石內(nèi)的剪切應(yīng)力達(dá)到其剪切強(qiáng)度極限時(shí)，礦石即被粉碎（圖 1-3d） 。 （ 5) 沖 擊 破 碎 礦 石 受 高 速 回 轉(zhuǎn) 機(jī)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(shí)際上任何 一種破碎機(jī)都不是以某一種形式 進(jìn)行破碎的，一般都是兩種和兩種 以上的形式聯(lián)合進(jìn)行破碎。由于顎式破 碎機(jī)的破碎工作表面是兩塊相互 交錯(cuò)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(jī)兩工 作面沿表面方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位移加大而 加強(qiáng)磨碎作業(yè)時(shí)，由于磨碎的效 率低、能量消耗大、機(jī)件磨損嚴(yán)重，將 會(huì)降低破碎機(jī)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(jiān)硬礦石、中等堅(jiān)硬礦石 和軟礦石。礦石的抗壓強(qiáng)度最大 ，抗彎強(qiáng)度次之、抗拉強(qiáng)度最小。對(duì)堅(jiān) 硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的 破碎方法為宜；對(duì)粘性礦石采用壓碎和 磨碎方法為宜；對(duì)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(jī)可用于破碎各種性能的礦石，對(duì)于堅(jiān)硬礦石有更高的破碎效果。 9 §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(jìn)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(tái)破碎機(jī) 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(tái)破碎機(jī)達(dá)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(tái)破碎機(jī)串聯(lián)進(jìn)行分 段破碎。總破碎比等于各段破碎 比的乘積、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機(jī)的破碎 能力，不使小塊礦石進(jìn)入破碎機(jī) 反復(fù)進(jìn)行破碎，因此將破碎與篩分有機(jī) 結(jié)合，構(gòu)成合理的破碎工藝流程。 10 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 §2.1 設(shè)計(jì)條件 1. 電動(dòng)機(jī)功率：15KW ，額定轉(zhuǎn)速：1500r/min； 2. 最大進(jìn)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(duì)堅(jiān)硬或中硬礦石進(jìn)行中碎或細(xì)碎； §2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與決策； 2. 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成套圖紙與設(shè)計(jì)說明書。 §2.3 設(shè)計(jì)要求 一、工作實(shí)效性 1.能較好地破碎各種礦物與巖石，并達(dá)到所要求的粒度； 11 2.錯(cuò)誤操作有保險(xiǎn)裝置。 二、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性 1.機(jī)械傳動(dòng)平穩(wěn)、支承零件有足夠的剛度、無明顯振動(dòng)； 2.主要零件不易損壞。 三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減輕自重，減少制造成本，系列化； 2.采用較高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)、減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)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(yùn)貨。 3.盡量減少各種振動(dòng)沖擊。 五、設(shè)計(jì)規(guī)范性 1.符合破碎機(jī)規(guī)定的國(guó)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 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(jī) 的主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架、偏心軸、 動(dòng)顎板、定顎板、肘板 共四個(gè)機(jī)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(dòng)螺釘、鎖緊裝置。 圖 3-1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意 3.2 工作原理 13 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，它是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件，即原動(dòng)件，其余構(gòu)件都是從動(dòng)件。如圖 3-2 所示當(dāng)帶輪和偏心軸 2 繞軸線 A 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)顎 3 做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而將礦石壓碎。 圖 3-2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 顎式破碎機(jī) 由動(dòng)顎板、定顎板、偏心軸及推 力板組成。動(dòng)顎板上部與偏心軸相 連,下部由推力板支撐。偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí),動(dòng)顎板不僅對(duì)定顎板作往復(fù)擺動(dòng),同時(shí)還沿定顎板有很大幅度的上下運(yùn)動(dòng)。動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 2 所示。動(dòng)顎板上部的運(yùn)動(dòng)軌跡接近 圓形,越向下水平運(yùn)動(dòng)幅度越小,運(yùn)動(dòng)軌跡也越呈橢圓形。 14 第四章 參數(shù)的選擇和計(jì)算 §4.1 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn) 電動(dòng)機(jī)通過 小帶輪及三角帶，將運(yùn)動(dòng)傳給大 帶輪，從而帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)顎 上部?jī)?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(jī)架上 的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機(jī) 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(jī)工作時(shí) 主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)。動(dòng)顎的下部由 推力板支撐，推力板的另一端支 撐在與機(jī)架的后壁相連的楔鐵調(diào)整機(jī)構(gòu) 上，可在由機(jī)架側(cè)壁上兩凸臺(tái)構(gòu) 成的滑道中滑動(dòng)。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺 寸時(shí)，只要調(diào)整在楔鐵上的螺栓，使楔鐵上下滑動(dòng)，帶輪調(diào)整座在滑道中前后移動(dòng)即可完成，有的機(jī)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(jī)運(yùn)動(dòng)的可靠性和經(jīng)濟(jì) 性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須正確的15 確定它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計(jì)算零件強(qiáng)度的基礎(chǔ)。 §4.2.1 給礦口與排礦口的尺寸 我國(guó)生產(chǎn)的顎式破碎機(jī)，給礦口的長(zhǎng)度約為寬度的 1.25～1.6 倍，對(duì)于中小型破碎機(jī)則取 L=（ 1.5～1.6）B，而在 小型破碎機(jī)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(jì)數(shù)據(jù)中 L∕B=5，由此可知所設(shè)計(jì)的破碎機(jī)為小型號(hào)的復(fù)擺式顎式破碎機(jī)。對(duì) 于 復(fù) 擺 式 顎 式 破 碎 機(jī) ， 排 礦 口 的 最 小 寬 度7 10 7 10取 e ??20 mm e ：§4.2.2 鉗角 破碎機(jī)的動(dòng) 顎與固定顎之間的夾角稱之為鉗 角。當(dāng)物料破碎時(shí)，必須使物料塊 既不向上滑動(dòng)，也不會(huì)從給礦口中跳出 來。為此，鉗角 ??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 ??角，應(yīng)當(dāng)分析當(dāng)物料被顎板擠壓時(shí)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(shí)，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 1 1 1 1e??d ??s ??( ~ ) B ??( ~ ) ?150 ??21.4mm ~ 15mm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(shí)的平衡條件為： fP2 ??fP1 c o s ??P1 s i n水平分力的總和等于零： P2 ??P1 cos ???2 ffP1 sin????0 聯(lián)解以上兩式可得： tan??? 1 ??f 2圖 4－1 物料塊受力分析 令 ??表示摩擦角，則 ftan ???tan??故 tan??? 1??tan 2 ? ，即 tan ??? ?tan 2???17 ??????2???由上式可知 ，為了使顎式破碎機(jī)正常的進(jìn)行 破碎工作，鉗角 ??應(yīng)初選為 ????20 ? 。該小于摩擦角的 2 倍。不然礦石就會(huì)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 ? 0.2 （或 ??? 11 ）因此，在生產(chǎn)實(shí)際 中，顎式破碎機(jī)的鉗角多取為 17 ? ~ 24 ? 范圍內(nèi)，鉗角不應(yīng)大于 20 ? ~ 22 ?。簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)不應(yīng)大于 20 ? ~ 24 ?，對(duì)于復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)，本次設(shè)計(jì)中取 ??= 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(dòng)顎擺動(dòng)行程和偏心距 動(dòng)顎擺動(dòng)行程 s 是破碎機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在理論上，動(dòng)顎擺動(dòng)行程應(yīng)按物料達(dá)到破壞時(shí)所需之壓縮量來確定。然而由于破碎板的變形，及其與機(jī)架 間存在的間隙等因素的影響，實(shí)際選取 的動(dòng)顎擺動(dòng)行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。 18 ?由于物料在 破碎腔由上向下逐漸變小，所以 只要?jiǎng)宇€上部擺動(dòng)行程能夠滿足破 碎物料需要的壓縮量就可以。根據(jù)實(shí)驗(yàn) ，破碎腔的上部擺動(dòng)行程，應(yīng)大于 0.01D max。 對(duì)于復(fù)雜擺 動(dòng)顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎擺動(dòng)行程受 到排礦口寬度的限制。因?yàn)閯?dòng)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(dòng)顎下部的動(dòng)顎擺動(dòng)行程不得大于排礦口寬度的 0.3～0.4 倍。 實(shí)際上，動(dòng) 顎擺動(dòng)行程是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的。 通常對(duì)于大型顎式破 碎機(jī)：s=25～45mm；中小型破碎機(jī)：s=12～20mm。 動(dòng)顎的動(dòng)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(jī)構(gòu)尺寸利 用畫機(jī)構(gòu)圖的方法來確定。通常，對(duì)于 復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)： s ? ?1.33r ；對(duì)于簡(jiǎn)單式顎式破碎機(jī)： s ? ?r 。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎機(jī)上部擺動(dòng)行程應(yīng)大于 0.01Ds ? 0.01Dmax ??0.01 ?125mm ??1.25mm 破碎機(jī)下部擺動(dòng)行程小于（0.3～0.4）B max 。 s ? (0.3～0.4)B =45 mm ～60 mm 實(shí)際上對(duì)于中小型破碎機(jī)：s=12～20mm，取 s ??14mm19 對(duì)于復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)： s ??（2～2.2）r 2§4.3 主要參數(shù)的計(jì)算 4.3.1 動(dòng)顎的擺動(dòng)次數(shù)（偏心軸的轉(zhuǎn)速） 選擇動(dòng)顎的 擺動(dòng)次數(shù)時(shí)，不僅要使機(jī)器的生 產(chǎn)率高，而且還要使 機(jī)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(zhǎng)擺動(dòng)幅度不大，故假定動(dòng)顎為平移運(yùn)動(dòng)，嚙角 ??不變；2）不考慮礦石與肘板間 的摩擦力對(duì)排礦的影響，動(dòng)顎離開固定 顎時(shí)，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(shí)必須滿 足的條件，即活動(dòng)顎板在離開的時(shí)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)L胯下端點(diǎn)水平行程．a(chǎn)L 為排料口的平均嚙角。ABB1 A 1 為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體， ABB2 A2 為排料棱柱體，破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 n 是根據(jù)征一個(gè)運(yùn)動(dòng)循 環(huán)的排料時(shí)間 內(nèi)．壓縮破碎 棱柱體的上層 面 AA1 按自 由落體下落20 s取 r? ?????7mm s至破碎腔外的高度 h 算確定的。 當(dāng)排料過程對(duì)應(yīng)的曲 柄轉(zhuǎn)角不小于 180°時(shí) ，此時(shí)經(jīng)試驗(yàn)認(rèn)為排料時(shí)間按主軸半徑計(jì)算比較符合實(shí)際情況。設(shè) n 為動(dòng)顎每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)，則動(dòng)顎一次單項(xiàng)擺動(dòng)的時(shí)間為： 式中: t= 12 ×圖 4-2 料后處排料示意圖 n nt—?jiǎng)宇€一次單項(xiàng)擺動(dòng)的時(shí)間，s； n—?jiǎng)宇€每分鐘擺動(dòng)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(shí)間： 21 60 30=由于 h=gt112gt 2 / 2 , 令 =t，則可求得理論上的生產(chǎn)能力最高的動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)為： 30n =2hg式中：h—破碎物料落下的高度 G—重力加速度，g=980tan acm / s 2 。 式中： s—?jiǎng)宇€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(jiǎn)化可知： s 1.4取 n=340 r / min r / min ??339r / min 4.3.2 生產(chǎn)能力 顎 式破 碎機(jī) 的生 產(chǎn)能 力是 指機(jī) 器單 位 時(shí)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(jī)的 生產(chǎn)能力是以動(dòng)顎擺動(dòng)一次，22 2h1sh=tan??????????tan20?n??665 ??665從破碎腔中排出一個(gè)松散的棱柱體的物料為計(jì)算依據(jù)。 圖 4-3 根據(jù)圖 4-3，動(dòng)顎擺動(dòng)一次，排出的棱柱體斷面積為： 2 2 tan a棱柱體長(zhǎng)度即為破碎腔的長(zhǎng)度 L,故棱柱體體積為： 2tana若動(dòng)顎每分鐘擺動(dòng) n 次，則破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為： 2tana式中 ， 23 e ??(e ??s) 2e ??s sF????????????h ?????????（2e ??s）V??FL ??????????Ls 30 nLs（2e ??s）Q??60nVu p ?????????????????up （4—1） Q ---生產(chǎn)能力（t/h） ； n ---主軸轉(zhuǎn)速( r / min ) ； L ---破碎腔長(zhǎng)度 ( m ) ； e---公稱排料口尺寸( m ) ； s--動(dòng)顎下端點(diǎn)水平行程( m ) ； u ---松散 系數(shù)，取 0.25～0.6， 對(duì)于中、小型機(jī)一般取較高值 u=0.5～0.6； p---破碎物 料的密度( t/m3 ),根據(jù)破碎礦石的密度，一般取 p=1.6 。 按式（4—1） 取 u=0.5,又 L=750mm，n=340r/min Q ? tan20=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(diǎn)位 置、大小，是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。由于破碎力分布以及合力大小、24 30 ??340 ??0.75 ??0.014 ?（2 ? ?0.02 ??0.014） ??0.5 ??1.6 ?作用點(diǎn)位置 具有隨機(jī)性，用理論分析的方法 將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，通過大量實(shí) 測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，再經(jīng)過理論推 導(dǎo)，建立實(shí)驗(yàn)分析計(jì)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(jì)算準(zhǔn)確度。 滿載破碎時(shí)破碎力的最大峰值稱為最大破碎力： Fmax ?0.043( B ??b)tan a ?Bk （4-2） 式中， Fmax ---最大破碎力（ N ） ； ?B ---抗壓強(qiáng)度（ N / cm 2 ） ； a ??20?k ---有效破碎系數(shù)，對(duì)中小型機(jī)一般取k ??0.38 ~ 0.42k ??0.34 ~ 0.48 ， 當(dāng) 時(shí)，取 ，一般嚙角減小時(shí)取最小值。 按式（4-2） ，取 k=0.4， ? B=150mpa=15000 N/cm ,則 F max ? 0.034(15 - 3) ??75tan20? ?15000 ??0.4 ??504KN 當(dāng)計(jì)算破 碎力零件強(qiáng)度時(shí)， 考慮沖擊載荷的影響 ，應(yīng)將 Fmax大 50%，故破碎機(jī)的計(jì)算破碎力為： 增P ?1.5F max??757 KN25 24.3.4 各個(gè)部件的受力分析 計(jì)算顎式破碎機(jī)的各個(gè)零件以前，必須先求得作用在各個(gè)部ppjsjs件的外力。計(jì)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(gè)部件上的計(jì)算載荷。圖 4-4 復(fù)擺顎式破碎機(jī)各部件受力圖解 PsPk??Pjs??Pjsb ??abab（4—3） （4—4） z ??2 P k cos ? （4—5） 式中： Ps ---作用在動(dòng)顎軸承上的外力 26 P