PE250×400復(fù)擺鄂式破碎機(jī)設(shè)計(jì)【PE250×400復(fù)擺顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)】【說明書+CAD】
PE250×400復(fù)擺鄂式破碎機(jī)設(shè)計(jì)【PE250×400復(fù)擺顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)】【說明書+CAD】,PE250×,400復(fù)擺顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì),說明書+CAD,PE250×,400復(fù)擺鄂式破碎機(jī)設(shè)計(jì)【PE250×,400復(fù)擺顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)】【說明書+CAD】,pe250,復(fù)擺,破碎,設(shè)計(jì),顎式破碎機(jī),說明書,仿單
河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
前言
破碎機(jī)一般都用于礦山行業(yè)。破碎機(jī)是指排料中粒度大于三毫米的含量占總排料量50％以上的粉碎機(jī)械。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細(xì)碎。
常用的破碎機(jī)械有顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)等幾種。
本論文顎式破碎機(jī)的選型設(shè)計(jì)作一番介紹，并在最后針對(duì)實(shí)際的一個(gè)設(shè)計(jì)題目，進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并得出了一個(gè)顎式破碎機(jī)PE250X400的設(shè)計(jì)模型。
1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
破碎是大塊物料變成小塊物料的過程，這個(gè)過程是用外力(人力、機(jī)械力、電力、化學(xué)能、原子能或其它方法等)施加于待破碎的物料上，克服物料間的內(nèi)聚力使大塊物料分裂成若干小塊。破碎機(jī)廣泛用于選礦、建筑材料、冶金、交通建設(shè)、城市建設(shè)和環(huán)保等工業(yè)中。在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。
1.1 設(shè)計(jì)條件
1．最大進(jìn)料粒度210mm；
2. 進(jìn)料口尺寸250×400;
3．排料口調(diào)整范圍 20-60mm；
4．生產(chǎn)能力8-16t／h；
5. 小批量生產(chǎn)
1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容
1．對(duì)傳動(dòng)部分主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核計(jì)算；
2. 成套圖紙與設(shè)計(jì)說明書；
1.3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵
1．進(jìn)行合理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
2．形成最佳的設(shè)計(jì)方案；
3．符合人機(jī)工程的外觀造型。
1.4 設(shè)計(jì)要求
1．安裝安全罩，防止人體或異物夾入運(yùn)動(dòng)部位，主要機(jī)械部位有過載保險(xiǎn)裝置，做到人機(jī)安全；
2．能較好地破碎各種礦石，調(diào)整裝置應(yīng)能達(dá)到規(guī)定的調(diào)整范圍；
3. 結(jié)構(gòu)簡單，易于折裝, 運(yùn)貨;
4.零件系列化，并且無特殊加工的零部件，以減少制造成本;
5．機(jī)械整體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，支承零件有足夠的剛度，軸承潤滑良好，能輕快、靈活地運(yùn)轉(zhuǎn)；
6．盡量減少粉塵飛揚(yáng)，降低噪聲，無漏油現(xiàn)象。
2 破碎理論概述
2.1物料破碎
2.1.1物料破碎概述
從礦山開采出來的礦石稱為原礦。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之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在之間，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(dá)到規(guī)定的要求、破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于產(chǎn)品的作業(yè)，小于粒度的產(chǎn)品是通過磨碎作業(yè)完成的。
2.1.2物料破碎原理
帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，他是運(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。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1-3 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖
圖1-4 復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
最終破碎粒度是根據(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。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則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為：
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。各種破碎機(jī)的破碎比范圍見表1-1?？梢姡言V破碎到需要的粒度，必須將若干臺(tái)破碎機(jī)串連進(jìn)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(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。
表1-1 各類破碎機(jī)的破碎比
破碎機(jī)型式
流程類型
破碎比范圍
顎式破碎機(jī)的旋回破碎機(jī)
開路
35
標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)
開路
35
標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)（中型）
閉路
48
短圓錐破碎機(jī)
開路
36
短圓錐破碎機(jī)
閉路
48
2.3 破碎目的和方法
2.3.1 破碎的目的
（1）制備工業(yè)礦石
大塊石料經(jīng)破碎篩分后，可得到不同要求粒度的碎石。這些碎石可制備成水泥。它們?cè)诮ㄖ⑺姷刃袠I(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
礦石有單金屬礦和多金屬礦，并且原礦多為較低的礦石。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，是有破碎產(chǎn)品提供的。例如在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團(tuán)廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎是產(chǎn)品達(dá)到要求的粒度和粉末狀態(tài)。
2.3.2 破碎的方法
當(dāng)外力如擠壓、沖擊、摩擦和劈等機(jī)械力作用在物料上，克服了物料本身的內(nèi)聚力時(shí)，物料從大塊變成小塊，這就是物料的破碎。
物料的破碎方法主要有以下幾種：
（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應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限而被破碎。(圖2-2a)
（2）劈裂
礦石受兩個(gè)楔狀物體的劈力作用被破碎。這種方法對(duì)礦石的破碎是最有利的。(圖2-2b)
（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)，礦石就象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)度極限時(shí)礦石被折斷。(圖2-2c)
（4）磨碎
礦石與運(yùn)動(dòng)丁作表面之間受到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)，礦石粉碎。(圖2-2d)
（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2-2e)由于破碎力是瞬間作用
的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗大，但錘頭磨損嚴(yán)重。
圖2－2礦石的粉碎方法
a）擠壓 b）劈裂 c）折斷 d）磨碎 e）沖擊
2.3.3 破碎比
衡量單臺(tái)破碎機(jī)的破碎效果還可用破碎比表示。破碎比即破碎前原料粒度與破碎后產(chǎn)品粒度之比。它表示破碎物料經(jīng)破碎后減小的程度。
破碎比有如下幾種計(jì)算方法：
（1）破碎比用破碎前物料最大平均直徑與破碎后產(chǎn)品最小平均直徑之比計(jì)算。
物料平均直徑是指物料長、寬 、后的平均值。
（2）用間接表示破碎比，即破碎機(jī)給料口有效寬度和公稱排料口尺寸之比
式中 ---破碎機(jī)的給料口寬度 (mm)；
---破碎機(jī)的開邊制公稱排料口寬度(mm)。
破碎比還可以用該破碎機(jī)允許的最大給料寬度與公稱排料口寬度之比表示。
（3)用破碎前后各種粒度混合物料的等值粒度之比來計(jì)算破碎比。
2.3.4破碎流程
圖2—3典型破碎篩分流程
1－棒條篩 2－旋回破碎機(jī) 3、5－振動(dòng)篩
4－中碎機(jī) 6－細(xì)碎機(jī) 7－料倉
8－球磨機(jī)
原礦先進(jìn)入棒條篩1進(jìn)行預(yù)先篩分，這樣可以把原礦細(xì)粒級(jí)分出、從而減輕破碎機(jī)負(fù)荷。篩分物料進(jìn)入旋回破碎機(jī)2經(jīng)破碎后，所得產(chǎn)品與1號(hào)篩下物料都落到振動(dòng)篩3上，經(jīng)篩分后，篩上物料進(jìn)人中碎圓錐破碎機(jī)(簡稱中碎機(jī))、篩下物料落到振動(dòng)篩5上。從破碎機(jī)4排出的產(chǎn)用落到振動(dòng)篩5上。經(jīng)篩分后，篩上物料再進(jìn)入細(xì)碎圓錐破碎機(jī)(簡稱細(xì)碎機(jī))里。這樣，振動(dòng)篩5既是預(yù)先篩分又是檢查篩分，檢查篩分的作用，是對(duì)破碎機(jī)排料進(jìn)行篩分，其篩孔尺寸大致等于預(yù)先篩分篩孔尺寸。篩分不合格的物料進(jìn)入細(xì)碎機(jī)6．其產(chǎn)品返回到振動(dòng)篩5，而篩下合格品落入料倉7里、然后送人球磨機(jī)8。振動(dòng)篩5上的不合格物料再進(jìn)入細(xì)碎機(jī)6。
這個(gè)流程中、細(xì)碎機(jī)為閉路破碎，旋回與中碎機(jī)都是開路破碎。旋回破碎機(jī)為一段破碎(一次破碎)。中碎機(jī)為二段破碎(二次破碎)．細(xì)碎機(jī)為三段破碎(三次破碎)。整個(gè)流程也可稱為粗碎段、中碎段、細(xì)碎段及磨碎段。各破碎段給料和破碎產(chǎn)品的粒度范圍見表2—1。
表2－1 破碎段的劃分
表2—1的劃分方法于要適用于顎式、旋回、圓錐、輥式等破碎機(jī)。沖擊式和錘式破碎機(jī)能將1000mm的大塊物料，一次破碎至10一30mm以下。又如自磨機(jī)能將600mm大塊物料，一次破碎到0.044mm以下，即一臺(tái)機(jī)器能完成粗、中細(xì)碎或粗、中、細(xì)碎及磨碎的全部作業(yè)。
(3)礦石主要機(jī)械性能
礦石的機(jī)械性能對(duì)物料破碎效果、破碎機(jī)零部件的磨損．強(qiáng)度和選擇破碎方法等有重要意義。也是破碎機(jī)選型和設(shè)計(jì)的主要考慮因素。如國內(nèi)某選廠，企業(yè)引進(jìn)美國底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)時(shí)．沒能充分結(jié)合本廠辦“石很硬或礦石含泥量大，最后導(dǎo)致不能使用、不得不拆除這種破碎機(jī)。
2.4 破碎機(jī)的分類及工作原理
2.4.1 破碎機(jī)分類
(1) 按破碎機(jī)粒度分類
1) 粗碎破碎機(jī) 一般使1500～500mm的物料破碎到350～100mm；
2) 中碎破碎機(jī) 使350～100mm的物料破碎到140～40mm；
3) 細(xì)碎破碎機(jī) 使100～140mm的物料破碎到30～10mm；
(2) 按破碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理分類
常用的破碎機(jī)械有顎式破碎機(jī)反擊式破碎機(jī)，沖擊式破碎機(jī)，復(fù)合式破碎機(jī)，單段錘式破碎機(jī)，立式破碎機(jī)，旋回破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、雙輥式破碎機(jī)等幾種。
顎式破碎機(jī)
具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。雖已問世百余年，仍然被廣泛地采用。名義破碎比i=3～9。
圖2-4顎式破碎機(jī)工作原理圖
1-固定顎板，2-活動(dòng)顎板，3-偏心軸，4-肘板
顎式破碎機(jī)是以擠壓方式為主，兼有彎曲、沖擊和磨剝作用的破碎機(jī)械。
復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的工作原理如圖2-4所示。兩顎板間形成上大下小的破碎腔。
動(dòng)顎的上端與偏心軸配合，下端與肘板鉸接，肘板的另一端則與固定交點(diǎn)鉸
接。當(dāng)偏心軸回轉(zhuǎn)時(shí)，活動(dòng)顎板的上端作圓形軌跡的運(yùn)動(dòng)，下端與肘板鉸接
處作圓弧軌跡擺動(dòng)，中部則作由圓形到圓弧形逐漸過渡的各種橢圓和近似
于圓弧的封閉曲線運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)顎時(shí)而靠近固定顎板，時(shí)而又離開固定顎板。
兩顎板靠近時(shí)，將其間所夾之物料壓碎；離開時(shí)，破碎了的物料下落。給料
由破碎腔上部給入，破碎產(chǎn)品由下部間斷排出。這種破碎機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門。
到二十20世紀(jì)80年代，每小時(shí)破碎800噸物料的大型顎式破碎機(jī)的給料粒度已達(dá)1800毫米左右。常用的顎式破碎機(jī)有雙肘板的和單肘板的兩種。前者在工作時(shí)動(dòng)顎只作簡單的圓弧擺動(dòng)，故又稱簡單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)；后者在作圓弧擺動(dòng)的同時(shí)還作上下運(yùn)動(dòng)，故又稱復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。
單肘板式顎式破碎機(jī)動(dòng)顎板的上下運(yùn)動(dòng)有促進(jìn)排料的作用，而且其上部的水平行程大于下部，易于破碎大塊物料，故其破碎效率高于雙肘板式。它的缺點(diǎn)是顎板磨損較快，以及物料會(huì)有過粉碎現(xiàn)象而使能耗增高。為了保護(hù)機(jī)器的重要部件不因過載而受到損壞，常將形狀簡單、尺寸較小的肘板設(shè)計(jì)為薄弱環(huán)節(jié)，使它在機(jī)器超載時(shí)首先發(fā)生變形或斷裂。
另外，為滿足不同排料粒度的要求和補(bǔ)償顎板的磨損，還增設(shè)了排料口調(diào)整裝置，通常是在肘板座與后機(jī)架之間加放調(diào)整墊片或楔鐵。但為了避免因更換斷損零件而影響生產(chǎn)，也可采用液壓裝置來實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)和調(diào)整。有的顎式破碎機(jī)還直接采用液壓傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎板，以完成物料的破碎動(dòng)作。這兩類采用液壓傳動(dòng)裝置的顎式破碎機(jī)，常統(tǒng)稱為液壓顎式破碎機(jī)。
2.5破碎機(jī)工作效果和影響因素
2.5.1 破碎效果的評(píng)定
破碎作業(yè)都希望滿足以下要求：將所有大塊物料都破碎到要求的粒度；破
碎后的產(chǎn)品粒度不要過小于要求粒度，即不要過粉碎。
我國指導(dǎo)性技術(shù)文件規(guī)定,可采用破碎效率為主要指標(biāo)，細(xì)粒增量為輔助指標(biāo)，綜合評(píng)定破碎機(jī)的破碎效果。
破碎效率按下式計(jì)算：
式中
———破碎效率，有效數(shù)字取到小數(shù)點(diǎn)后第一位；
———入料中大于要求破碎粒度的的d的含量，%；
———入料中小于要求破碎粒度d的含量，%；
———排料中小于要求破碎粒度d 的含量，%。
細(xì)粒增量按下式計(jì)算：
式中
———細(xì)粒增量, %，有效數(shù)字取到小數(shù)點(diǎn)后第一位；
———排料中的細(xì)粒含量，%；
———入料中的細(xì)粒含量，%。
細(xì)粒粒度的下限規(guī)定為0mm；細(xì)粒粒度上限d規(guī)定如下：
對(duì)排料粒度大于和等于50mm 的粗碎，采用.13mm；對(duì)排料粒度小于50mm的中碎和細(xì)碎，采用0.5mm。
2.5.2 影響破碎效果的因素
1. 破碎機(jī)性能
不同的破碎機(jī)，其排料裝置結(jié)構(gòu)不同。如顎式破碎機(jī)的排料口是隨著動(dòng)顎的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變化的，齒輥破碎機(jī)的彈簧保護(hù)裝置可使排料口寬度改變，這樣將使產(chǎn)品塊度過大。此外，破碎機(jī)轉(zhuǎn)速過小、未設(shè)蓖條、破碎腔不合適以及齒板固定方式不好等，也會(huì)使破碎效率降低。不同的破碎方式，其破碎效率也不同。
2.給料性質(zhì)
主要指給料硬度、最大粒度、含矸量、水分及合其他硬物的情況。過硬、過大的物塊，會(huì)使齒輥破碎機(jī)的彈簧壓縮，排料間隙增大，從而產(chǎn)物中產(chǎn)生過大塊。
3. 操作管理
給料要均勻，不能過負(fù)荷；排料口要調(diào)節(jié)適當(dāng)，不可過大；要及時(shí)更換過渡磨損了的襯板和齒輥。否則，都會(huì)大大影響破碎效率。
物料的過粉碎不僅增加了機(jī)器的磨損和無益功的消耗，而且影響破碎產(chǎn)品質(zhì)量。造成過粉碎主要是物料與物料間的摩擦、物料與破碎部件間的摩擦以及已合格的破碎產(chǎn)品不能及時(shí)排出等原因。因此，要從這幾方面消除產(chǎn)生過粉碎的不利因素。
2.6顎式破碎機(jī)的分類
顎式破碎機(jī)出現(xiàn)于1858年。它雖然是一種古老的碎礦設(shè)備，但它由于具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，制造簡易，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以至今仍在冶金礦山、建筑材料、化工和鐵路等部門獲得廣泛應(yīng)用。
顎式破碎機(jī)在礦山、建材和基建部門主要用作粗碎機(jī)和中碎機(jī)。按照給料口的大小，分為大、中、小三種類型：給料口寬度大于600mm的為大型機(jī)；給料口寬度在300～600mm的為中型機(jī)；給料口寬度小于300mm的為小型機(jī)。
顎式破碎機(jī)的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎，垂直(或上端略外傾)固定在機(jī)體前壁上；另一是活動(dòng)顎板，位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔(工作腔)?；顒?dòng)顎板對(duì)著固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，時(shí)而分開，時(shí)而靠近。分開時(shí)，物料進(jìn)入破碎腔，成品從下部卸出；靠近時(shí)，使裝在兩塊顎板之間的物料受到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎。
圖2-5 顎式破碎機(jī)的主要類型
a)簡單擺動(dòng)式 b)復(fù)雜擺動(dòng)式
1一定顎 2一心軸 3一偏心軸 4一動(dòng)顎 5一連桿 6一推力板
顎式破碎機(jī)按照活動(dòng)顎板的擺動(dòng)的方式的不同，可以分為簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)、復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)和綜合擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)三種。
簡單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的工作示意圖見圖2-5a動(dòng)顎4懸掛在心軸2上，可做左右運(yùn)動(dòng)。偏心軸3旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿5做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)破碎和卸料。此種破碎機(jī)采用曲柄雙連桿機(jī)構(gòu)，雖然動(dòng)顎上受有很大的破碎反力，而其偏心軸和連桿卻受力不大，所以工業(yè)上多制成大型機(jī)和中型機(jī)，用來破碎堅(jiān)硬的物料。此外，這種破碎機(jī)工作的時(shí)候都是以心軸為中心的圓弧，圓弧半徑等于該點(diǎn)至軸心上的距離，上端圓弧小，下端圓弧大，破碎效率較低，其破碎比i=3～6。由于運(yùn)動(dòng)軌跡簡單，故稱為簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)。
簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)由電動(dòng)機(jī)用過V帶帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所用的電動(dòng)機(jī)有高壓和低壓兩種。工程上，這種破碎機(jī)多用做粗碎和中碎各種堅(jiān)硬的礦石。
簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊簡單：偏心軸等傳動(dòng)部件受力較??；由于動(dòng)顎垂直位移較小，加工時(shí)物料較少有過度破碎的現(xiàn)象，但動(dòng)顎顎板的磨損較小。
簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎的擺動(dòng)幅度上小下大，一般上部進(jìn)料口的水平位移與垂直位移只有下部出料口的1／2左右，不利于對(duì)已經(jīng)裝入物料塊的夾持與破碎，也不能夠?qū)ο虏砍浞止┝?，造成破碎腔下部盛料不足，降低了生產(chǎn)率。此外，由于下端擺動(dòng)幅度大，卸出的物料塊大小不均勻，造成質(zhì)量欠佳。
復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的工作示意圖見圖2-4b動(dòng)顎4上端直接懸掛在偏心軸3上，作為曲柄連桿結(jié)構(gòu)的連桿，由偏心軸的偏心直接驅(qū)動(dòng)，動(dòng)顎的下端鉸接著推力板6支撐到機(jī)架的后壁上。當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)顎上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是由懸掛點(diǎn)的圓周線(半徑等于偏心距)，逐漸向下變成橢圓形，愈向下部，橢圓形愈偏，直到下部與推力板連接點(diǎn)軌跡為圓弧線（圖2-6）。由于這種機(jī)械上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡比較復(fù)雜，故稱復(fù)雜擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)。
圖2-6 復(fù)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎各點(diǎn)軌跡
復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)工作時(shí),偏心軸作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此，對(duì)所裝入的物料塊有向下推并夾持的作用。在動(dòng)顎的整個(gè)往返擺動(dòng)過程中，頂部的水平擺動(dòng)約為下部出料口的1.5倍，而垂直擺幅則下部略大。就整個(gè)動(dòng)顎而言，垂直擺動(dòng)為水平擺動(dòng)的2—3倍。由于水平擺動(dòng)幅度上大下小，有利于對(duì)上部的的塊物料進(jìn)行破碎，并使整個(gè)破碎腔內(nèi)的物料受到的破碎力比較均勻。由于垂直擺動(dòng)幅度下大上小，有利于整塊動(dòng)顎作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，因此，對(duì)物料塊不但起到擠壓、劈裂、彎折作用，還能起碾搓作用，故可破碎一些稍微粘濕的物料。
復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)，由于偏心軸的負(fù)載大，一般都制成中型或小型機(jī)，目前也朝大型機(jī)的方向發(fā)展，在工程上適用于破碎中等硬度的石塊，作為中碎設(shè)備，破碎比較大，可達(dá)到10。
圖2-7 復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)
1—機(jī)架；2—可動(dòng)顎板；3—固定顎板；4、5—破碎齒板；
6—偏心傳動(dòng)軸；7—軸孔；8—飛輪；9—肘板；10—調(diào)節(jié)楔；
11—楔塊；12—水平拉桿；13—彈簧
圖2-7所示為復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。當(dāng)破碎機(jī)工作時(shí)，飛輪8帶動(dòng)偏心軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，由于其偏心作用，懸掛在它上邊的動(dòng)顎2在肘板9的制約下，相對(duì)于固定顎板往復(fù)地做一種復(fù)合擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)顎板2 靠近固定顎板3時(shí)，物料被破碎。在破碎過程中，當(dāng)動(dòng)顎被推向前方時(shí)，拉桿12末端的彈簧13受壓縮，因而可以幫助動(dòng)顎后退至原來位置。水平拉桿的作用還在于阻止動(dòng)顎往返運(yùn)動(dòng)時(shí)肘板9不致脫落。
復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)與簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)相比:
優(yōu)點(diǎn)：
1)質(zhì)量較輕、構(gòu)桿較少、結(jié)構(gòu)更緊湊：
2)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(dòng)顎下端強(qiáng)制性推出成品卸料，故生產(chǎn)率較高，比同規(guī)格的簡單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率高出20—30％;
3)物料在動(dòng)顎下部有較大的上下翻滾運(yùn)動(dòng)，容易呈立方體的形狀卸出,減少了像簡單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)產(chǎn)品中那樣的片狀成分，產(chǎn)品質(zhì)量較好。
缺點(diǎn)：由于這種破碎機(jī)的動(dòng)顎垂直擺動(dòng)幅度較大，物料對(duì)顎板的磨削作用嚴(yán)重，顎板磨損快，增大了能量消耗，加劇了物料的過度破碎，產(chǎn)生的粉塵也較多
2.7顎式破碎機(jī)使用范圍和主要參數(shù)
破碎機(jī)主要用于冶金、礦山、化工、水泥、建筑、耐火材料及陶瓷等工業(yè)部門作中碎和細(xì)碎各種中硬礦石和巖石用。破碎機(jī)最適宜于破碎抗壓強(qiáng)度不高于300MPa（兆帕）的各種軟硬礦石，被破碎物料的最大塊度不得大于技術(shù)參數(shù)表所規(guī)定。
表2-2 顎式破碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
規(guī)格型號(hào)
最大進(jìn)料粒度
(mm)
出料口調(diào)整范圍
(mm)
產(chǎn)量
(T/H)
電機(jī)功率
外形尺寸(mm)
(長×寬×高)
PEF150×250
125
10-40
1-3
5.5
720×700×856
PEF200×300
180
15-50
2-6
7.5
100×800×1025
PEF200×350
180
18-70
3-10
11
1100×900×1125
PEF-250×400C
210
20-80
4-14
15
1150×1075×1340
PEF-250×400B
210
25-60
5-20
15
1310×1118×1145
PEF-400×600
350
40-100
8-40
30
1700×1742×1530
PEF-500×750
425
50-100
30-90
55
1930×2062×1852
PEF-600×900
480
65-160
50-190
75
2792×3828×2525
PEF-900×1060
685
230-290
100-250
110
2958×4128×2659
PEF-150×750
120
10-40
8-30
15
1380×1658×1025
PEF-250×750
210
15-50
15-40
30
1420×1921×1528
PEF-250×1000
210
15-50
15-40
37
1550×1964×1380
2.8顎式破碎機(jī)的發(fā)展簡況
動(dòng)的顎式破碎近幾年來，隨著露天礦開采比重的增加，以及大型電鏟（挖掘機(jī)）、大型礦用汽車的采用，而露天礦運(yùn)往碎礦車間的礦石塊達(dá)到1.5－2.0米；同時(shí)，由于原礦石的品味日趨降低，要想保持選礦廠原有的生產(chǎn)能力，就得大大增加原礦石的開采量和碎礦量，因此顎式破碎機(jī)正在向大型的方向發(fā)展。目前，國外制造的最大規(guī)格的顎式破碎機(jī)是：3000×2100毫米（簡擺），給礦塊度為1800毫米，生產(chǎn)能力為1100噸/臺(tái)時(shí)；2100×1670毫米（復(fù)擺），排礦口為355毫米時(shí)，其生產(chǎn)能力為3000噸/臺(tái)時(shí)。
隨著耐沖擊的大型滾動(dòng)軸承的出現(xiàn)，國內(nèi)外有采用復(fù)擺顎式破碎機(jī)代替簡擺破碎機(jī)的趨勢(shì)，這是因?yàn)樵跅l件相當(dāng)?shù)那闆r下，前者較后者生產(chǎn)能力提高30%；在兩者生產(chǎn)能力相同時(shí)，前者比后者重量減輕20－30%。但是，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)方面還存在某些問題，尚待研究改進(jìn)。
應(yīng)當(dāng)看到，近年來由于我國大型滾動(dòng)軸承材質(zhì)的提高，以及井下粗礦設(shè)備的需要，復(fù)擺顎式破碎機(jī)也有向大型發(fā)展的趨勢(shì)。
隨著設(shè)備規(guī)格的大型化，一般顎式破碎機(jī)的調(diào)整裝置和保險(xiǎn)裝置必然要采用新的機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)前顎式破碎機(jī)發(fā)展的另一個(gè)趨勢(shì)，就是排礦口大小采用液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)，不僅簡單迅速，并在工作中隨時(shí)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)，機(jī)器的超負(fù)荷的保險(xiǎn)裝置也采用液壓機(jī)構(gòu)，以達(dá)到安全可靠，亦不損壞推力板，而且故障排除后，機(jī)器立即恢復(fù)工作。國內(nèi)外都在大力發(fā)展這種液壓顎式破碎機(jī)。我國在生產(chǎn)900×1200液壓簡擺顎式破碎機(jī)，并在萊蕪鐵礦和羅茨鐵礦投入生產(chǎn)使用。生產(chǎn)實(shí)踐證明，液壓顎式破碎機(jī)的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)和調(diào)整機(jī)構(gòu)，達(dá)到了安全保險(xiǎn)和調(diào)整方便的目的，情況良好，深受崗位工人的歡迎。
在提高顎式破碎機(jī)的破碎效率方面，除了在原有設(shè)備的結(jié)構(gòu)上作局部改進(jìn)，如，增加破碎腔高度，提高生產(chǎn)能力；減小排礦口，增加破碎比；增加動(dòng)顎擺動(dòng)速度，以提高設(shè)備生產(chǎn)能力和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量以外，目前，各國都在研試新型結(jié)構(gòu)的破碎機(jī)，如，沖擊顎式破碎機(jī)，雙動(dòng)顎的顎式破碎機(jī)和液壓傳動(dòng)式破碎機(jī)機(jī)等。
3 顎式破碎機(jī)參數(shù)的選取和計(jì)算
3.1 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)傳遞給大帶輪，從而帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)顎上部內(nèi)孔兩端的雙列調(diào)心滾子軸承支承在偏心軸上，偏心軸外側(cè)軸頸支座支承主軸承，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。在偏心軸兩外端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)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。動(dòng)顎的下部由肘板（推力板）支撐，肘板的另一端支承在與機(jī)架的后壁相連的調(diào)整機(jī)構(gòu)上，調(diào)整機(jī)構(gòu)中的調(diào)整座可在由機(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)，只需要增減調(diào)整墊片的多少，使調(diào)整座在滑道中前后移動(dòng)即可完成。有的機(jī)構(gòu)上采用的是楔鐵調(diào)整裝置或液壓調(diào)整裝置來調(diào)整排料口的尺寸。
3.2 基本參數(shù)的選取與計(jì)算
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)。
3.2.1 給礦口尺寸
由于給定最大進(jìn)料粒度：=210mm
對(duì)于小型破碎機(jī)的給礦口寬度B:
B=（1.1～1.25）
=（1.1～1.25）×210
=231mm～262.5mm
取 B=250mm
為了獲得較高的生產(chǎn)率，將破碎機(jī)的給礦口長度取大一些。
取 L=400mm
3.2.2 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)從礦中跳出來。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。
圖3-1 物料塊受力分析
圖3-1表示從力學(xué)角度推算鉗角的計(jì)算圖式。當(dāng)物料能被夾持在破碎腔內(nèi)，不被推出機(jī)外時(shí)，這些 力應(yīng)相平衡，即在x,y方向的分力之和應(yīng)該等于零。即：
x方向
y方向
聯(lián)合以上兩式可得：
由 故
式中：---鉗角
---物料與顎板間的摩擦角
---物料與顎板間摩擦系數(shù)
為了保證破碎機(jī)工作是物料塊不致被推出機(jī)外，必須令 。
一般情況下，=18°～22°，不宜超過23°。
正確的選擇鉗角對(duì)于提高破碎機(jī)的破碎效率具有很大的意義。減小鉗角可使破碎機(jī)的生產(chǎn)能力增加，但會(huì)引起破碎比的減小。增大鉗角，雖可增大破碎比，但同時(shí)又減少生產(chǎn)能力。因此，在選擇鉗角時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮。
在此，初取 =20°。
3.2.3 動(dòng)顎排礦口處行程
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。
目前，常用下端水平行程的計(jì)算公式有：
下端點(diǎn)許用水平行程：
式中： ---最小排料口尺寸（mm）
B---進(jìn)料口尺寸（mm）
由=8+0.241×20=12.82mm
=15.45mm
實(shí)際上，動(dòng)顎行程是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的，通常對(duì)于大型顎式破碎機(jī)，S=25～45mm；中小型顎式破碎機(jī)，S=12～15mm。
在此，參照顎式破碎機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初取 =14.5mm < 則合理。
3.2.4 偏心距
不論動(dòng)顎齒面軌跡性能值分配是否合理，在機(jī)構(gòu)其他尺寸參數(shù)不變的情況下，增大曲柄半徑，均會(huì)使顎板齒面?zhèn)€點(diǎn)的行程值增大，一方面可以提高生產(chǎn)力，另一方面也增大了機(jī)器的功耗。由于曲柄半徑的改變并不能有效地調(diào)整齒板軌跡性能值的分配，因此，只有在調(diào)整其他參數(shù)仍得不到要求的行程值時(shí)，方以曲柄半徑作為設(shè)計(jì)變量。從這個(gè)意義上講，曲柄可作為設(shè)計(jì)變量，也可以按現(xiàn)有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定。
通常，對(duì)于復(fù)擺式顎式破碎機(jī)，（2～2.2）
由于初定值 =14.5mm,則～=6.59～7.25mm
取 =7mm
3.2.5 懸掛高度
懸掛高度是指曲柄支承中心到固定顎板上端水平面間的垂直距離。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可把復(fù)擺式顎式分為三種類型，即正懸掛（>0），零懸掛（=0）和負(fù)懸掛（<0）三種結(jié)構(gòu)。
懸掛高度實(shí)際上決定了動(dòng)顎上端點(diǎn)在連桿上的相對(duì)位置。動(dòng)顎上端點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)顎軸承中心點(diǎn)愈高，其水平行程值愈大且特征值愈小。因此，較小的懸掛高度不但可以增大上端點(diǎn)水平行程值，減小特性值，而且可以降低機(jī)器高度尺寸，減輕機(jī)重。
在此，采用零懸掛型設(shè)計(jì)，即 =0 。
3.2.6 動(dòng)顎的行程特性值
復(fù)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎上的點(diǎn)一般作平面運(yùn)動(dòng)，其軌跡為封閉曲線，進(jìn)料口處軌跡呈橢圓形，愈靠近排料口其軌跡形狀愈扁直。沿水平方向與垂直方向量取軌跡位移和。則稱為動(dòng)顎水平行程，稱為動(dòng)顎垂直行程，其比值稱為動(dòng)顎的行程特性值，即 。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，上部水平行程不能太小，一般?。?.8～2.5），各點(diǎn)軌跡特性值取 1.1～2.5為宜。
3.2.7 破碎腔高度
在鉗角一定的情況下，破碎腔高度有所要求的破碎比而定，通常，破碎腔高度 （2.25～2.5） ，其中為給礦口寬度（mm）
（2.25～2.5）×250
=562.5～625mm
通常，破碎腔的有效高度為實(shí)際腔高的0.85倍。
=478.15～531.25mm
取 500mm
3.2.8 破碎腔的形狀
破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率、動(dòng)力消耗和襯板磨損等破碎機(jī)性能的重要因素。
破碎腔的形狀有直線型和曲線型兩種。如圖3-2所示，圖中實(shí)線表示顎板閉合時(shí)的位置，虛線表示顎板后退最遠(yuǎn)位置。
圖3-2 破碎腔示意圖
（a）直線型破碎腔； (b)曲線型破碎腔
圖3-2中的許多水平線，表示物料在陸續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所占據(jù)的區(qū)域。處在水平面1上的物料，當(dāng)動(dòng)顎擺動(dòng)到虛線位置時(shí)，便下落到水平面2上。兩水平面1和2間的的垂直距離，就是破碎機(jī)在空轉(zhuǎn)行程使料塊下落的距離。在顎板下一次的工作形成中，水平面2處的物料則被壓碎。到空轉(zhuǎn)行程時(shí)，料塊便落到水平面3上依次類推，料塊逐漸被破碎而粒度逐漸減小，最后通過排礦口排出去。
由圖3-2(a)可以看到，在直線型破碎腔中，個(gè)連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面的體積向下依次遞減。物料的空隙也逐漸減小，而動(dòng)顎的擺動(dòng)行程和壓碎力卻逐漸增大，物料到排礦口附近的排料速度就減慢。于是在排礦口附近幾容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，這是造成機(jī)器過載和襯板下端磨損的主要原因。
圖3-2(b)表示曲線型破碎腔，它是將固定顎板改成曲線型，曲線是按破碎腔的嚙角從上向下逐漸減小的原則而設(shè)計(jì)的。在曲線型破碎腔中，各連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面的體積，從破碎腔的中部往下是逐漸增加的，因而物料間的空隙增
大，有利于排料。由于堵塞點(diǎn)上移，故在排礦口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
3.2.9 傳動(dòng)角
從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，傳動(dòng)角是指四桿機(jī)構(gòu)中，連桿軸線與肘板軸線間所夾的銳角，并且傳動(dòng)角愈接近90°，傳動(dòng)性能愈好。對(duì)于破碎機(jī)而言，傳動(dòng)角的選取除考慮傳力性能外，還必須考慮到加大傳動(dòng)角，不但增大垂直行程，而且使水平行程降低。因此，傳動(dòng)角一般不宜過大，建議取 45°～55°。
在此，取 50°。
3.3 主要參數(shù)的計(jì)算
3.3.1 主軸轉(zhuǎn)速
由經(jīng)驗(yàn)公式：
r/min
式中 B---給礦口寬度 m
則 335-140×0.25=300 r/min
由理論公式：
式中 ---鉗角 （ °）
---動(dòng)顎下端點(diǎn)水平行程 （cm）
則 r/min
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取300r/min
再由理論公式 倒推出鉗角
=19.7°
22°>>18°，則合理。
3.3.2 生產(chǎn)能力 Q
待碎物料堆積密度為1.6,抗壓強(qiáng)度為150mpa的礦石（自然狀態(tài)）。
式中 ---破碎機(jī)生產(chǎn)率 t/h
---主軸轉(zhuǎn)速 r/min
---動(dòng)顎下部的水平行程 m
---破碎產(chǎn)品的平均粒徑 m
---排礦口寬度 m
---破碎產(chǎn)品的松散系數(shù)，一般0.25～0.70 破碎硬礦石，可取小值；破碎不太硬礦石，則取大值。
---礦石的堆積密度 一般假定
---鉗角 （ °）
=0.04725 m
取
則
=8.82t/h
復(fù)擺式顎顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率要再增加25%，則實(shí)際生產(chǎn)能力t/h
3.3.3 最大破碎力
式中 ---最大破碎力 N
---抗壓強(qiáng)度
---有效破碎系數(shù),對(duì)中小型 =0.34～0.48.
的單位是cm.
取
則
=478589.9N479KN
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)將增大50%，故破碎機(jī)的計(jì)算破碎力為
KN
3.3.4 功率 P
式中 ---計(jì)算功率 KW
---最大破碎力 KN
---動(dòng)顎褚點(diǎn)水平行程平均值 mm
---主軸轉(zhuǎn)速 r/min
---鉗角 ( °)
---機(jī)器總效率,可取 0.81～0.85
---等效破碎系數(shù),對(duì)中小型 =0.27～0.37;
取 =0.83 , =0.3 , =14.5mm
則
=11.8KW
在選取電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)使電動(dòng)機(jī)功率有一定的富裕,故選取功率為15KW的電動(dòng)機(jī).通常V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=2～4。所以,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù):
(2～4) =(2～4)×300=600r/min～1200r/min
查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī).同步轉(zhuǎn)速在660～1320r/min之間的轉(zhuǎn)速有750r/min和1000r/min.在設(shè)計(jì)中優(yōu)先選取同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)。
由《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)Y180L-6。
其主要參數(shù)如下：
功率
轉(zhuǎn)速
效率
功率因數(shù)
15KW
970r／min
89.5％
0.81
電動(dòng)機(jī)伸出軸直徑(D)
電動(dòng)機(jī)伸出軸長度(E)
42mm
110mm
表3．1 電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)表
3.4 機(jī)構(gòu)各桿長的確定
圖3-3 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)圖
如圖3-3所示已知:
破碎腔高度 H=500mm
鉗角
偏心距 r=7mm
傳動(dòng)角
根據(jù)幾何關(guān)系,可估算出連桿和肘板的長度。
取 =540mm
=180mm
取 200mm
則支座O,C 間的垂直水平距離為:
=432mm
=8mm
機(jī)架位置參數(shù):
在此四桿機(jī)構(gòu)中,曲柄轉(zhuǎn)動(dòng),且為最短桿,為最長桿:
＜
則滿足周轉(zhuǎn)副條件。
4 顎式破碎機(jī)主要零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用窄V帶傳動(dòng),電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y180L-6,功率P=15KW,轉(zhuǎn)速n=970r/min,傳動(dòng)比i=3,每天工作12小時(shí)。
4.1.1 確定計(jì)算功率
式中 --------計(jì)算功率（kw）
---------傳遞的額定功率（例如電機(jī)的額定功率kw）
-------工作情況系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表14.1-12查得 =1.4
=1.6×15=21kw
4.1.2 選用窄V帶帶型
根據(jù)、n查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,由表14.1－3確定選用SPB型。
4.1.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,由表14.1－18和表14.1－19取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=200mm
所以，從動(dòng)輪直徑
驗(yàn)算帶輪速度
所以，帶的速度合適。
4.1.4 確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距
根據(jù),初步確定中心距.
計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度
查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》由表14.1－7選擇帶的基準(zhǔn)長度=3150mm
計(jì)算實(shí)際中心距:
4.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
所以主動(dòng)輪上的包角合適。
4.1.6 計(jì)算窄V帶的根數(shù)
式中 -------包角系數(shù)
-------長度系數(shù)
--------單根V帶的基本額定功率
------單根V帶的額定功率的增量
由n=970/min, =200mm, i=3 查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表14.1－17d和表14.1-13得：
=3.77KW =0.30KW =0.95
查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表14.1－15 =1.0
則
5.3
取 Z=5根（考慮破碎機(jī)經(jīng)常不滿載工作）
4.1.7 計(jì)算預(yù)緊力
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表14.1－14得: ,故
4.1.8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力
式中 -------帶的根數(shù)
------單根帶的預(yù)緊力 N
------主動(dòng)輪的包角 ( °)
4.1.9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4-1 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由表14.1－24查的小帶輪結(jié)構(gòu)為輪輻式，材料為HT200。。與V帶輪配合處的軸徑為
基準(zhǔn)寬度()：14.0mm
基準(zhǔn)線上槽深() ：
3.5mm
基準(zhǔn)線下槽深() ：
14.0mm
槽間距(e)：19±0．4mm
第一槽對(duì)稱面至端面的距離(f)：12.5 mm
最小輪緣厚()：7．5mm
式中 P------傳遞的功率 KW
n------帶輪的轉(zhuǎn)速 r/min
-----輪輻數(shù)
帶輪寬(B) ：B=(Z-1)e+2f=(8-1)×19+2×12.5=158mm
外徑：==600＋2×4=608mm
輪槽角：因?yàn)椋扇?
其他
=164mm
4.2 偏心軸的設(shè)計(jì)
材料：偏心軸的材料選用40。
參數(shù)：許用扭切應(yīng)力[]=35～55MPa，=112～97。
4.2.1 初步計(jì)算直徑
式中：P-----軸傳遞的功率 KW
n-----軸的轉(zhuǎn)速 r/min
V帶傳動(dòng)的效率
因?yàn)檩S截面上開有一個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增加3～7％。故 d≥40.71.07=43.5mm
因破碎機(jī)工作時(shí)的沖市載荷很大，又有強(qiáng)烈的振動(dòng)，所以必須加大軸的直徑。參考現(xiàn)有的各種破碎機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：
取d=67mm
4.2.2 偏心軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
此偏心軸選用一般階梯長軸。按軸在機(jī)架上的安裝情況和結(jié)構(gòu)要求，機(jī)架軸頸處取
為了使零件能夠很好的軸向固定，在機(jī)架上的軸承與皮帶之間加裝圓螺母。其作用是：與軸肩、軸環(huán)配合使用，作軸上零件的雙向固定，適用于兩零件端面距離不太大，使用套筒不方便時(shí)。
查《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》
選用螺母 M115×2 GB812--1988
材料：45號(hào)鋼，槽或全部熱處理，表面氧化。
基本參數(shù)：
動(dòng)顎寬度為1200mm，兩端有密封零件及軸承透蓋，初定軸的結(jié)構(gòu)如圖4-2所示：
圖4-2 初定軸的結(jié)構(gòu)
4.3 動(dòng)顎結(jié)構(gòu)分析
動(dòng)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(qiáng)度和剛度，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅(jiān)固耐用。動(dòng)顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)，也可采用焊接結(jié)構(gòu)，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此對(duì)焊接工藝的要求較高，現(xiàn)尚未有使用的。
按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可把動(dòng)顎分成箱型結(jié)構(gòu)和非箱型加筋結(jié)構(gòu)兩種。
1)箱型結(jié)構(gòu)動(dòng)顎
為了鑄造工藝的需要及減輕動(dòng)顎的重量，可在箱型梁壁及加筋隔板上開孔若干個(gè)齒板通過長螺栓和斜鐵塊固定在動(dòng)顎上。由于下部齒板通過磨損較快，因此齒板做成分體式，以便使具有對(duì)稱形狀的上、下齒板對(duì)換后能繼續(xù)使用。
2)非箱型加筋結(jié)構(gòu)
對(duì)于型號(hào)較小的復(fù)擺顎式破碎機(jī)，其動(dòng)顎一般做成非箱型加筋結(jié)構(gòu)，以便有效的減輕動(dòng)顎的重量。動(dòng)顎按其橫截面形狀有“E”型與反“E”型兩種。
安裝齒板的動(dòng)顎前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加筋板已增加動(dòng)顎的強(qiáng)度與剛度，其橫截面呈E型，故稱E型結(jié)構(gòu)。這種動(dòng)顎的缺點(diǎn)是當(dāng)破碎力作用于動(dòng)顎使其彎曲時(shí)，容易使加筋板開裂。
另一種動(dòng)顎的橫截面呈反“E”型。即動(dòng)顎后部為平板結(jié)構(gòu)，前部為加筋板。齒板安裝在動(dòng)顎加筋板的加工面上。該動(dòng)顎剖面的中性層靠近動(dòng)顎后部平板一邊,因此當(dāng)動(dòng)顎受彎曲作用時(shí)，其后部平板表面的拉應(yīng)力值將大大減少。與“E”型結(jié)構(gòu)相比，相等的動(dòng)顎材料得到更充分的利用。
當(dāng)動(dòng)顎采用零懸掛或負(fù)懸掛時(shí)，由于動(dòng)顎齒板的上端部已位于動(dòng)顎軸承外且不得不采用在動(dòng)顎的頂部用粗大的長螺栓、斜鐵將齒板與動(dòng)顎相接起來，因此結(jié)構(gòu)給設(shè)計(jì)帶來較大困難。而在此，采用圖4-3所示動(dòng)顎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則能很好的解決這個(gè)問題。動(dòng)顎材料選用ZG310-570。
圖 4-3 動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剖視圖
4.4 密封裝置
4.4.1 機(jī)械設(shè)備的泄漏
在工程實(shí)際中，泄漏現(xiàn)象屢見不鮮。生產(chǎn)設(shè)備的泄漏造成多方面的危害。設(shè)備中工作介質(zhì)的泄漏，會(huì)造成物料浪費(fèi)，有時(shí)可能污染環(huán)境。易燃、易爆、劇毒、腐蝕性、放射性物質(zhì)泄漏將危害人身安全，引起設(shè)備事故。環(huán)境中的氣、水和粉塵等侵入設(shè)備會(huì)污染工作介質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量或劇烈零件磨損，縮短機(jī)器壽命。機(jī)械的內(nèi)部泄漏影響容積效率，甚至工作失效。
4.4.2 密封機(jī)理
防止工作介質(zhì)從機(jī)器和設(shè)備中泄漏或防止外界雜質(zhì)侵入機(jī)器和設(shè)備內(nèi)部的一
種裝置或措施稱為密封。被密封的工作介質(zhì)可以是氣體，液體或粉狀固體。密封性能常是評(píng)價(jià)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。
密封的功能是阻止泄漏，造成泄漏的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封兩側(cè)有壓力差。消除或減小任一因素都可以阻止或減小泄漏，但就一般設(shè)備而言，減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將結(jié)合面間的間隙封住,隔離或切斷泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設(shè)小型做功元件對(duì)泄漏物質(zhì)造成壓力，與引起泄漏的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。
4.4.3 密封的選型
密封結(jié)構(gòu)種類繁多，所采用密封機(jī)理也各不相同。因而，對(duì)于任何具體應(yīng)用，都必須進(jìn)行細(xì)致的衡量，然后作出選擇。選擇是必須考慮壓力溫度速度腐蝕情況及材料等因素。要作出正確的選擇，其首要條件是正確地認(rèn)識(shí)所要解決的密封問題。
各種形式的密封，均有其特點(diǎn)和使用范圍，設(shè)計(jì)密封時(shí)應(yīng)先進(jìn)行分析比較。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四冊(cè)表33．1—4中列出的各種密封方法，結(jié)合顎式破碎機(jī)工作的實(shí)際情況，選擇迷宮式密封，其特點(diǎn)是：
使用條件： 優(yōu)
轉(zhuǎn)動(dòng)： 優(yōu)
往復(fù)運(yùn)動(dòng)： 優(yōu)
耐壓性： 優(yōu)
耐高速性： 優(yōu)
耐熱性： 優(yōu)
耐寒性： 優(yōu)
耐久性： 優(yōu)
4.4.4 密封用材料
密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對(duì)密封材料的要求一般是：
(1)材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)；
(2)有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；
(3)壓縮性和回彈性好，永久性變形??；
(4)高溫—廠不軟化，不分解，低溫下不硬化不脆裂)
(5)抗腐蝕性能好，在酸堿油等介質(zhì)中能長期工作，其硬度和體積變化小且不粘附在金屬表面上：
(6)摩擦系數(shù)小，耐磨性?。?
(7)具有與密封面貼合的柔軟性；
(8)耐老化性好，經(jīng)久耐用：
(9)加工制造方便，價(jià)格便宜，取材容易。
顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能材料能夠滿足上述大部分要求。
此設(shè)計(jì)所選的迷宮式密封選用的材料是有色金屬。
4.4.5迷宮密封
迷宮密封式利用流體流經(jīng)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成的通道使工作介質(zhì)
產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，以限制泄漏的非接觸式動(dòng)密封。
迷宮式密封的特點(diǎn)：
(1)密封性能較好，特別是高速小密封性能更好，可以做到封嚴(yán)不漏。
(2)對(duì)一般密封所不能勝任的高溫高壓高速和大尺寸密封部位特別有效。
(3)維修簡單。如若密封件加工和組合良好，在運(yùn)行中一般不會(huì)出現(xiàn)故障
不需經(jīng)常維修。
(4)密封零件與機(jī)器其它零件一起設(shè)計(jì)制造
(5)無摩擦，功耗少，使用壽命長。
無需采用其它密封材料。
(6)但是密封零件加工精度要求高，裝配較為困難。此外，由于間隙小
機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不良時(shí)會(huì)發(fā)生摩擦磨損，從而降低密封性能。
4.5 飛輪的設(shè)計(jì)
顎式破碎機(jī)是間歇工作的機(jī)器，因而必然回引起阻力的變化，使其電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷不均勻，形成機(jī)械效率的的波動(dòng)。為了降低電動(dòng)機(jī)的額定功率，且使機(jī)械的效率不致波動(dòng)太大，故在偏心軸上裝飛輪。飛輪在空行程時(shí)儲(chǔ)存能量，這樣就可以使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻。
飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為
式中： -------飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
-------動(dòng)顎在空行程時(shí)間 s
-------機(jī)械效率
-----飛輪的平均角速度
-------速度不均勻系數(shù)
對(duì)于中小型顎式破碎機(jī)，可?。?.03～0.05。
根據(jù)理論力學(xué)知道飛輪的飛輪矩為：
將飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量表達(dá)式代入上式中，則得到飛輪的質(zhì)量：
式中：------飛輪的質(zhì)量
------重力加速度
D------飛輪的直徑
對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī)：
空轉(zhuǎn)時(shí)間近似等于有載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間偏。心軸回轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，
則。將上述各值帶入上式，簡化后可得：
為了使飛輪與皮帶輪平衡，則飛輪的名義直徑D取值接近于皮帶輪的基準(zhǔn)直徑，在此取。已知,則：
通常，飛輪實(shí)際的質(zhì)量約為理論質(zhì)量的1.2～1.3倍。
即 ～ ～
取。
5 顎式破碎機(jī)主要零件的校核驗(yàn)算
5.1 主要零件受力分析
破碎機(jī)的最大破碎力為：
=478589.9 N479KN
計(jì)算顎式破碎機(jī)各個(gè)零件的強(qiáng)度和剛度以前，必須先求得作用在各個(gè)部件上的外力。計(jì)算破碎力是確定這些外力的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)力利用分析法或圖解法即可求得各個(gè)部件上
收藏