2PE型400×600雙腔顎式破碎機的設(shè)計-復(fù)擺顎式破碎機含開題及8張CAD圖
2PE型400×600雙腔顎式破碎機的設(shè)計-復(fù)擺顎式破碎機含開題及8張CAD圖,PE,400,600,顎式破碎機,設(shè)計,復(fù)擺,開題,CAD
2PE型雙腔顎式破碎機的設(shè)計
摘要
2PE型雙腔顎式破碎機是一種新型的復(fù)擺顎式破碎機，它有兩個破碎腔，并且具有倒置的曲柄搖桿機構(gòu)。本文在分析復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)運動方式的基礎(chǔ)上，提出具有倒置4桿機構(gòu)特征的雙腔顎式破碎機。該雙腔顎式破碎機的工作方式是2個破碎腔交替破碎物料，解決了在空行程過程的能量消耗，提高了能量利用率，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使單位功率明顯下降，處理能力大幅提高，金屬單耗也明顯降低。并且，該結(jié)構(gòu)具有良好的機構(gòu)運動特性，能極大地改善齒板的運動狀態(tài)，使物料更有利于破碎，并對齒板進行了改進，延長了齒板的壽命。
關(guān)鍵字：雙腔顎式破碎機 破碎腔 齒板
ABSTRACT
2 PE type double cavity jaw crusher is a new kind of compound pendulum jaw crusher, it has two broken cavity, and has an inverted crank rocker mechanism. Based on the analysis of compound pendulum jaw crusher on the basis of mechanism motion way, with inversion is characteristic of four bar linkage of double cavity jaw crusher. The double cavity jaw crusher works by two crushing cavity alternating crushing material, idle motion is solved by using the energy consumption of the process, improve the energy utilization ratio and the structure design, the unit power decreases obviously, greatly increased processing power, metal consumption is decreased obviously. And mechanism motion characteristics of the structure has good, can greatly improve the tooth plate motion, make the material more conducive to broken, and the tooth plate is improved, and extended the tooth plate .
Key words: Double cavity jaw crusher Crushing cavity Tooth plate
目錄
引言 1
1 課題概述 3
1.1 破碎設(shè)備簡述 3
1.2 顎式破碎機的工作情況 6
1.3顎式破碎機的工作原理 6
1.4國內(nèi)外的破碎機發(fā)展現(xiàn)狀 7
1.5破碎機發(fā)展前景 8
1.8雙腔顎式破碎機的改進 10
2 雙腔顎式破碎機的設(shè)計 11
2.1總體設(shè)計方案 11
2.1.1設(shè)計的總體要求 11
2.1.2設(shè)計方案的比較和選取 12
2.2雙腔顎式破碎機的參數(shù)確定 13
2.2.1排料口的寬度b及公稱破碎比I的確定 14
2.2.2確定破碎機的嚙合角 14
2.2.3破碎腔的高度H 14
2.2.4動顎的擺動行程S和偏心軸的偏心距r 15
2.2.5確定連桿長度L1和推力板的尺寸K 16
2.3電動機的選擇和確定 16
2.3.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 16
2.3.2確定電動機的功率 17
2.3.3電動機的轉(zhuǎn)速 17
2.3.4電動機的選擇 17
2.4雙腔顎式破碎機的生產(chǎn)率 19
2.5傳動帶的設(shè)計 19
2.5.1確定計算功率 19
2.5.2帶型的選擇 20
2.5.4計算中心距a和帶的基準長度 23
2.5.5確定帶的根數(shù)Z 24
2.5.6確定帶的預(yù)緊力 24
2.5.7計算V帶對軸的壓力 25
2.5.8帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 25
2.6機構(gòu)受力分析 26
2.6.1破碎力的計算 26
2.6.2機械部件受力分析 27
2.7偏心軸的設(shè)計 29
2.7.1偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 29
2.7.2 計算軸的各段長度及直徑 30
2.7.3提高破碎機主軸疲勞強度的途徑 31
2.7.4偏心軸的強度計算 31
2.7.5強度校核 33
2.8軸承的選擇要求和使用壽命計算 34
2.9鍵的強度計算 38
2.10軸承座的設(shè)計 38
2.11齒板的設(shè)計 39
2.12機架的設(shè)計 40
3 顎式破碎機的磨損 42
3.1 齒板磨損分析 42
3.2齒板磨損機制 42
3.3 齒板材質(zhì)的選擇 43
4 破碎機出口揚塵的解決和噪聲防治 44
4.1破碎機出口揚塵的解決 44
4.2 破碎機的噪聲危害及防治途徑 44
5 偏心軸的加工工藝流程 45
5.1偏心軸的結(jié)構(gòu)圖 45
5.2偏心軸的加工工藝 46
總結(jié) 47
參考文獻 48
致謝 49
引言
破碎機是一種利用外力將放入破碎腔里的大顆粒物料破碎成小顆粒物料的設(shè)備。通過對物料的破碎有利于物料的儲存和運輸，便于使用、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。在如今，許多行業(yè)的發(fā)展中，破碎機是其中不可缺少的設(shè)備之一。
現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展離不開煤炭、鋼鐵、水、電等各種能源資源，這其中礦產(chǎn)資源是所需資源中重要的組成部分，而要想使礦產(chǎn)資源得到有效的開采與利用，和必須要有破碎機等礦山機械的支持。礦山機械是機械行業(yè)中重要的組成部分，它的品種繁多、設(shè)備機構(gòu)復(fù)雜異常、需求量大、使用范圍特別廣，在國民經(jīng)濟建設(shè)中有著重要的作用，是衡量一個國家工業(yè)實力的重要因素。破碎機破碎物料時，由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大,為適應(yīng)生產(chǎn)實際的要求,破碎設(shè)備的種類也有很多。對于選礦工業(yè)來說, 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。由于磨碎礦料對能量消耗很多,為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率,所以提出了“多碎少磨”的要求。目前，幾乎所有的破碎設(shè)備都向著高效節(jié)能方向發(fā)展。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,破碎機也向自動化方向邁進。工業(yè)發(fā)展需要各種各樣的金屬材料和能量，為滿足開采，提煉等生產(chǎn)需要, 破碎機也在向大型化發(fā)展。破碎類型有很多，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，目前，破碎機設(shè)備的改進和優(yōu)化。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。細碎方面也有很多的新機型?？偟姆诸愑?沖擊式破碎機和輥壓機、顎式破碎機、圓錐破碎機等。
顎式破碎機是有很久的發(fā)展史，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，廣泛應(yīng)用于破碎生產(chǎn)。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。隨著破碎設(shè)備的改進發(fā)展，我國破碎專家引用了“動態(tài)嚙角”的概念，開發(fā)GXUE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量具有雙曲面腔型第二代GXl250X400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，產(chǎn)量為5-16t/h，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，以液壓缸為過載保護裝置，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39-100mm之間，生產(chǎn)能力為10—40t/h。。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,對能效空消耗比較大破碎比較小,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。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,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，更加的適合破碎行業(yè)的實際生產(chǎn)要求。
破碎機對礦料進行破碎后，經(jīng)過排料口排出，出口揚塵對空氣等環(huán)境污染比較大，破碎后的礦料以塊狀和粉末狀物料經(jīng)過礦石輸送皮帶傳送，部分物料飛濺或滾淌到地面上，部分粉狀物料飛揚在空中，給生產(chǎn)帶來了很大的不便。
綜上所述，優(yōu)化破碎設(shè)備生產(chǎn)，改進技術(shù)，向著更加節(jié)能，生產(chǎn)率較高，經(jīng)濟節(jié)約，環(huán)境污染小，仍是現(xiàn)在破碎機發(fā)展方向。
1 課題概述
1.1 破碎設(shè)備簡述
自動化設(shè)備快速發(fā)展的今天，在許多的的礦山礦物等破碎行業(yè)及土石原料加工中，物料破碎都是其中的重要工藝過程，而其中的破碎設(shè)備更是其中的關(guān)鍵設(shè)備，破碎設(shè)備種類有很多，按照它的工作原理及其結(jié)構(gòu)特征可分為以下幾種：
顎式破碎機
1新型顎式破碎機
1858年埃里一布雷克(E1.Blake)取得專利權(quán)，制造雙肘板顎式破碎機，現(xiàn)在最常用的顎式破碎機是布雷憲的顎式破碎機和更近代制造的單肘板顎式破碎機。顎式破碎機最大的弱點之一是它們在一個工作循環(huán)內(nèi)只有一半時間進行工作，20世紀80年代以來，顎式破碎機的研制與改進取得了一定成果。紅星機器合作開發(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心機械本身高度低，動顎位置低，固定顎位于動顎和偏心軸之間，設(shè)計了目前國內(nèi)最大的1200FilmX1500mm復(fù)擺顎式破碎機。
2顎輥破碎機
將高效節(jié)能的顎式破碎機和對輥破碎機有機的結(jié)合在一起號研制出了顎輥破碎機。該設(shè)備采用單電機或柴(汽)油機驅(qū)動，當整機放在拖車上被牽引拖動時，便成為移動式顎輥破碎機。顎輥破碎機的工作原理是：電機或柴(汽)油機驅(qū)動下部對輥破碎機主動輥部，主動輥部經(jīng)過橋式齒輪帶動被動輥部反向運轉(zhuǎn)。同時，主動輥部另一端經(jīng)膠帶傳動帶動上部頸式破碎機工作暈通過調(diào)整對輥破碎機的安全調(diào)整裝置，調(diào)整兩輥間的間隙，可得到最終要求的粒度。顎輥破碎機具有破碎比大(15—16)、高效節(jié)能、體積小、重量輕、驅(qū)動方式多樣和移動靈活、可整機也可分開單獨使用等特點，特別適于深山區(qū)中小型礦山和建筑工地材料的破碎，也可作為“移動式選廠”的配套破碎系統(tǒng)。
3大傳動角顎輥破碎機
這種大傳動角顎輥破碎機克服了復(fù)擺顎輥破碎機的抬礦、機體高、主軸承受力大等缺點，它具有如下優(yōu)點：用較小的偏心距能得到較大的水平行程，因而可降低能耗；動顎與給料口方向一致，從而提高復(fù)擺顎輥破碎機的抬礦作用；肘板置于動顎給料口后部，使機器高度降低，適于井下移動式破碎機上。
原河南建材工業(yè)學(xué)院利用“固定容積”原理：推導(dǎo)出有獨特見解的修正高斯曲線方程，利用該方程設(shè)計出新一代的PEX--150X750--A型細碎顎式破碎機，該設(shè)備的破碎腔為“直線一外旋輪線一修正高斯曲線”型高深式破碎腔。該機與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、破碎比大、產(chǎn)量高(提高20％左右)、噪音小，運行費用低等特點。該產(chǎn)品已獲得國家專利，主要用于水泥，選礦、冶金、陶瓷、化工等行業(yè)各種磨機的預(yù)粉碎(細碎)。
4雙動顎式破碎機
紅星機器研制的雙動顎式破碎機，其破碎比可達到12，與同規(guī)格舊型顎式破碎機對比，生產(chǎn)能力提高60％一100％，電耗降低30％-50％。
5單齒輥破碎機
針對用于粉碎煤的單齒輪破碎機存在效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力不均勻等缺點，華北工學(xué)院開發(fā)了新一代915mm單齒輥破碎機殄這種破碎機有兩種結(jié)構(gòu)型式售第一種縮構(gòu)型式將原來的拉力彈簧改為推力彈簧，彈簧彈力為490kN，拉桿鉸接在顎板上，兩端帶有M100X4螺紋，分別裝有兩個旋緊螺母：左端螺母用于調(diào)整顎板板位置：即出料口間隙，右端螺母用于調(diào)整彈簧彈力。拉桿插在裝于機體上的支座上，支座孔為上下可調(diào)的長方形，用以調(diào)整產(chǎn)品的粒度。這種結(jié)構(gòu)降低了機體高度，縮短了拉桿長度，使結(jié)構(gòu)更為緊湊。第二種結(jié)構(gòu)利用顎式破碎機的楔形調(diào)整機構(gòu)和雙輥破碎機的主動輥軸相結(jié)合，吸收了兩者的優(yōu)點，如：進料口大。輥子表面可裝有不同尺寸的破碎齒板，顎板上鑲有可更換的耐磨襯板，出料口大小可通過推力板上的長方形螺孔調(diào)整。與同規(guī)格的顎式破碎機或雙輥破碎機相比號這類設(shè)備的破碎能力可增大幾倍，效率可提高30％?，F(xiàn)已調(diào)試出F915X1000單齒輥破碎機，生產(chǎn)能力達140t/h，最大進料口尺寸為500mm，出料粒度為50一10mm，產(chǎn)品粒度比較均勻；同時，由于這種結(jié)構(gòu)的破碎機有預(yù)碎和破碎兩個區(qū)域，破碎后的物料受齒輥撥動而被強制排出機體外，所以更適用于處理較粘的潮濕物料。
回轉(zhuǎn)式破碎機
1回轉(zhuǎn)式破碎機
回轉(zhuǎn)式破碎機最早見于20世紀60年代的聯(lián)邦德國，由于國外大型礦山要求大型機械，剛剛問世的回轉(zhuǎn)破碎機沒有得到發(fā)展。助年代初期，由于中小型礦山的迅速發(fā)展，國內(nèi)有些研究工作者開始對回轉(zhuǎn)破碎機進行進一步的研制。破碎設(shè)備的好壞主要是取決于破碎腔的設(shè)計，破碎腔能夠體現(xiàn)設(shè)備的生產(chǎn)能力、功耗、鋼耗及破碎產(chǎn)品質(zhì)量等重要性能指標霉回轉(zhuǎn)式破碎機主要由回轉(zhuǎn)輥、懸掛裝置`保險裝置、調(diào)整機構(gòu)、拉緊裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)及機架組成，其破碎腔由固定國面破碎板和破碎回轉(zhuǎn)輥組成'物料的破碎是通過回轉(zhuǎn)輥的偏心運轉(zhuǎn)來完成的，其破碎腔嚙角具有靜態(tài)和動態(tài)變化功能。該機破碎腔的嚙角是自上而下逐漸減小的，這可有效地防止排料日堵塞。使排料順暢，并可實現(xiàn)高頻破碎，且破碎過程又是漸進的。因此，破碎功率高、能量集中、磨損小。PH型回轉(zhuǎn)式破碎機的破碎作用發(fā)生于破碎回轉(zhuǎn)輥偏心位置附近，破碎腔中的物料由上至下依次被破碎。物料的破碎主要靠擠壓、劈裂、彎曲、磨削等作用。當偏心轉(zhuǎn)離破碎腔時，巳被破碎的合格物料由排料口排出口排料過程：一是靠重力自然排料，二是靠“強制排料”。
破碎輥可相對于偏心軸自由回轉(zhuǎn)，根據(jù)作用力矩的大小和方向，輥筒有正轉(zhuǎn)(與偏心軸旋轉(zhuǎn)相同)不轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)3種狀態(tài)，轉(zhuǎn)速也有快慢之分，這樣可有效地使破碎輥面磨損均勻?；剞D(zhuǎn)式破碎機具有變嚙角、高密度破碎、依次漸進破碎、高頻破碎和強制排料等特點。
2雙腔回轉(zhuǎn)式破碎機
為更好地發(fā)揮回轉(zhuǎn)破碎機的作用，將PH破碎機的輔助破碎腔改成與主破碎腔對稱形式，這就是雙腔回轉(zhuǎn)破碎機。中南工業(yè)大學(xué)張智鐵教授的回轉(zhuǎn)破碎機自稱為變嚙角回轉(zhuǎn)顎式破碎機，認為是復(fù)擺顎式破碎機的變形，以代替復(fù)擺顎式破碎機。正式提出雙腔回轉(zhuǎn)式是北京市京海鷹礦山工程設(shè)備公司徐正一等人，是對偏心回轉(zhuǎn)輥式破碎機進一步發(fā)展，可用來取代現(xiàn)行的細碎或超細碎顎式破碎機和中小規(guī)格圓錐破碎機。雙腔回轉(zhuǎn)式破碎機有以下優(yōu)點：
(1)破碎回轉(zhuǎn)輥筒呈正反擺轉(zhuǎn)，使物料的破碎更加有效；(2)對稱副腔的增設(shè)，使破碎過程的空行程縮短，產(chǎn)量約增加30％-40%，PSH系列雙腔回轉(zhuǎn)破碎機由于破碎輥采用了高強度耐磨焊層，可以破碎抗壓強度為600MPa以上的物料，對Al2O3，含量為87.5％的耐火材料，可以很容易破碎。云南昆明昆鼎重型機器廠生產(chǎn)的系列回轉(zhuǎn)破碎機，與同規(guī)格的顎式破碎機相比，該機的生產(chǎn)能力提高近1倍，能耗降低40％，鋼耗降低50％以上，破碎產(chǎn)品粒度分布均勻，顆粒尺寸嚴格，粒形呈立方狀，使其在礦山加工和建筑石料破碎等方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。另外，PSH回轉(zhuǎn)式破碎機工作時振動小，可平穩(wěn)工作，空載噪音與顎式破碎機相比降低30％。提高近1倍，能耗降低40％，鋼耗降低50％以上，破碎產(chǎn)品粒度分布均勻，顆粒尺寸嚴格，粒形呈立方狀，使其在礦山加工和建筑石料破碎等方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。另外，PSH回轉(zhuǎn)式破碎機工作時振動小，可平穩(wěn)工作，空載噪音與顎式破碎機相比降低30％。昆鼎重機系列雙腔回轉(zhuǎn)破碎機的E型機是組合機型。最大的特點是在入料100mm的情況下，產(chǎn)品可根據(jù)用戶需要在5mm至100目，甚至更細的粒度中調(diào)整，該機投放市場5年來，不但在國內(nèi)創(chuàng)下了良好的市場信譽，并已開始向東南亞、非洲出口。
沖擊式破碎機
沖擊式破碎是物料在極短時間內(nèi)獲得巨大的動量，沖擊反擊或相互碰撞，使起沿自然裂隙、層理面和節(jié)理面的脆弱部分破裂。破碎效率高，能耗低，產(chǎn)品粒度均勻，破碎比大，一般10-15，最高可達40。所以具有其他破碎設(shè)備不可取代的優(yōu)勢。
1.2 顎式破碎機的工作情況
通過對以上破碎機的了解，我們明白，顎式破碎機時出現(xiàn)比較早的設(shè)備，因為他的構(gòu)造簡單，堅固，工作可靠，維護和檢修容易，生產(chǎn)和建設(shè)費用較少，因此，直到現(xiàn)在，仍然在化工，冶金，電力，建材，交通等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用，用于破碎抗壓強度低于320MPa的各種礦石巖石的粗，中，細破碎。在顎式破碎機中，被破碎的巖石是在動顎和定顎兩顎板之間進行的，動顎板在原動機的驅(qū)動下，繞懸掛心軸對固定顎板做周期性擺動，當動顎板靠近固定顎板時，位于破碎腔中的礦料在多種力的作用下破碎，破碎后的巖石，小于排礦口的的巖石在重力作用下經(jīng)徘礦口排出，大于排礦口的巖石仍留在破碎腔里等待下一輪的破碎。
1.3顎式破碎機的工作原理
在顎式破碎機的發(fā)展中，根據(jù)動顎板的運動軌跡不同，顎式破碎機一般分為復(fù)擺式顎式破碎機和簡擺式顎式破碎機兩種。近年來又出現(xiàn)了用于細碎破碎的復(fù)擺顎式破碎機和破碎強度高高硬高低碳鉻鐵強力破碎機。眾所周知，顎式破碎機的主要問題在于顎板壽命短，本設(shè)計也將考慮到對此問題的解決。
顎式破碎機的性能特點：破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，工作性能可靠，維修簡便，運營費用低。
顎式破碎機的工作原理：工作時，電動機帶動皮帶輪和偏心軸旋轉(zhuǎn)，使動顎周期性的靠近，離開定顎，從而使物料在兩個顎板之間受多種力的作用由大變小，逐漸下落，直至從排料口下排出，達到破碎的目的。
通過對普通顎式破碎機的工作原理，工作方式及破碎效率的分析，提出了雙腔顎式破碎機的概念。雙腔顎式破碎機有兩個破碎腔（如圖1-1所示），即兩個破碎腔在偏心軸兩側(cè)對稱分布，在這種結(jié)構(gòu)下，破碎機的雙腔可以在雙工作行程的狀態(tài)下運行。當曲柄在角度α范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)時，破碎腔Ⅰ進行物料破碎，而破碎腔Ⅱ進行排料；當曲柄在360°-α范圍內(nèi)時破碎腔Ⅱ進行破碎動作，而破碎腔Ⅰ進行排料，如此循環(huán)往復(fù)，做周期性工作。這種形式的破碎機不存在空行程的能量消耗，同時由于破碎機有兩個破碎腔，破碎處理的能力也提高了一倍，因此，可以說你雙腔顎式破碎機真正提高了破碎過程中的效率問題。
圖1-1 雙腔顎式破碎機結(jié)構(gòu)示意圖
1固定顎板 2活動顎板 3動顎架 4偏心軸 5搖桿 6活動顎板
7固定顎板 Ⅰ破碎腔a Ⅱ破碎腔b
1.4國內(nèi)外的破碎機發(fā)展現(xiàn)狀
在最近的幾年，破碎機設(shè)備不斷跟新?lián)Q代，但是其基本原則沒有太大的變化，還是要求“多碎少磨”，在這種要求下，破碎機械向著實用高效的方向穩(wěn)步發(fā)展。
上海多靈機械公司生產(chǎn)的三種PEX型深腔顎式破碎機,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為細碎顎式破碎機新系列,并切產(chǎn)品向國外推銷.成績卓著。經(jīng)北京礦冶研究院對該死機腔整體的優(yōu)化設(shè)計,使該系列新產(chǎn)品生產(chǎn)能力提高15%到25%,產(chǎn)品粒度進一步降低,襯板壽命提高一倍以上.即達到了高效生產(chǎn)的目的也提高了設(shè)備的使用壽命。
芬蘭kone公司開了了BLM系列負支承顎式破碎機.動顎在壓碎行程時有一向下運動分量,可加快破碎物料向下運動.減少堵塞,并可降低襯板的磨損,提高生不能力,降低產(chǎn)品粒度. 北京人民礦山機械廠生產(chǎn)的150X750型和250X750型細碎顎式破碎機,在山東蠶莊金礦使用表明:當排礦口為16mm時,產(chǎn)品中小于16mm粒級含量占60%.目前,該廠對破碎腔進行改造后 其生產(chǎn)能力提高了15到25%,產(chǎn)品粒度進一步降低,襯板使用壽命提高一倍。
北京礦冶研究院總院開發(fā)的雙腔雙動顎顎式破碎機,這種類型的破碎機具有獨特的單,雙耳軸承鑲嵌式動顎結(jié)構(gòu),一根偏心軸帶動顎工作,充分解決破碎機空行程的能量浪費的問題,使生產(chǎn)能力得到了提高.負支承,零懸掛,高深曲線的優(yōu)化破碎腔,碎碎比較大,產(chǎn)品粒度細小而均勻,提高了襯板的使用壽命,電能消耗也有所降低,排礦口的尺寸調(diào)整便利.1995年9月張家口建筑水泥廠采用PLR-1580型機作為礦料的預(yù)粉碎設(shè)備,礦料破碎后粒度小于10mm,而后便磨機生產(chǎn)能力提高了30%,單位電耗降低了20%以上.但其軸的尺寸太長,相當有兩個偏心,設(shè)計的時候要考慮不良因素多,而且其加工工藝不夠優(yōu)良，容易降低設(shè)備使用壽命。
國內(nèi)破碎行業(yè)較多。對破碎機的需求也比較大，破碎機年產(chǎn)量一直保持在很高的水平,其中那些生產(chǎn)穩(wěn)定,掌握核心技術(shù)，水平不斷提高的廠家每年向南非的一些國家出口大量的破碎設(shè)備。而且這其中復(fù)擺式破碎機在我國中小礦山及其它破碎行業(yè)也都采用這種機型,但其技術(shù)指標太落后于國外同類產(chǎn)品的水平,就其結(jié)構(gòu)相當國外50年代的產(chǎn)品,顎式破碎機分為大,中,小三類.為了降低大型破碎機的運動功率比較大的問題,我國還生產(chǎn)了分段起動簡單擺式顎式破碎機,它是在偏心軸的兩端設(shè)計了液壓摩擦離合器,機器起動時依次分段起動機器各部件.顎式破碎機存在著消耗能量大，顎板使用壽命低等問題,因此研制能耗低,設(shè)備生產(chǎn)量大的新型顎式破碎機仍是重要的研究方向.因此,國內(nèi)盡快改變這一狀況,實現(xiàn)多碎少磨,提高設(shè)備生產(chǎn)率,提高生產(chǎn)能力,降低作業(yè)能耗是如今的重要發(fā)展方向。
1.5破碎機發(fā)展前景
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國黑色,有色,化工,建材等行業(yè),每年破碎礦石和各種物料絕跡18億t,用電量為250～300億千瓦時,占全國總用電量的8%～10%,鋼耗約為250萬t.在金屬選礦中,破碎作業(yè)的能耗占選礦總能耗的40%～70%,僅襯板每年消耗的高錳鋼約過6萬t。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對各種礦產(chǎn)品需求不斷增加,由于破碎機是破碎機械中使用量電大,范圍電廣的一種破碎機械,故其有著廣闊的市場空間和潛在的市場發(fā)展力。
在多碎少磨原則指導(dǎo)下,破碎設(shè)備正向細碎,高效和節(jié)能型發(fā)展.雙腔顎式破碎低矮的外形降低了整體的重心,使其具有更好的穩(wěn)定性和通過性,除井下和隧道等空間受限制的場合使用外,還特別適合于安裝在移動的車上,根據(jù)不同的工藝流程組裝成各種移動式破式篩分設(shè)備,滿足不同的用戶需求。雙腔顎式破碎機憑借著在節(jié)能高效和產(chǎn)中粒度圴勻等方面的無比倫比的優(yōu)勢.在寵大的破碎市場上將會占有一席之地。有望在占有國內(nèi)市場的同時,走出國門,面向世界。
1.6雙腔顎式破碎機的主要部分
1. 雙腔顎式破碎機傳動件
雙腔顎式破碎機的偏心軸是破碎機的主軸，在工作的過程中帶動動顎板向固定顎板運動，這個過程中受到許多力的作用，其中彎扭力都很大，所以，選用高碳鋼制造，然后進行熱處理，可以增加偏心軸的強度，偏心的部分進行精加工，在偏心軸的一端裝上飛輪，另一端裝上皮帶輪。再裝軸承的部位裝上軸承襯瓦，軸承襯瓦選用特殊材料，用巴氏合金精心澆鑄。
2. 雙腔顎式破碎機的飛輪
雙腔顎式破碎機的飛輪用于使整個機械設(shè)備工作狀態(tài)平穩(wěn)，增強設(shè)備的穩(wěn)定性。帶輪也起著飛輪的作用，飛輪大多用鑄鋼或者鑄鐵制造，尺寸小的飛輪一般鑄造成整體式，大型的飛輪一般用腹板式，安裝飛輪的時候，也要注意安裝的平穩(wěn)，使設(shè)備整體平穩(wěn)。
3. 雙腔顎式破碎機的顎板
雙腔顎式破碎機的動顎和定顎上邊都安裝有顎板，顎板通過螺釘固定在額床上，顎板在破碎機工作中施加壓力破碎礦石，因此要有足夠的強度和剛度，要求能夠承受破碎反力，為達到設(shè)計要求，大多采用鑄鋼件或者鑄鐵件。以便承受工作中的多種力的影響。
4. 雙腔顎式破碎機的調(diào)整裝置
調(diào)節(jié)裝置有鎖緊彈簧和楔塊式調(diào)節(jié)板。楔塊式調(diào)節(jié)裝置有兩個楔塊構(gòu)成，前楔塊可以移動叮囑后邊的推板，后楔塊用作調(diào)節(jié)楔塊，兩個楔塊采用斜面相反的方向貼在一起，另一方面來調(diào)節(jié)出料口的大小，實現(xiàn)排料口的調(diào)節(jié)。
5. 雙腔顎式破碎機的機架
雙腔顎式破碎機的機架是剛性支架，用來支撐偏心軸并且承受破碎物料帶來的震動和作用反力，機架一般用鑄鋼材料進行整體鑄造，這樣可以使機架能夠擁有足夠的剛度和強度。
1.7雙腔顎式破碎機的性能特點
在上面分析了雙腔顎式破碎機的主要部件，通過對這些部件的改進可以在一定程度上提高雙腔顎式破碎機的破碎效率，雙腔顎式破碎機的比一般的破碎機擁有更高的破碎能力，生產(chǎn)效率也有很大的提高，單位功率的消耗也有所降低，金屬消耗也會降低，雙腔顎式破碎機的兩個動顎固定在一個動顎架上，在動顎架的顎床上通過螺釘將顎板固定在上邊，這樣整體的結(jié)構(gòu)更加緊湊，使破碎機工作的過程更加連續(xù)穩(wěn)定，串聯(lián)使用可以增加破碎機的破碎比，使礦料的破碎更加精細，破碎后的物料成一定形狀的立方體，產(chǎn)品粒度均勻，處理的能力也有所提高，且整個破碎機結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。
1.8雙腔顎式破碎機的改進
雙腔顎式破碎機的破碎效率一直是人們研究的方向，對于這個問題，可以從以下這些方面改進這個現(xiàn)狀況：
（1）改變支撐方式。將支撐方式從正支撐改變?yōu)樨撝?，可以增加動顎下端的水平行程，降低動顎下端的特性數(shù)值，使動顎下端的磨損狀況得到一定的減小。
（2）腔形優(yōu)化。通過設(shè)計更加合理的腔形曲線來獲得排料口和給料口的最合適尺寸配合，進一步的提高生產(chǎn)效率，見底金屬消耗。
（3）減低懸掛高度。將懸掛的方式從正懸掛改變?yōu)樨搼覓?，或者是零懸掛，可以在一定程度上增大動顎的下端在水平面的行程，提高生產(chǎn)的能力，試生產(chǎn)更加經(jīng)濟。
（4）機構(gòu)優(yōu)化。對雙腔顎式破碎機的曲柄搖桿機構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化，使各個桿件的配合更加符合生產(chǎn)實際要求，取得更好的傳輸性質(zhì)，從而降低動顎下端的特性值，提高生產(chǎn)的效率。
(5)機架優(yōu)化。顎式破碎機的機架寬度受破碎機給料口寬度的限制，變化不能很大，機架的長度受動顎、肘板調(diào)整座和肘板等零件結(jié)構(gòu)的限制，不能隨意改變，而降低機架上動顎懸掛點高度，在保證破碎腔深度略有增加的前提下降低機架給料口平面的高度。既可使機架的強度變化不大，機構(gòu)運動狀況有較好改善，又可使機架重量有較大的減輕，通過最終設(shè)計，新機架在原機架強度基本同等的條件下重量減輕。
（6）齒板。將固定齒板面兩頭的斜角減小，使破碎腔進料口處的最大嚙角小于物料的滑動角，大大減小了進料口處的物料反跳現(xiàn)象，將整個破碎腔的平均嚙角減小，增大了進料與排料速度，減小了齒板的磨損。
2 雙腔顎式破碎機的設(shè)計
2.1總體設(shè)計方案
雙腔顎式破碎機在生產(chǎn)過程中由于其工作的環(huán)境惡劣，工作任務(wù)繁重，并且在工作的時候受力情況比較復(fù)雜，因此在設(shè)計的過程中不僅要考慮各個部件的強度和剛度要求，也要注意成本的節(jié)約。雙腔顎式破碎機的功耗比較大，顎板壽命比較短等，在總體設(shè)計中也要注意這些細節(jié)，總體要求：符合生產(chǎn)實際要求，破碎機整體運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機構(gòu)配合合理，零件便與加工和日常維護，還要做到衛(wèi)生環(huán)保，節(jié)約經(jīng)濟，安全。
2.1.1設(shè)計的總體要求
本次設(shè)計雙腔顎式破碎機的型號為2PE400X600型，通過對以往破碎機的了解，本設(shè)計采用了更為合理的雙腔破碎來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單腔破碎，這種設(shè)計方法的優(yōu)點有：雙腔顎式破碎機在一個完整的工作周期里，破碎機破碎腔進行了兩次對石料進行破碎和排礦工作，在單位時間內(nèi)不存在空行程狀態(tài)，能量浪費降低，生產(chǎn)效率得到了大量提高，降低了功率消耗。
破碎腔設(shè)計為雙腔結(jié)構(gòu)，雙腔顎式破碎機工作時，排料和破碎過程同時進行，由于這種原因，設(shè)計中將動顎設(shè)計成動顎架的形式，在動顎架上通過螺釘將動顎的顎板固定在動顎架上，因為在動顎架之間安裝肘板不方便，因此將肘板安裝在定顎的后面，同時將偏心軸的偏心向下面移動，這樣，動顎就不再需要下端的支撐結(jié)構(gòu)，而動顎上端就由搖桿和銷軸進行支撐定位，這種設(shè)計，使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，簡單。并聯(lián)機構(gòu)的運用可以提高生產(chǎn)力，提高破碎機的處理能力，降低單位功率消耗，金屬消耗降低，也使破碎機的工作運轉(zhuǎn)安全可靠。
兩個破碎腔可以并聯(lián)和串聯(lián)使用。該破碎機由電動機帶動皮帶輪,皮帶輪帶動偏心軸，偏心軸帶動飛輪,,動顎等部件,使動顎運動。達到破碎生產(chǎn)的目的。在定顎與動顎的相對運動中，以小偏心，高擺動頻率將物料多次破碎。雙腔顎式破碎機有2個破碎腔，是在普通顎式破碎機活動顎板的另一端增加一個破碎腔。在這種結(jié)構(gòu)下，破碎機可在雙工作行程狀態(tài)下運行。當曲柄在角度a范圍回轉(zhuǎn)時，破碎腔I進行物料破碎，而破碎腔II進行排料；當曲柄轉(zhuǎn)支360-a范圍時，破碎腔II進行破碎，破碎腔I進行排料，如此往復(fù)循環(huán)。這種形式的破碎機不存在空行程的能量消耗，同時，破碎機的處理能力將提高1倍，因此可以說，雙腔顎式破碎機真正提高了破碎效率。
2.1.2設(shè)計方案的比較和選取
雙腔顎式破碎機的雙腔結(jié)構(gòu)存在兩種類型：一是并聯(lián)雙腔結(jié)構(gòu)；二是串聯(lián)雙腔結(jié)構(gòu)，由此設(shè)計思想也可以分為破碎腔并聯(lián)和破碎腔串聯(lián)兩種類型。
結(jié)構(gòu)類型一：
這種設(shè)計類型的兩個破碎腔在偏心軸的兩側(cè)，兩個破碎腔并聯(lián)在一起，方案的示意圖如圖2-1所示：
圖2-1 雙腔顎式破碎機并聯(lián)雙腔結(jié)構(gòu)示意圖
在上圖中結(jié)構(gòu)可以看到，該該破碎機腔型設(shè)計用對稱并聯(lián)的雙腔結(jié)構(gòu)，而且破碎機工作時破碎和排礦同時進行，因此，兩個動顎要安裝在一根偏心軸上，為了使其剛度達到要求，將兩動顎結(jié)構(gòu)設(shè)計成連在一起的動顎架，由于在動顎架這種結(jié)構(gòu)安裝肘板很不方便，基于這種原因?qū)蓚€肘板安裝于固定顎板的后面，這樣，動顎下端就沒有支撐的結(jié)構(gòu)，為了解決這種情況，設(shè)計時將偏心軸的偏心部位合理下移，用于實現(xiàn)動顎架下部的支撐。動顎上部的支撐由搖桿和銷軸來完成。這種腔型設(shè)計的優(yōu)點：它結(jié)構(gòu)簡單整體緊湊。這種設(shè)計方法具有一個雙腔結(jié)構(gòu)，兩塊齒板固定在一個動顎上，結(jié)構(gòu)緊湊，在破碎生產(chǎn)時使破碎連續(xù)不間斷的進行，兩個破碎腔并聯(lián)使用。其破碎產(chǎn)品粒度大小基本一致，呈立方體分布，破碎腔內(nèi)動顎架能夠在雙工作行程狀態(tài)下運行，不存單腔破碎機空行程過多能量消耗，提高了生產(chǎn)率。
結(jié)構(gòu)類型二：
這種設(shè)計類型的兩個破碎腔安裝在偏心軸的一側(cè)，一根偏心軸同時帶動兩個串連在一起的破碎腔。該破碎腔設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：
圖2-2 雙腔顎式破碎機破碎腔串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖
由圖2-2所示可以知道，顎式破碎機在一個工作周期內(nèi)，相當于轉(zhuǎn)過了兩個偏心，當電動機通過皮帶輪和皮帶帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)時，偏心軸帶動串聯(lián)雙腔的動顎板，動顎板向固定顎板擠壓礦料，兩個破碎腔交替進行物料破碎，破碎機可以近似的看成是連續(xù)工作的狀態(tài)。但是，這種結(jié)構(gòu)存在空行程的能量消耗。
這種破碎機結(jié)構(gòu)，由于兩個破碎腔進行串聯(lián)，導(dǎo)致偏心軸結(jié)構(gòu)尺寸太長，受力不均勻，而其在工作時候偏心軸承受很大的震動，浙江礦山機械廠曾經(jīng)生產(chǎn)過這種結(jié)構(gòu)的破碎機，由于存在以上的缺陷，設(shè)備損耗比較大，不夠經(jīng)濟。市場銷路不可觀，在目前的破碎機結(jié)構(gòu)中，這種破碎腔型已經(jīng)不復(fù)存在，替代它的是更加優(yōu)化的腔型。
綜合比較上述的兩種方案，可以看出第一種并聯(lián)雙腔結(jié)構(gòu)的腔型更加合理。該方案設(shè)計的顎式破碎機處理能力大，單位功率消耗低，丙塊齒板固定在一個動顎架上，結(jié)構(gòu)緊湊，并聯(lián)使用可提高產(chǎn)能力，不存在空行程的能量消耗，機器運轉(zhuǎn)穩(wěn)定安全可靠。處理能力也得到大幅度提高，單位功率消耗也有很大降低降低，金屬單耗小，這種設(shè)計更符合生產(chǎn)實際需要。
2.2雙腔顎式破碎機的參數(shù)確定
因為該設(shè)計是在雙腔顎式破碎機動顎作復(fù)雜擺動的曲柄搖桿機構(gòu)顎式破碎機的基礎(chǔ)上改進的，因此在計算時候，四桿機構(gòu)是依照復(fù)擺顎式機的算法來確定的。而曲柄搖桿機構(gòu)是破式破碎機的主體機構(gòu)，而且這種曲柄搖桿機構(gòu)做平面運動。因此，此設(shè)計方案是否成功，其關(guān)鍵的設(shè)計部分在于倒置四桿機構(gòu)的形式，應(yīng)對雙腔顎式破碎機的四連桿機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，使各桿件的匹配更加合理，獲得更好的運動特性，從而達到提高生產(chǎn)能力，降低不必要的能量消耗和減小動顎下端特性值的目的。通過對雙腔破碎機結(jié)構(gòu)的分析，可以按照設(shè)計的要求計算各部件的尺寸，再進行選型，進而可以確定傳動方案，并對傳動機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
2.2.1排料口的寬度b及公稱破碎比I的確定
根據(jù)本設(shè)計的類型，確定破碎機的寬度B=400mm，一般破碎機的寬度調(diào)整范圍為（1/7--1/10）B=40-57mm[1]，設(shè)計的時候可以根據(jù)這個設(shè)計范圍進行調(diào)整，進而確定破碎機的開邊空城排料口寬度為b=45mm,由排料口的寬度可以計算出雙腔顎式破碎機的公稱破碎比為i=B/b=9。
2.2.2確定破碎機的嚙合角
嚙合角的定義：雙腔顎式破碎機的定顎板與動顎板之間的夾角稱為嚙合角。
當破碎機工作時，一定要保證在破碎腔中的礦料不能向上面滑動，也不能從破碎腔中滑出，因此，嚙合角的度數(shù)要達到設(shè)計的要求，即要使被破碎的礦料于顎板工作面間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，防止被破碎的巖石等礦料從破碎腔中飛出。
工業(yè)生產(chǎn)中，顎式破碎機的嚙合角一般是在17°到24°之間，而本設(shè)計中的雙腔顎式破碎機為復(fù)擺式顎式破碎機，此類型的破碎機的嚙合角一般情況下不應(yīng)該大于20°到22°，對于這種設(shè)計要求,本設(shè)計選取的嚙合角為α=20°[2]。
2.2.3破碎腔的高度H
破碎機的破碎腔是由動顎板、定顎板以及機架兩側(cè)壁襯所組成。破碎腔的形狀是由給料口尺寸、噬角、動顎板與定顎板以及兩側(cè)壁襯板的布置方式、襯板縱向和橫向斷面的形狀等因素所決定的。破碎腔的腔形直接影響破碎機主要經(jīng)濟技術(shù)指標，如生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成、粒形和襯板使用壽命等，因此受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，并進行大量研究工作。
隨著破碎機的不斷發(fā)展，特別是近幾年來提出“多碎少磨”增大破碎機破碎比和提高產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，不論是設(shè)計新型破碎機，還是對現(xiàn)有老破碎機挖潛、改造，設(shè)計最佳破碎腔都是非常有益的工作。根據(jù)顎式破碎機的生產(chǎn)率沿破碎腔高度變化曲線可知，沿破碎腔高度各截面生產(chǎn)率，從給料口向排料口愈來愈小，且排料口處有最小生產(chǎn)率，因此這個地方是堵塞點。根據(jù)動顎板表面各點實際水平行程計算出的直線形破碎腔，與假設(shè)動顎平衡計算出的直線形破碎腔相比可以看出，第一種破碎腔在給料口處生產(chǎn)率大很多，破碎腔下部，約三分之一高度處生產(chǎn)率小很多而排料口生產(chǎn)率兩者一樣。原因是破碎腔給料口水平行程，遠大于排料口處的水平行程，而在破碎腔下部約三分之一高度處，有最小的水平行程。因此，為了改善排料口處生產(chǎn)率，提高破碎機的生產(chǎn)率，可采用曲線形破碎腔。
為了得到最佳的破碎腔形，可采用變噬角設(shè)計破碎腔，且噬角值從排料口向給料口是逐漸加大的，但必須保證給料口噬角值小于極限噬角值。此外，為了使襯板能掉頭使用，可將兩頭制成對稱性。總之，在設(shè)計顎式破碎機的破碎腔時，要力求滿足這樣的要求：增加產(chǎn)量，針對襯板磨損規(guī)律、盡量延長襯板的使用壽命、合理確定破碎腔高度，減輕機重。
在上部分的設(shè)計中，已經(jīng)選取的嚙合角α=20°，在嚙合角已經(jīng)確定的情況下，破碎腔的高度就可以根據(jù)生產(chǎn)實際的要求和已知的破碎壁進行確定，一般破碎腔的高度H=(2.25-2.5)B（礦山機械-選礦部分.冶金工業(yè)出版社），B為給礦寬度B=400，則破碎腔的高度取H=900mm。
2.2.4動顎的擺動行程S和偏心軸的偏心距r
復(fù)擺破碎機是上端大而下端小，而簡單擺動破碎機上端擺動行程小而下端擺動行程大。雙腔顎式破碎機是復(fù)擺式顎式破碎機的一種，一般情況下，動顎的擺動行程S是上端大，而下端比較小一點。因此，可根據(jù)復(fù)擺式確定動顎的擺動行程S=(12-15)mm。這里取值S=15mm。動顎下端的擺動行程不得大于排料口尺寸的（0.3-0.4）倍[4]，則下端擺動行程不得大于13.5mm-15mm.在這里動顎下端的擺動行程取值S=14mm。
偏心距是設(shè)計破碎機機構(gòu)的一個重要參數(shù)，在其他條件相同的情況下，改變偏心距大小對動顎的行程有明顯影響。偏心距增加，均會使動顎齒板面上各點的水平行程值增大，一方面可以提高生產(chǎn)率，另一方面也增大了機器的功耗。所以在保證水平行程的條件下，減小偏心距可減小功耗。
偏心軸的偏心距可以根據(jù)復(fù)雜擺動的公式計算：S=(2-2.2)r，則偏心軸的偏心距r=7mm.(礦山機械-選礦部分.冶金工業(yè)出版社）
2.2.5確定連桿長度L1和推力板的尺寸K
連桿長度是指動顎軸承中心到動顎肘板墊對稱中心點間的距離。改變連桿長度，對動顎下部動點的水平行程及特性值有明顯影響，較短的連桿可得到較大的下端水平行程值及較小的特性值。因此采用較短的連桿，對于提高生產(chǎn)率和延長齒板使用壽命都是有利的。但過短的連桿給破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來困難并使動顎受力惡化，還可能導(dǎo)致下端點軌跡運動反向等問題。
由上面設(shè)計知道顎板的長度為L=600mm，則L1=(0.85--0.9)L=(510-540)mm,查詢礦山機械-選礦部分.冶金工業(yè)出版社，這里取值L1=520mm。查礦山機械-選礦部分，冶金工業(yè)出版社推力板的長度K=(16.5-25)r=（116.9-175）mm[5],這里取值K=160mm。
2.3電動機的選擇和確定
2.3.1主軸轉(zhuǎn)速的確定
雙腔鄂式破碎機偏心軸轉(zhuǎn)一周，動顎就往返擺動一次。因此，偏心軸每分鐘轉(zhuǎn)速即為動鄂每分鐘的擺動次數(shù)。偏心軸轉(zhuǎn)速是破碎機主要性能參數(shù)之一，轉(zhuǎn)速直接影響生產(chǎn)率、比功耗以及過粉碎產(chǎn)品的含量等，因此轉(zhuǎn)速是破碎機經(jīng)濟運轉(zhuǎn)的主要因素。由試驗可知，轉(zhuǎn)速與生產(chǎn)率、比功耗以及過粉碎產(chǎn)品的含量之間的變化關(guān)系為：在給定的工作條件下，破碎機生產(chǎn)率隨轉(zhuǎn)速增加而增長。當轉(zhuǎn)速增到一定值時，生產(chǎn)率為最大，之后轉(zhuǎn)速再增加，生產(chǎn)率急速下降，過粉碎產(chǎn)品含量也隨之增加。比功耗的變化是，在達到最大生產(chǎn)率之前，隨轉(zhuǎn)速增加而比功耗變化不大，但達到最大生產(chǎn)率以后，隨轉(zhuǎn)速增加而功耗急劇增加。此外，鄂式破碎機偏心軸的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)低于430r/min[7]。
主軸的轉(zhuǎn)速由公式
其中，n:主軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。
α:排料層平均嚙合角，這里取最優(yōu)值α=14°。
S：動顎下端的擺動行程(cm)。
=
=280r/min
2.3.2確定電動機的功率
在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，雙腔顎式破碎機所消耗的功率，與很多因素有關(guān)，主要有：嚙合角的大小，排料口的寬度，嚙合角高度，電動機的轉(zhuǎn)速，礦料的尺寸及其粒度大小和它的物理性質(zhì)等。雙腔顎式破碎機工作中電動機的轉(zhuǎn)速越高，礦料的尺寸越大，則功率的消耗就越嚴重，破碎機的破碎比大，那么功率的消耗就越多。除此之外，礦料的物理機械性能才是功率消耗最大的地方。由于功率的消耗與多種因素有關(guān)，目前為止還沒有精確地公式能夠計算出雙腔顎式破碎機功率的消耗，一般可根據(jù)實驗推導(dǎo)的公式進行計算[7]：
（KW）
(礦山機械--選礦部分.冶金工業(yè)出版社）
其中, L:破碎腔的長度（m)
H:固定顎板計算高度（m）
R:主軸偏心距（m）
n:主軸的轉(zhuǎn)速（r/min)
綜上：
P=18×0.6×0.9×0.007×280
=19.05kw
2.3.3電動機的轉(zhuǎn)速
一般的帶傳動傳動比為：i=2--4，這里取值i=3.則電動機的轉(zhuǎn)速為：
=n×i=280×3=840r/min
2.3.4電動機的選擇
1. 電動機分為同步電動機和異步電動機，這兩者的區(qū)別如下：
（1）同步電動機和異步電動機區(qū)別：
同步電機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速基本相同，帶上負載，轉(zhuǎn)速基本不變，轉(zhuǎn)子通電，可以調(diào)節(jié)功率因數(shù)。
異步電機額定轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，帶上負載，轉(zhuǎn)速隨著負載大小變化，轉(zhuǎn)子不通電。
對功率較大（1000KW）且連續(xù)工作的電動機，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后，可采用同步電動機。國家水利電力部《泵站技術(shù)規(guī)范》SD 204—86要求：泵站在計費計量點的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.85，當容量在3200kVA及以上時，功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9。否則，應(yīng)進行無功功率補償。當單機容量在630kw及以上時，宜采用同步電動機補償。
同步電動機也是一種交流電動機。它比異步電動機有顯著優(yōu)點，首先，異步電動機的轉(zhuǎn)子電流是靠電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的，而同步電動機的轉(zhuǎn)子電流是由直流電源提供的。正是由于二者轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的方式不一樣，而使①同步電動機功率因數(shù)的大小、超前與滯后可以調(diào)節(jié)，從而可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。這點是異步電動機做不到的。其次，②對大功率低轉(zhuǎn)速的電動機，同步電動機的體積和重量比同容量同轉(zhuǎn)速的異步電動機要小些。
因此隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，異步起動法的成功采用以及晶體管整流裝置作為勵磁電源的應(yīng)用，使同步電動機廣泛用于拖動那些不調(diào)速而功率又較大的生產(chǎn)機械，如空氣壓縮機，球磨機，鼓風機和水泵，較多采用同步電動機。
同步電動機的兩個重要特性：一是電源電壓不變，轉(zhuǎn)子勵磁電流不變的條件下，負載改變時即輸出有功功率P2改變時，電磁功率Pem、功率角的改變情況，即功角特性。二是負載不變即輸出有功功率不變的條件下，改變轉(zhuǎn)子勵磁電流，可以調(diào)節(jié)無功電流和無功功率的大小和性質(zhì)，也就是可以改變功率因數(shù)
根據(jù)以上對同步電動機和異步電動機的比較和計算出電動機的功率，電動機的轉(zhuǎn)速，以及對電動機工作環(huán)境的了解，為了滿足生產(chǎn)的目的，選擇安全的電動機，因此，本設(shè)計選擇三相異步電動機，選擇的型號為Y225M-6型三相異步電動機，為了生產(chǎn)的安全，應(yīng)將電動機的功率提高1.1-1.5倍。所以P×1.25=23.8kw。
查表12-1機械設(shè)計課程設(shè)計Y225M-6型三相異步電動機參數(shù)[11]如表2-1所示：
表2-1 Y225M-6型三相異步電動機參數(shù)
電動機型號
額定功率 （kw）
滿載轉(zhuǎn)速（r/min）
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
Y225M-6
30
980
2.0
2.0
2.4雙腔顎式破碎機的生產(chǎn)率
雙腔顎式破碎機的生產(chǎn)率的含義：在一定的給粒度和排料粒度的情況下，單位時間內(nèi)破碎機所處理的物料量稱為雙腔顎式破碎機的生產(chǎn)率（Kg/h或m3/h）。
根據(jù)經(jīng)驗公式可得：
其中，n:主軸轉(zhuǎn)速（r/min）
L:破碎腔長度（m）
b:排料口公稱寬度（m）
S:動顎下端擺動行程（m）
:礦石松散比重，一般=0.65-0.75，這里取值0.7
α：嚙合角
=
=20.62（）
2.5傳動帶的設(shè)計
帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞，因此，帶傳動的設(shè)計準則是：在不打滑的情況下，帶傳動具有一定的疲勞強度和壽命。
皮帶輪與電動機轉(zhuǎn)軸相連，電動機旋轉(zhuǎn)帶動皮帶輪旋轉(zhuǎn)，皮帶輪帶動皮帶運動，由此通過上述計算已知
傳動比的公式：,取I=3，則
2.5.1確定計算功率
其中，:工作狀況系數(shù)，查表8-7[12]，取=1.4
P ：皮帶輪的額定功率。
=42(kw)
2.5.2帶型的選擇
帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應(yīng)用十分廣泛。
摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動比不準確（滑動率在2%以下）；同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉(zhuǎn)有噪聲。 帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。
傳動帶的基本分類 ：
根據(jù)用途不同，有一般工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機械用傳動帶和家用電器用傳動帶。摩擦型傳動帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶等。傳動帶的種類通常是根據(jù)工作機的種類、用途、使用環(huán)境和各種帶的特性等綜合選定。若有多種傳動帶滿足傳動需要時，則可根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)的緊湊性、生產(chǎn)成本和運轉(zhuǎn)費用，以及市場的供應(yīng)等因素，綜合選定最優(yōu)方案。
（1）平型帶傳動
平型帶傳動工作時帶套在平滑的輪面上，借帶與輪面間的摩擦進行傳動。傳動型式有開口傳動、交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃拥龋謩e適應(yīng)主動軸與從動軸不同相對位置和不同旋轉(zhuǎn)方向的需要。平型帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但容易打滑，通常用于傳動比為3左右的傳動。
平型帶有膠帶、編織帶、強力錦綸帶和高速環(huán)形帶等。膠帶是平型帶中用得最多的一種。它強度較高，傳遞功率范圍廣。編織帶撓性好，但易松弛。強力錦綸帶強度高，且不易松弛。平型帶的截面尺寸都有標準規(guī)格，可選取任意長度，用膠合、縫合或金屬接頭聯(lián)接成環(huán)形。高速環(huán)形帶薄而軟、撓性好、耐磨性好，且能制成無端環(huán)形，傳動平穩(wěn)，專用于高速傳動。
（2）三角帶傳動
三角帶傳動工作時帶放在帶輪上相應(yīng)的型槽內(nèi)，靠帶與型槽兩壁面的摩擦實現(xiàn)傳動。三角帶通常是數(shù)根并用，帶輪上有相應(yīng)數(shù)目的型槽。用三角帶傳動時,帶與輪接觸良好,打滑小,傳動比相對穩(wěn)定,運行平穩(wěn)。三角帶傳動適用于中心距較短和較大傳動比(7左右)的場合,在垂直和傾斜的傳動中也能較好工作。此外，因三角帶數(shù)根并用，其中一根破壞也不致發(fā)生事故。
三角膠帶是三角帶中用得最多的一種，它是由強力層、伸張層、壓縮層和包布層制成的無端環(huán)形膠帶。強力層主要用來承受拉力，伸張層和壓縮層在彎曲時起伸張和壓縮作用，包布層的作用主要是增強帶的強度。三角膠帶的截面尺寸和長度都有標準規(guī)格。此外，尚有一種活絡(luò)三角帶,它的截面尺寸的標準與三角膠帶相同,而長度規(guī)格不受限制，便于安裝調(diào)緊，局部損壞可局部更換，但強度和平穩(wěn)性等都不如三角膠帶。三角帶常多根并列使用，設(shè)計時可按傳遞的功率和小輪的轉(zhuǎn)速確定帶的型號、根數(shù)和帶輪結(jié)構(gòu)尺寸。
（3）同步齒形
這是一種特殊的帶傳動。帶的工作面做成齒形，帶輪的輪緣表面也做成相應(yīng)的齒形，帶與帶輪主要靠嚙合進行傳動。同步齒形帶一般采用細鋼絲繩作強力層，外面包覆聚氯脂或氯丁橡膠。強力層中線定為帶的節(jié)線，帶線周長為公稱長度。帶的基本參數(shù)是周節(jié)p和模數(shù)m 。周節(jié)p等于相鄰兩齒對應(yīng)點間沿節(jié)線量得的尺寸，模數(shù)m=p/π。中國的同步齒形帶采用模數(shù)制，其規(guī)格用模數(shù)×帶寬×齒數(shù)表示。
通過以上對傳動帶的了解，本設(shè)計雙腔顎式破碎機在工作的時候會受到比較大的載荷變動和脈動循環(huán)，所受到的載荷可以大致分為兩種，即脈動載荷和沖擊載荷，由于這些原因，導(dǎo)致傳動時，皮帶輪和飛輪傳動較大，這就導(dǎo)致在設(shè)計的時候，傳動軸之間的距離也要適當遠一些，另外，破碎機的工作環(huán)境比較差，對傳動系統(tǒng)的磨損比較大，又受到多種力的影響，這樣對傳動部件及整個系統(tǒng)的損耗就會比較大。綜合以上所有原因，在本設(shè)計中選用傳動帶進行傳動。用皮帶進行傳動的優(yōu)點有：傳動帶具有一定的彈性，能夠?qū)ζ扑闄C工作過程中所受到的力進行一定緩沖和吸收，能夠使整個傳動系統(tǒng)更加的平穩(wěn)，避免破碎機受到?jīng)_擊破壞，也達到保護電動機的目的，皮帶傳動在受到摩擦阻力比較大時，皮帶會在皮帶輪上打滑，通過這種方式也可以對傳動系統(tǒng)起到過載保護的作用，也可以用中心距較大的傳動節(jié)省制造加工成本，并且?guī)鲃訉Π惭b精度要求不高，適合在破碎行業(yè)運轉(zhuǎn)。V
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