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顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)
A JAW CRUSHER DESIGN
摘要
伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，制造業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的春天。顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)、發(fā)展與優(yōu)化也在其隊(duì)伍內(nèi)?，F(xiàn)在在礦產(chǎn)中的應(yīng)用非常多，因?yàn)檫@種破碎機(jī)的構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，并且型號(hào)也比較多而且還很全面，這種機(jī)器的體積相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大。顎式破碎機(jī)是比較老的機(jī)型，但是隨著社會(huì)的發(fā)展和破碎的要求的不斷提高，對(duì)產(chǎn)品及其質(zhì)量要求也大大的提高，破碎機(jī)的機(jī)型也發(fā)展了很多型號(hào)。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各工業(yè)部門對(duì)破碎機(jī)的要求越來(lái)越高，所以現(xiàn)在對(duì)這種機(jī)器進(jìn)行繼續(xù)研究和改進(jìn)的意義是非常重大的。
本題目是顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)。顎式破碎機(jī)是根據(jù)其動(dòng)腭在其它機(jī)件的帶動(dòng)下作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)而得名的。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是為了滿足生產(chǎn)需求：進(jìn)料口尺寸為：400×600 (mm)；出料口尺寸為：40～160 (mm)；進(jìn)料塊最大尺寸為：340(mm)；產(chǎn)量為：17～115噸/時(shí)而研究的。主要對(duì)其總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定，對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，對(duì)電動(dòng)機(jī)、V帶等標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行計(jì)算和選型，偏心軸、飛輪、軸承等零件的設(shè)計(jì)與校核。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)其特點(diǎn)為生產(chǎn)能力高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)等。并在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)本次的設(shè)計(jì)，加深了對(duì)本專業(yè)的了解。
關(guān)鍵詞 顎式破碎機(jī)；破碎腔；偏心軸；設(shè)計(jì)
II
Abstract
With the rapid development of domestic economy, the manufacturing sector ushered in the spring. Design, development and optimization of jaw crusher is also within its ranks. Now the mining company which is used very much, because the construction of such crusher is not so complicated, and the model is more and very comprehensive, this volume machines are relatively large. After 100 years of practice and continuous improvement, the agency has been improving. Although the jaw crusher counted on the older models, but with the development needs of the community of Broken increasing demands on the quality of the product and the product is also greatly improved, crusher models have been developed to a variety of a. With the development of modern, industrial sector of the stone crushing requirements are getting higher and higher, so now this machine to continue research to improve, meaning is very significant.
Entitled jaw crusher design. Jaw crusher because of its movement in other parts of the palate driven mainly as complex generally planar motion named. The graduation project is mainly to meet production needs: the feed inlet size: 400 × 600 (mm); spout Size: 40 ~ 160 (mm); feed block maximum size: 340 (mm); Yield: 17 to 115 t / and sometimes research. Mainly for its overall design and determine, analyze their movement, standard motor, V belt and so choose, to select various operating parameters, the design of the main components, calculation and checking. Optimization focuses on the design and drive system.
Through this design we can find jaw crusher design its high production capacity, simpler structure, actual production has been widely used. Through this design, the university specialty is deepening awareness in practice, carried out a comprehensive review.
Keywords Jaw crusher crushing chamber eccentric shaft design
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 本課題研究的目的和意義 1
1.2 顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀 1
1.3本課題主要研究?jī)?nèi)容 3
2 顎式破碎機(jī)的工作原理與構(gòu)件分析 5
2.1 顎式破碎機(jī)的工作原理 5
2.2 顎式破碎機(jī)的構(gòu)造 6
2.2.1 動(dòng)顎的分析 6
2.2.2 齒板的分析 7
2.2.3 肘板的分析 8
2.2.4 調(diào)整裝置的分析 9
2.2.5 保險(xiǎn)裝置的分析 9
2.2.6 機(jī)架結(jié)構(gòu)的分析 10
2.2.7 傳動(dòng)件的分析 11
2.2.8 飛輪的分析 11
2.2.9 潤(rùn)滑裝置的分析 11
3 主要部件的計(jì)算與設(shè)計(jì) 12
3.1 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 12
3.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.2.1 破碎腔高度的計(jì)算 12
3.2.2 偏心距的計(jì)算 13
3.2.3 動(dòng)顎懸掛高度的計(jì)算 13
3.2.4 偏心距對(duì)連桿長(zhǎng)度比值的計(jì)算 13
3.2.5 肘板長(zhǎng)度的計(jì)算 13
3.2.6 傳動(dòng)角的計(jì)算 14
3.2.7 破碎腔形狀的確定 14
3.3 顎式破碎機(jī)工作參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 15
3.3.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 16
3.3.3 破碎力的計(jì)算 16
3.4 各個(gè)部件的受力分析 17
4 主要零件的設(shè)計(jì)與校核 19
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 19
4.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 19
4.2.1 確定計(jì)算功率 19
4.2.2 確定V帶的帶型 19
4.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)證帶速 20
4.2.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 20
4.2.5 驗(yàn)算小帶輪包角 21
4.2.6 確定V帶根數(shù) 21
I
4.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 22
4.2.8 計(jì)算壓軸力 22
4.3 飛輪的設(shè)計(jì) 22
4.4 推力板的設(shè)計(jì) 23
4.5 偏心軸的設(shè)計(jì) 24
4.6 軸承的計(jì)算與選型 27
4.6.1機(jī)架處的軸承 27
4.6.2動(dòng)顎處的軸承 28
4.7鍵的計(jì)算與校核 29
4.7.1電動(dòng)機(jī)上鍵的選擇與校核 29
4.7.2偏心軸上的鍵的選擇與校核 29
5 顎式破碎機(jī)的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn) 31
5.1 顎式破碎機(jī)的安裝 31
5.2 機(jī)架的安裝 31
5.3 肘板的安裝 31
5.4 動(dòng)顎的安裝 31
5.5 齒板的安裝 32
5.6 破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 32
結(jié)論 33
致謝 34
參考文獻(xiàn) 35
II
1 緒論
1.1 本課題研究的目的和意義
現(xiàn)在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對(duì)于礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越多，所以在開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)的時(shí)候，相關(guān)的技術(shù)和機(jī)器也都迅速發(fā)展。
在采礦的過(guò)程中，將礦產(chǎn)資源進(jìn)行破碎是必須要進(jìn)行的步驟。因?yàn)槊糠N礦產(chǎn)資源的物理性質(zhì)與其自身結(jié)構(gòu)，差異較大，所以要對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行破碎，機(jī)器的型號(hào)就會(huì)非常多的。如果開(kāi)采的是金屬類，那么開(kāi)采物料時(shí)，第一步就要先對(duì)它進(jìn)行破碎，將里面有效的資源分離出來(lái)，進(jìn)行破碎的步驟比較多，分為粗碎，中碎，細(xì)碎，研磨。破碎這道工序耗費(fèi)的能量比較多，如果要將能源的耗費(fèi)降低、生產(chǎn)效率提高，那么現(xiàn)在的破碎機(jī)的技術(shù)原則就是多進(jìn)行破碎，少進(jìn)行研磨。
現(xiàn)在工業(yè)飛速發(fā)展，所以在這樣的背景下破碎機(jī)自動(dòng)化的程度也越來(lái)越高。現(xiàn)在對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的規(guī)模較大，所以對(duì)破碎機(jī)的需求量也將變大。新型式破碎機(jī)還在不斷的開(kāi)發(fā)研究中，還沒(méi)有研制出來(lái)，所以大都采用顎式破碎機(jī)。
舊式顎式破碎機(jī)，其構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，并且工作可靠性較高，生產(chǎn)時(shí)并不復(fù)雜等，工業(yè)上基本采用這種型號(hào)。不過(guò)，這個(gè)破碎機(jī)也有不足之處，不能連續(xù)工作，工作效率不高，破碎物料較小，破碎不均勻。對(duì)于這些不足之處，很多國(guó)家都在對(duì)其進(jìn)行改良，對(duì)其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)軌跡、破碎腔室等進(jìn)行改良，破碎率就會(huì)提高，機(jī)器的磨損會(huì)降低，能耗會(huì)減少，現(xiàn)在的顎式破碎機(jī)的破碎腔不僅高，而且還深，其嚙角較??；破碎機(jī)的懸掛方式也有很大改進(jìn)，對(duì)襯板的支撐進(jìn)行了改變，這樣提高了機(jī)器的性能?，F(xiàn)在的顎式破碎機(jī)運(yùn)用了新型材料，相較之前的材料，承受的摩擦力矩變大，磨損減少，自動(dòng)化程度也相對(duì)提高。
現(xiàn)在研制出了新型號(hào)的破碎機(jī)，如篩分顎式破碎機(jī)，這種機(jī)器不僅可以進(jìn)行破碎，還能對(duì)物料進(jìn)行篩選，這樣其工藝的流程就相較簡(jiǎn)單，并且還可以根據(jù)設(shè)定的參數(shù)選擇所需的物料，因此就不會(huì)出現(xiàn)阻塞和過(guò)度粉碎的情況，改善生產(chǎn)水平，減少了物料的消耗。近年來(lái)，越來(lái)越多的在室外進(jìn)行礦場(chǎng)資源的開(kāi)采，機(jī)器大都變成大型化，為了確保產(chǎn)量，破碎機(jī)也要向著大型化的發(fā)展?，F(xiàn)在，國(guó)外生產(chǎn)機(jī)器最大的型號(hào)是1500mm×2000mm。
本設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
1、進(jìn)料口尺寸：400×600 (mm)；
2、出料口尺寸：40～100 (mm)；
3、進(jìn)料塊最大尺寸：340(mm)；
4、產(chǎn)量：17～115h/t。
1.2 顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀
1、顎式破碎機(jī)的特征
它的結(jié)構(gòu)是曲柄搖桿的結(jié)構(gòu)，它的工作件為曲柄。這種機(jī)器結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，并且工作可靠性好，后期維護(hù)簡(jiǎn)便。在粉碎物料這個(gè)領(lǐng)域使用較為廣泛。
在這個(gè)機(jī)器上，動(dòng)鄂與偏心軸直接相連，它的結(jié)構(gòu)為曲柄連桿結(jié)構(gòu)，連桿不是獨(dú)立的，偏心軸帶動(dòng)動(dòng)顎在垂直與水平方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在動(dòng)顎板上，每個(gè)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最底端，圓就變得越小。因此在對(duì)物料進(jìn)行破碎時(shí)，不僅破碎的顆粒會(huì)比較小，而且還能對(duì)碎塊進(jìn)行碾壓。因?yàn)檫@個(gè)機(jī)器的偏心軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，方向?yàn)槟鏁r(shí)針，提高物料的排出效果，所以機(jī)器在對(duì)物料進(jìn)行破碎是破碎率就會(huì)提高。
顎式破碎機(jī)相較于簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)，其自身重量較輕，并且結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，生產(chǎn)效率較高。不過(guò)，其鄂板在豎直方向上長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，所以鄂板受到的磨損也相對(duì)較大，消耗的能耗也較大的，在進(jìn)行工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的灰塵。
但是顎式破碎機(jī)也具有較多好處，生產(chǎn)工作效率高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且物料破碎后都較小，檢修零部件時(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)器操作較為簡(jiǎn)單，一般人都可以操作，使用范圍較大，并且這種破碎機(jī)在使用的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)被堵的情況。破碎機(jī)在工作時(shí)，震動(dòng)較大，所以它的缺陷就在于機(jī)器自身會(huì)出現(xiàn)大的擺動(dòng)，工作穩(wěn)定性不好，噪音大。并且，這個(gè)破碎機(jī)在破碎片狀的物料，其破碎效果不好，工作連貫性不好。安裝時(shí)，要裝在混凝土基礎(chǔ)上，這個(gè)混凝土的重量必須是這個(gè)機(jī)器的五倍，除此之外，還要進(jìn)行隔震處理。如果是外形很大的破碎機(jī)，還要將其埋在鋼梁上。
用顎式破碎機(jī)進(jìn)行工作的時(shí)候，要注意到的是，因?yàn)闄C(jī)器的工作環(huán)境比較差，所以要定時(shí)對(duì)機(jī)器進(jìn)行保養(yǎng)，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)器上有零部件損壞，就要快速更換零部件，這樣就能更好的維持機(jī)器的使用壽命。
2、顎式破碎機(jī)研究現(xiàn)狀
顎式破碎機(jī)是由美國(guó)最早研發(fā)出來(lái)的，迄今為止已有一百五十多年的歷史，破碎機(jī)的構(gòu)造也在不斷地改變，如今在采礦業(yè)中應(yīng)用極為普遍。為了提高其生產(chǎn)效率與性能，現(xiàn)已有發(fā)達(dá)國(guó)家研究出了異型顎式破碎機(jī)。德國(guó)和前蘇聯(lián)，他們研究的顎式破碎機(jī)是采用的液壓驅(qū)動(dòng)。這種機(jī)器不同之處在于，動(dòng)鄂擺動(dòng)次數(shù)變高，生產(chǎn)量提高，可以通過(guò)液壓來(lái)調(diào)整排料口。德國(guó)曾研究出一種沖擊式的，蘇聯(lián)同樣研究出振動(dòng)式的。這兩種型號(hào)的破碎機(jī)在破碎物料的時(shí)候都是靠動(dòng)鄂振動(dòng)沖擊來(lái)完成的，這樣就可以提高破碎率。中國(guó)科研人員曾經(jīng)研制出雙腔雙顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)工作效率非常高的，不僅使機(jī)器的負(fù)載變小，而且也降低了機(jī)器自重。
根據(jù)前蘇聯(lián)生產(chǎn)的雙動(dòng)顎式破碎機(jī)。中國(guó)在這個(gè)基礎(chǔ)上研制出雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。這種類型的破碎機(jī)，就是把之前兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對(duì)置之后生產(chǎn)出來(lái)的。要讓兩個(gè)動(dòng)鄂共同運(yùn)轉(zhuǎn)，就在偏心軸一側(cè)添加兩個(gè)開(kāi)式齒輪。因其結(jié)構(gòu)較為繁瑣，這幾年來(lái)，生產(chǎn)出了單軸倒懸掛式。這兩類破碎機(jī)都是動(dòng)顎同時(shí)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)行排料。這類破碎機(jī)轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)量就越高，但是因?yàn)槲锪虾蛣?dòng)鄂間沒(méi)有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，襯板磨損就會(huì)減小，使用壽命延長(zhǎng)。國(guó)外曾生產(chǎn)過(guò)肘板向上放置的一種破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)也生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。這種機(jī)器就是根據(jù)增大傳動(dòng)角，提高運(yùn)動(dòng)特性，改善其性能。
國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)相較于世界先進(jìn)水平還是有一定的差距，但是還是有少數(shù)產(chǎn)品接近于世界先進(jìn)水平。所以，要想提高顎式破碎機(jī)的技術(shù)，達(dá)到世界技術(shù)水平，首先要建立民族品牌。
要保證顎式破碎機(jī)的工作性能，那么就要保證動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)性能，根據(jù)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)保證。所以，破碎機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證其最佳性能的根本。
中國(guó)生產(chǎn)的機(jī)器的體積遠(yuǎn)大于其他國(guó)家，因此，減輕機(jī)重是非常嚴(yán)峻的現(xiàn)狀。其中機(jī)架在整個(gè)機(jī)器中占的重量比很大（鑄造占50%，焊接占30%）。其他國(guó)家均利用焊接方法，以至于就連動(dòng)顎都利用這種方法。而國(guó)內(nèi)常采用鑄造來(lái)加工機(jī)架。因在鑄造的過(guò)程中損失較大，因此為了減少不必要的損失，就必須支持焊接技術(shù)。
在設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，那么機(jī)量也會(huì)變大的。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要考慮其受力，在合適的強(qiáng)度、剛度要求下，要盡量減少其體積。機(jī)架前部所受到的載荷通常由橫向筋板承擔(dān)。通常，破碎機(jī)是沒(méi)有縱向筋板，見(jiàn)圖1-1。這個(gè)破碎機(jī)中的加強(qiáng)筋布置不合理，且數(shù)量過(guò)多，導(dǎo)致機(jī)器重量過(guò)重。但機(jī)器重量過(guò)大也與其受力情況有關(guān)。
圖1-1 某破碎機(jī)焊接機(jī)架 圖1-2大傳動(dòng)破碎機(jī)機(jī)架 圖1-3大傳動(dòng)破碎示力圖
根據(jù)圖1-2所示，機(jī)架側(cè)部放有3根筋板，筋板1放于主軸承的側(cè)面，筋板3放于主軸承后下方，筋板2用于連接這兩個(gè)筋板。圖中軸承所承受的最大力的方向與筋板1的方向一致。因此，圖1-2的布置符合受力要求。圖1-3為其受力分析。
在整個(gè)破碎機(jī)的零部件中，動(dòng)鄂所占的重量也較大，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。設(shè)計(jì)動(dòng)鄂結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)其受力來(lái)設(shè)計(jì)，在符合強(qiáng)度、剛度的同時(shí)，應(yīng)盡量減少其重量。
因?yàn)樵谶M(jìn)行焊接，鑄造，還有熱處理等加工時(shí)，破碎機(jī)也會(huì)隨之受到一定的影響。所以應(yīng)提高設(shè)計(jì)制造等水平，縮短與世界先進(jìn)水平的差距。
1.3本課題主要研究?jī)?nèi)容
本論文主要分析顎式破碎機(jī)的種類及其工作原理，設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)主要零部件進(jìn)行分析。并針對(duì)動(dòng)顎板和定顎板在工作中承受巨大的破碎力和物料的摩擦力而容易破損的問(wèn)題，電機(jī)的選用，以及偏心軸工作時(shí)所承受的載荷容易失效的問(wèn)題等進(jìn)行研究。并對(duì)V帶輪、飛輪、偏心軸、動(dòng)顎板等主要零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)分析、計(jì)算，并進(jìn)行校核。選擇合適的軸承和材料，并進(jìn)行校核。
本設(shè)計(jì)主要根據(jù)顎式破碎機(jī)工作時(shí)所遇到的一些問(wèn)題，所選用PE400X600型號(hào)的破碎機(jī)。能夠滿足工作需求提高了機(jī)器的使用壽命，減少了資源浪費(fèi)，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。
4
2 顎式破碎機(jī)的工作原理與構(gòu)件分析
為了能更好的了解顎式破碎機(jī)的構(gòu)造，需要對(duì)它的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)述，并對(duì)其主要構(gòu)件進(jìn)行分析。
2.1 顎式破碎機(jī)的工作原理
帶輪和偏心軸是固定連接的，可以看成一個(gè)整體。這個(gè)部分為主動(dòng)件，剩下的部件為從動(dòng)件。見(jiàn)圖2-1，帶輪和偏心軸根據(jù)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鄂進(jìn)行復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，使礦石被碾碎。
圖2-1顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖2-2顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖
圖2-3 顎式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖
圖2-2所示為其工作原理，主要由動(dòng)顎板，定鄂板，偏心軸，和推力板構(gòu)成。動(dòng)鄂板上部和偏心軸連在一起，動(dòng)顎板的下部依靠推力板來(lái)固定。在偏心軸工作的時(shí)候，動(dòng)顎板根據(jù)定鄂板來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)定鄂板進(jìn)行幅度較大的上下移動(dòng)。圖2-3為動(dòng)顎板上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。上部運(yùn)動(dòng)軌跡類似于圓，越向下運(yùn)動(dòng)的幅度就越小，它的運(yùn)動(dòng)軌跡類似橢圓。
2.2 顎式破碎機(jī)的構(gòu)造
顎式破碎機(jī)的主體部分是由機(jī)架、偏心軸、動(dòng)顎板、定鄂板、及肘板構(gòu)成。除此之外還有一些輔助零部件，比如用來(lái)進(jìn)行固定的齒板，襯板，墊片，鎖緊裝置等等。
2.2.1 動(dòng)顎的分析
1、動(dòng)顎的結(jié)構(gòu)組成
在破碎機(jī)的部件里面，直接用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行破碎的部分就是動(dòng)鄂，承受大的沖擊載荷，因此要求要有足夠的強(qiáng)度和鋼度，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅(jiān)固耐用，破碎機(jī)中除機(jī)架外，為最重要的零件，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特性又是決定破碎機(jī)性能好壞的關(guān)鍵，所以動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。動(dòng)顎的類型有兩種，一種是箱形的，還有一種是非箱形的。動(dòng)鄂的結(jié)構(gòu)為鑄造。要使動(dòng)鄂的質(zhì)量變小，論文中使用的結(jié)構(gòu)是非箱形的。
圖2-4動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剖視圖
2、動(dòng)顎的工作過(guò)程
顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。通過(guò)圖紙2-1可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)機(jī)器實(shí)際上它的工作部分就是一個(gè)平面四桿裝置，它的運(yùn)動(dòng)部分就是連桿。在圖紙2-2里面展示的就是在動(dòng)鄂的上面每一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)候的軌跡。通過(guò)圖紙2-1就可知，A這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)就是圓周的運(yùn)動(dòng)，B這個(gè)點(diǎn)是以O(shè)2為圓心，推動(dòng)板拉著它，它來(lái)回的進(jìn)行擺動(dòng)，別的點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，軌跡都是橢圓。在上面部分，它的水平位移量為下面部分的一百多倍，但是發(fā)生的垂直位移是沒(méi)有下半部分大的，在進(jìn)行工作的時(shí)候，曲柄就是在工作的這個(gè)區(qū)域里面；它的上半部分是靠到前面的，下半部分是靠到后面的，它的區(qū)就是一個(gè)空的行程。
根據(jù)動(dòng)鄂在運(yùn)動(dòng)時(shí)候的特征，那么下面就對(duì)動(dòng)鄂的性能來(lái)進(jìn)行描述：
（1）在平面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，它的過(guò)程是非常復(fù)雜的，一會(huì)是跟固定的動(dòng)顎板距離非常近，一會(huì)又離的比較遠(yuǎn)，這樣一來(lái)，它運(yùn)動(dòng)變化的空間就是比較大的，那么需要破碎的這個(gè)物料破碎的范圍也是比較大的。
（2）因?yàn)橛羞@樣的運(yùn)動(dòng)，所以物料會(huì)有一個(gè)向下推的力量，如圖2-5中所示的就是物料在這個(gè)鄂板的中間受力的狀況。物料在破碎腔中被破碎之后，從排料口排出。
(a) (b)
圖2-5 物料、顎板受力分析
3、動(dòng)顎的材料
顎式破碎機(jī)通常選擇高錳鋼、高鉻鐵、中錳鋼、中碳低合金鑄鋼等材料。其中高鉻鐵的耐磨性較好，但它的韌性差，故不合適。高錳鋼是比較傳統(tǒng)的使用材料，具有好的抗沖擊性，但是磨損比較快。中錳鋼的耐磨性較好，但在受到?jīng)_擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變形。中碳低合金鑄鋼是現(xiàn)在采用較多的一種耐磨材料，因其具有較高的硬度()和合適的的韌性()，能夠抵抗因物料的切削和反復(fù)擠壓所產(chǎn)生的疲勞剝落，具有良好的耐磨性。所以在本論文中選擇中碳低合金鑄鋼作為動(dòng)顎的材料。
2.2.2 齒板的分析
在破碎機(jī)的零部件里面，與破碎物料直接接觸的就是齒板，其構(gòu)造并不復(fù)雜，但對(duì)其的工作效率，能源的損失，物料的大小和力的大小，具有很大的影響。
因?yàn)槠涫艿綐O大的沖擊力，因此磨損會(huì)很厲害。要想延長(zhǎng)工作時(shí)間，就要從下面兩點(diǎn)來(lái)進(jìn)行著手：
一方面，齒板的加工材料，承受磨損的性能更加的好的材質(zhì)；另一方面，就是齒板的結(jié)構(gòu)一定要合理，形狀還有大小都要合理。
現(xiàn)在的破碎機(jī)采用的齒板原材料大都是ZGMn13。這種材質(zhì)在受到?jīng)_擊是，它的表面就會(huì)產(chǎn)生硬化，英雌齒面硬度會(huì)變大，也可以承受磨損，而且能保持良好的金屬性能，所以如今的破碎機(jī)上齒板大都是采用這種材料。
將齒板橫向切開(kāi)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有兩種截面形狀，一種是平滑截面，還有一種是齒形截面。在齒形截面中，還可以分為，三角形和梯形。
本設(shè)計(jì)采用三角形，見(jiàn)圖2-6
(a)三角形
(b)梯形
圖2-6齒板
2.2.3 肘板的分析
肘板在整個(gè)破碎機(jī)中，其構(gòu)造最為簡(jiǎn)單，但卻起著非常關(guān)鍵的作用：
1、傳送動(dòng)力，傳動(dòng)力的大小大于破碎力；
2、可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行保險(xiǎn)，在破碎腔中有不需要破碎的物料進(jìn)去，肘板就會(huì)對(duì)這個(gè)物件進(jìn)行破壞，這樣就避免機(jī)器被破壞；
3、排料口的大小，可以通過(guò)它進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在設(shè)備工作時(shí)，肘板和襯板間，潤(rùn)滑性能較差，會(huì)有粉塵進(jìn)入，這樣他們之間就會(huì)有連續(xù)摩擦。而且肘板與肘板之間非常容易出現(xiàn)磨損情況，就會(huì)降低其使用壽命。所以在設(shè)計(jì)肘板結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要注意其構(gòu)造和工作條件。
(a)滾動(dòng)型 （b）滑動(dòng)型
圖2-7 肘墊和肘頭
根據(jù)肘頭和肘墊連接時(shí)的結(jié)構(gòu)，對(duì)它進(jìn)行分類，可分為滾動(dòng)性和滑動(dòng)型，見(jiàn)圖2-7。在肘板與襯墊之間，傳送的擠壓力非常大，存在有規(guī)律性的沖擊。因此在不斷的沖擊和擠壓過(guò)程中，磨損會(huì)變得非常嚴(yán)重尤其是在滑動(dòng)型中非常突出。
要想讓傳動(dòng)效率更高，損耗更低，使用時(shí)間更長(zhǎng)，就可以使用滾動(dòng)型的肘板。這種構(gòu)造的肘板，它的頭部是圓柱面，而襯墊就是一個(gè)普通平面。由于它的兩頭都是圓柱面，所以在這兩頭的襯墊的面都平行時(shí)，肘板受到的力就可以順著這個(gè)圓柱的直徑，跟襯墊垂直的這個(gè)方向傳送出去。在破碎機(jī)工作的時(shí)候，動(dòng)鄂運(yùn)動(dòng)的幅度不大，因此肘板兩頭支承肘墊的面產(chǎn)生的角度就不會(huì)過(guò)大，那么在破碎機(jī)工作的時(shí)候，肘板和肘墊之間的運(yùn)動(dòng)只有滾動(dòng)，沒(méi)有別的動(dòng)作。
2.2.4 調(diào)整裝置的分析
依靠這個(gè)部分來(lái)改變排料口的尺寸。因?yàn)橐r板的磨損比較嚴(yán)重，排料口一直在變大，就會(huì)導(dǎo)致破碎的物料直徑也一直在變大。所以，要使破碎物料達(dá)到粒度的要求，那么就要定時(shí)的用調(diào)整裝置來(lái)調(diào)整排料口的大小。另外，如果在破碎的時(shí)候，物料的大小不一致，就要一直對(duì)排料口的大小進(jìn)行改變?，F(xiàn)在，這種機(jī)器的調(diào)整裝置各種各樣，比如墊片、鍥鐵、液壓以及襯板調(diào)整。在此論文中，調(diào)整排料口的大小是通過(guò)墊片來(lái)完成的。這次論文中所使用的是第一種。
2.2.5 保險(xiǎn)裝置的分析
如果不需要破碎的物體得進(jìn)入破碎機(jī)中的時(shí)候，為了保證設(shè)計(jì)機(jī)器的安全，就要設(shè)計(jì)保護(hù)裝置。
通過(guò)參考資料，能夠發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)的裝置一共有下面的三種：
第一種是連桿（液壓）；
第二種是采用摩擦形式離合器，其動(dòng)力形式也是液壓的；
第三種是肘板。
通過(guò)這三種保險(xiǎn)裝置的對(duì)比、權(quán)衡采用肘板作為本論文的保險(xiǎn)裝置。同時(shí)肘板也是現(xiàn)在市面上最為簡(jiǎn)單和便宜的零件，它的綜合性能較高，在工廠中得到了很大的應(yīng)用。
通過(guò)查閱設(shè)計(jì)資料，能夠找到肘板通常有以下三種結(jié)構(gòu)，他們的構(gòu)造見(jiàn)圖2-8：
（a） (b) (c)
圖2-8 肘板結(jié)構(gòu)
a圖為中部比較薄的變截面結(jié)構(gòu)，b圖為弧形結(jié)構(gòu)，c圖為S型結(jié)構(gòu)。圖a這種結(jié)構(gòu)能夠確保其穩(wěn)定性及剛度，而且還能夠使它的超載破壞敏感度變高。圖b和圖a，這兩種結(jié)構(gòu)都是通過(guò)灰鑄鐵肘板抗彎性比較差，只要確定合適的肘板大小，這樣肘板的破壞敏感度就提高了。
通過(guò)從加工制造簡(jiǎn)單的角度考慮，本設(shè)計(jì)采用a圖這種肘板作為保險(xiǎn)裝置。
2.2.6 機(jī)架結(jié)構(gòu)的分析
所有的零部件都是裝在破碎機(jī)上。在破碎機(jī)工作的時(shí)候，受到較大的沖擊力，在整個(gè)機(jī)器的質(zhì)量中，機(jī)架重量占的很大比重，并且在進(jìn)行加工的時(shí)候，花費(fèi)的工作量很大。破碎機(jī)的機(jī)架剛度，強(qiáng)度與機(jī)器及其零部件的使用壽命有關(guān)。破碎機(jī)上的機(jī)架按其結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分類，有整體型和組合型，根據(jù)其加工工藝來(lái)進(jìn)行分類，有鑄造型和焊接型。
組合型機(jī)架，因?yàn)樵诩庸ず秃笃诎惭b、運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候難度都比較大，所以不能在比較大的破碎機(jī)上面用，一般都用在體積不大的破碎機(jī)上。整體型的機(jī)架性能要比組合型的好，不過(guò)加工這種類型的機(jī)架的時(shí)候，難度是比較大的。從加工行業(yè)來(lái)對(duì)它進(jìn)行分類，有整體鑄造和整體焊接兩種。前一種剛性優(yōu)于比后一種，不過(guò)加工起來(lái)有一定的難度，尤其是生產(chǎn)數(shù)量比較少的時(shí)候。這后一種機(jī)架加工起來(lái)比較方便，而且自身重量沒(méi)有那么重，但是剛性很差。在焊接的時(shí)候其加工條件比較嚴(yán)格，必須保證其具有良好的性能，而且完成后需進(jìn)行退火處理。隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，所以現(xiàn)在世界上很多機(jī)架都是通過(guò)焊接加工出來(lái)的。對(duì)機(jī)架進(jìn)行焊接的時(shí)候，用的原材料是Q235，這個(gè)鋼板的厚度是在25mm～50mm之間。
在對(duì)機(jī)架進(jìn)行整體鑄造的時(shí)候，不僅使用的材料是鑄鋼，如果其型號(hào)不大但是需要破碎的物料較軟的時(shí)候，使用的材料就能夠是優(yōu)質(zhì)的或者是球墨鑄鐵。在對(duì)機(jī)架進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候，它的前提就是工作要正常，另外重量還要降低。在對(duì)機(jī)架進(jìn)行生產(chǎn)加工的時(shí)候，要在偏心軸承的中心上進(jìn)行鏜孔，這個(gè)孔跟動(dòng)顎心軸軸承的中心孔平行，見(jiàn)圖2-9。
圖2-9機(jī)架
2.2.7 傳動(dòng)件的分析
在破碎機(jī)中，主軸就是偏心軸，受到極大的彎曲力，所以使用的原材料為45鋼，并對(duì)它進(jìn)行調(diào)質(zhì)，其中一頭裝帶輪，另外一頭裝飛輪。
2.2.8 飛輪的分析
飛輪可以保存動(dòng)顎空行的時(shí)候所產(chǎn)生的能量，然后再其使用到工作部分，這樣在其工作時(shí)候承受的負(fù)荷就是相對(duì)接近。帶輪也可以用作飛輪。
2.2.9 潤(rùn)滑裝置的分析
在對(duì)偏心軸軸承進(jìn)行潤(rùn)滑的時(shí)候，一般都是集中進(jìn)行的。通常情況下，采用手動(dòng)的油槍把潤(rùn)滑脂打入心軸跟支撐面。動(dòng)顎在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候幅度是沒(méi)有多大的，這樣心軸還有軸瓦之間要想進(jìn)行潤(rùn)滑，是有一定的難度的，在他的下面順著軸的方向開(kāi)一些油溝，中間再開(kāi)一個(gè)環(huán)，這樣一來(lái)油槽就可以互相通起來(lái)了，這個(gè)時(shí)候把潤(rùn)滑油打到這個(gè)槽里面，就可以對(duì)他們進(jìn)行潤(rùn)滑了。
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3 主要部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)
為了能夠很好的對(duì)本次的顎式破碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要能夠保證它在工作的時(shí)候擁有穩(wěn)定性，需要對(duì)它的結(jié)構(gòu)和相對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
3.1 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算
1、鉗角的計(jì)算
鉗角是其動(dòng)顎板與定顎板間的夾角α。鉗角的大小是非常重要的，能夠在一定程度上決定這個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)效率，同樣在破碎比一定的情況下，能夠確保了破碎機(jī)工作腔的高度，如果選擇的鉗角過(guò)大那么破碎的工作腔也就會(huì)變小，這樣得到的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率就會(huì)降低。另外，通過(guò)翻閱資料可以知道鉗角是有一個(gè)許用范圍，它的取值范圍，見(jiàn)式（3.1）：
式（3.1）
式中 ——表示物料和齒板產(chǎn)生的摩擦因數(shù)
為了確保生產(chǎn)安全，這里所選擇的鉗角一般的是理論值的0.65倍左右。見(jiàn)公式（3.2）：
式(3.2)
在這里我們將其鉗角的大小確定為20°。
2、動(dòng)顎水平行程的計(jì)算
在這次涉及的破碎機(jī)中動(dòng)顎水平行程對(duì)其生產(chǎn)效率影響較大。如果選擇的排料口的水平的距離比較小，這樣得到的生產(chǎn)效率就會(huì)比較低，因此選擇這個(gè)數(shù)值不能過(guò)大，如果選擇過(guò)大所需要的破碎力就會(huì)變大，這樣對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)器的安全性就有一定的影響，特別是安全方面。并且沒(méi)得到完全的破碎，破碎不充分就會(huì)達(dá)不到要求。
根據(jù)資料的查閱，得到下面的計(jì)算公式，見(jiàn)式（3.3）：
式（3.3）
式中 ——表示排料口數(shù)值的最小值
3.2 主要構(gòu)件尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1 破碎腔高度的計(jì)算
如果選擇的鉗角要在一定值的前提下，那么其高度為：
H（mm）由下式計(jì)算，見(jiàn)式（3.4）：
式（3.4）
式中 ——表示進(jìn)料口的寬度，。
本設(shè)計(jì)取。
3.2.2 偏心距的計(jì)算
偏心距是在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中的主要參數(shù)之一。在滿足上面的條件下，如果選擇的偏心距過(guò)大，那么動(dòng)顎齒面上各個(gè)點(diǎn)的水平行程也就比較的大。一個(gè)方面能夠提高生產(chǎn)效率，另外一個(gè)方面還會(huì)使得消耗的功率變大。
因此，在保證了水平行程一定的前提下，選擇較小的偏心距，就能夠在一定程度上減少動(dòng)力的損失和消耗。通過(guò)翻閱資料就能夠確定本次設(shè)計(jì)的機(jī)器其偏心距為，本設(shè)計(jì)采用。
3.2.3 動(dòng)顎懸掛高度的計(jì)算
在確保破碎機(jī)工作腔上面能夠擁有比較大的破碎力的前提下，應(yīng)該為給料口提供一定的工作的行程，這樣就有能夠得出動(dòng)顎的軸承產(chǎn)生的中心和給料口之間應(yīng)該是有一定的距離的，這也就是正常提到的懸掛高度。同樣對(duì)這樣一個(gè)懸掛高度的計(jì)算，能夠按下式計(jì)算，見(jiàn)式（3.5）：
式（3.5）
式中 ――表示動(dòng)顎的長(zhǎng)度。本設(shè)計(jì)取。
3.2.4 偏心距對(duì)連桿長(zhǎng)度比值的計(jì)算
在典型的機(jī)構(gòu)（曲柄搖桿）里面，如果曲柄在工作的時(shí)候做的是勻速回轉(zhuǎn)，那么搖桿就能夠得到不同的擺動(dòng)速度，這就是機(jī)械基礎(chǔ)上面提到的這樣的機(jī)構(gòu)具有的急回性質(zhì)：如果設(shè)計(jì)的這個(gè)連桿比較的小的話，那么得到的值就會(huì)比較的大，急回性質(zhì)就比較的嚴(yán)重。通過(guò)這分析就能夠確定選擇的連桿長(zhǎng)度不能過(guò)短。
對(duì)本次設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)，見(jiàn)式（3.6）：
式（3.6）
式中 ——表示動(dòng)顎長(zhǎng)度，經(jīng)計(jì)算取。
3.2.5 肘板長(zhǎng)度的計(jì)算
推力板長(zhǎng)度與偏心距的關(guān)系為，見(jiàn)式（3.7）：
式（3.7）
式中 ——表示最小的推力板長(zhǎng)度，
——表示最大的推力板長(zhǎng)度，
——表示偏心距，。
3.2.6 傳動(dòng)角的計(jì)算
對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)角是影響其傳動(dòng)功率的重要因素之一。如果推力板的長(zhǎng)度為定值時(shí)，如果選擇大傳動(dòng)角，那么整個(gè)結(jié)構(gòu)的工作效率就會(huì)比較大，這樣較高的效率就能夠保證加大偏心距的情況下才能夠進(jìn)行，這樣一來(lái)就務(wù)必導(dǎo)致了動(dòng)顎襯板上部水平行程就比較的大，那么在物料傳送的過(guò)程中就容易發(fā)生堵塞，那么需要的功率也就比較的大。
故傳動(dòng)角?。海诖嗽O(shè)計(jì)中我選擇。
3.2.7 破碎腔形狀的確定
確保生產(chǎn)效率的重要的因素是破碎腔的構(gòu)造、機(jī)器消耗的動(dòng)力、磨損的襯板等等。通過(guò)資料的查看能夠找到其工作腔的形狀有曲線和直線，見(jiàn)圖3-1。在圖中實(shí)線的部分是顎板閉合時(shí)所在的位置，虛線的部分是顎板運(yùn)動(dòng)的極限位置。
(a)直線型破碎機(jī) （b）曲線型破碎機(jī)
圖3-1破碎機(jī)工作腔的形狀構(gòu)造
通過(guò)上面的圖形的查看就可以發(fā)現(xiàn)許多的水平線，這些水平線表示的是物料在斷斷續(xù)續(xù)的進(jìn)入工作腔的時(shí)候所在的位置，留在水平面1上面的物料，如果動(dòng)顎工作到虛線的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候物料就會(huì)在第2個(gè)水平面里，第一個(gè)水平面和第二個(gè)水平面之間的距離，代表的是工作機(jī)在工作的方法物料掉下時(shí)的長(zhǎng)度。在到下個(gè)狀態(tài)的時(shí)候，在第二個(gè)水平面上面的物料就會(huì)被進(jìn)行壓碎處理。下一個(gè)工作的流程就是空轉(zhuǎn)，被壓碎后的物料將落在了第三個(gè)水平面上面。下面的工作流程就是上面的循環(huán)，直到物料被壓碎到所需要的大小為止，最后排出。
通過(guò)查看圖3-1（a）可以發(fā)現(xiàn)，在直線類型的破碎腔里面，水平面是不間斷的，它的端面是梯形的，體積的大小是跟著向下慢慢變小的。物料的空擋也是在慢慢變小的，不過(guò)動(dòng)鄂在進(jìn)行擺動(dòng)的時(shí)候幅度是越來(lái)越大的，而且壓碎的力量也是越來(lái)越大的，物料越是靠近這個(gè)排料口的地方速度就會(huì)越是慢。那么在到了這個(gè)排料的地方的時(shí)候，非常容易會(huì)出現(xiàn)堵塞的情況，破碎機(jī)的負(fù)荷就會(huì)變大，還有機(jī)器的襯板的磨損也會(huì)很嚴(yán)重。
在圖3-1（b）里面，展示的就是曲線類型的破碎腔，它主要是將固定的鄂板轉(zhuǎn)變成為曲線形狀，在設(shè)計(jì)曲線形的時(shí)候根據(jù)的就是嚙角從上面到下面慢慢變小的這個(gè)原則。在這種曲線形的破碎機(jī)的破碎腔里面，水平面都是連續(xù)的，并且它的截面是梯形的，這個(gè)梯形的面積大小是從中間部分到下面慢慢變大的，所以說(shuō)這些物料的空擋是在慢慢的變大的，這樣一來(lái)在排物料出去的時(shí)候就非常容易了。因?yàn)槎氯牡攸c(diǎn)向上移動(dòng)的了，所以在這個(gè)排料的地方就不會(huì)出現(xiàn)堵塞的情況。
故本設(shè)計(jì)采用圖b，曲線型破碎腔。
3.3 顎式破碎機(jī)工作參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算
它的工作參數(shù)包括偏心軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)率、功率和破碎力等。
3.3.1 偏心軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算
這里面將到的偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，其大小主要依據(jù)或者依靠的是動(dòng)顎的在規(guī)定的時(shí)間里面擺動(dòng)的次數(shù)。在一定的工作區(qū)間內(nèi)，如果偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不斷的增減，那得到的生產(chǎn)效率也就較大，生產(chǎn)量也就較大。但選擇的擺動(dòng)速度也不能無(wú)限變大，要在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)。如果選擇的數(shù)值過(guò)大，那么得到的生產(chǎn)的效率相反就會(huì)比較的小。
通常，如果需要破碎的物料非常堅(jiān)硬時(shí)，那么機(jī)器轉(zhuǎn)速就要較?。蝗绻枰扑榈奈锪鲜潜容^脆，那么機(jī)器在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候速度就要增大；規(guī)格巨大的破碎機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度不能過(guò)快，這樣機(jī)器的振動(dòng)就不會(huì)太大，消耗的能量也會(huì)變少。下面是計(jì)算偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度的公式，見(jiàn)式（3.8）：
對(duì)于寬度進(jìn)料口
式（3.8）
本設(shè)計(jì)采用的給料口寬度為。
所以。
3.3.2 生產(chǎn)率的計(jì)算
本設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算破碎機(jī)的生產(chǎn)率。經(jīng)驗(yàn)公式是實(shí)踐的總結(jié)更接近于實(shí)際情況。計(jì)算破碎機(jī)生產(chǎn)率Q（t/h）的經(jīng)驗(yàn)公式為，見(jiàn)式（3.9）
式（3.9）
式中 ——表示顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力，；
——表示物料易碎性系數(shù)，見(jiàn)表3-1；
——表示物料松散密度修正系數(shù)，K2=ρ/1.6；
——表示進(jìn)料粒度修正系數(shù)，見(jiàn)表3-2；
——表示物料松散密度，/；
——表示顎式破碎機(jī)單位排料口寬度的生產(chǎn)能力，，見(jiàn)表3-3；
——表示破碎機(jī)排料口寬度，。
表3-1 物料易碎系數(shù)
物料硬度
抗壓強(qiáng)度
普氏硬度
高硬物料
中硬物料
底（軟）硬物料
表3-2 進(jìn)料粒度修正系數(shù)
表3-3 單位排料口寬度的生產(chǎn)能力
破碎機(jī)規(guī)格
查表取、、、由已知，經(jīng)計(jì)算得。
3.3.3 破碎力的計(jì)算
在工作的時(shí)候，對(duì)破碎機(jī)破碎力大小和方向的計(jì)算是非常重要的，它不僅僅是設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是加工時(shí)候的重要的依據(jù)。得出實(shí)驗(yàn)分析公式來(lái)計(jì)算破碎力。作用在顎板上的最大破碎力 ()，見(jiàn)公式（3.10）：
式（3.10）
式中 ——表示破碎腔的有效高度，；
——表示破碎腔的長(zhǎng)度，
——表示襯板單位面積上的平均壓力，，取。
經(jīng)計(jì)算得到。
3.4 各個(gè)部件的受力分析
圖3-2顎式破碎機(jī)各部件受力圖解
式（3.11）
式（3.12）
式（3.13）
式中 ——表示作用在動(dòng)顎軸承上的外力；
——表示作用在推力板上的外力；
——表示作用在連桿上的外力；
——表示懸掛軸和破碎力之間的距離；
——表示懸掛點(diǎn)和推力板之間的距離；
——表示兩顎板處于壓緊狀態(tài)時(shí)，連桿與推力板的夾角，取。
整個(gè)機(jī)器在工作的時(shí)候，它的工作的流程和工作的規(guī)律并不簡(jiǎn)單。一般情形下動(dòng)顎越往下其零部件就越大。對(duì)于簡(jiǎn)單的擺動(dòng)而言：懸掛中心以下占動(dòng)顎全長(zhǎng)的3/4，對(duì)于復(fù)雜的擺動(dòng)懸掛中心以下占動(dòng)顎全長(zhǎng)的2/3，如果在往下就會(huì)變小，最后歸為0。
所以而，取。
可得：
35
4 主要零件的設(shè)計(jì)與校核
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)是種應(yīng)用極其廣泛的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，現(xiàn)如今其研制的標(biāo)準(zhǔn)化和系列有很多。依靠在不同工作狀態(tài)下所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，決定其種類。含概了它的主要數(shù)值，樣式，功率等，最終決定其型號(hào)。
電動(dòng)機(jī)分為直流和交流兩種電。大多數(shù)條件下，交流電只適用于工業(yè)領(lǐng)域。而在使用交流電的時(shí)候，又可將其分為異步和同步電機(jī)。異步電機(jī)有籠型和繞線型這兩種，其中籠型式是應(yīng)用最為廣泛的。
要選擇合適的電動(dòng)機(jī)可以給建筑上面使用的鋼筋切斷機(jī)作為動(dòng)力源，所以它就可以安全平穩(wěn)的運(yùn)作。因此在決定其型號(hào)時(shí)，可以通過(guò)以下條件來(lái)決定，比如其工作效率、工作電壓、種類、型號(hào)和其結(jié)構(gòu)。
對(duì)本論文所設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率可以用以下公式來(lái)求得，見(jiàn)公式（4.1）
式（4.1）
式中 ——表示破碎機(jī)進(jìn)料口的寬度，；
——表示破碎機(jī)的進(jìn)料口高度，；
——表示偏心軸的偏心距，；
——表示偏心軸的轉(zhuǎn)速，。
通常V帶傳動(dòng)比的傳動(dòng)比常選取，因此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，見(jiàn)公式（4.2）
式（4.2）
通過(guò)計(jì)算得，通過(guò)實(shí)際情況決定它的型號(hào)為，額定功率為，滿載轉(zhuǎn)速為
4.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
4.2.1 確定計(jì)算功率
查表得工作情況系數(shù)，故見(jiàn)公式（4.3）
式（4.3）
4.2.2 確定V帶的帶型
通過(guò)查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，就可以了解到帶傳動(dòng)所具備的特點(diǎn)：
1、它的優(yōu)勢(shì)有：
①在中心距較大的場(chǎng)合中使用；
②其彈性效果好，有緩沖減震功能，特別是它不帶接頭，運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，噪音??；
③有過(guò)載打滑保護(hù)，能較好的避免其他零部件的破環(huán)；
④其構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)十分便利，成本較小。
2、它的不足之處有：
①運(yùn)動(dòng)范圍大；
②由于總是要張緊，因此軸力就會(huì)增大；
③由于運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，因此主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比就會(huì)發(fā)生改變；
④它的工作時(shí)間短；
⑤動(dòng)力損耗會(huì)變大；
⑥不能在會(huì)產(chǎn)生燃燒和爆炸處工作，否則會(huì)發(fā)生火災(zāi)事故。
依據(jù)所翻閱的文獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)普通V帶有七種型號(hào)，比如Y、Z、A、B、C、D、E。根據(jù)、n1的計(jì)算數(shù)據(jù)，翻閱資料可以選用C型。
4.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)證帶速
通常使用的傳動(dòng)是帶輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)是在機(jī)械的工作里面運(yùn)用的最為廣泛。其傳動(dòng)的時(shí)候工作的效率較高，且工作可靠，使用壽命比較長(zhǎng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，其結(jié)構(gòu)緊湊的且適用范圍廣。在進(jìn)行工作時(shí)，要達(dá)到幾點(diǎn)要求：
1、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，最大化的減小噪聲，提高其運(yùn)動(dòng)精度。
2、盡可能的增大其額定承載能力，盡可能地減少其體積，減輕其機(jī)重，增大其強(qiáng)度，提高其抗磨損的能力，使其使用周期盡可能的長(zhǎng)。
對(duì)其使用計(jì)算、分析的過(guò)程中，必須要符合其現(xiàn)實(shí)情況，采用合適的材料生產(chǎn)帶輪并采用熱處理的方法加工，是其產(chǎn)品符合使用要求，提高了精度，如此一來(lái)的話就可以滿足所期望的要求。
下面將對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)：
① 初步選擇小帶輪的基準(zhǔn)直徑為。查閱圖表可以知道小帶輪的基準(zhǔn)直徑，
② 驗(yàn)算其速度，見(jiàn)公式（4.4）。
式（4.4）
因?yàn)椋蕩俸线m。
③ 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑，見(jiàn)公式（4.5）。
式（4.5）
根據(jù)表，圓整為
4.2.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度
① 計(jì)算中心距，見(jiàn)公式（4.6）
式（4.6）
初定中心距。
② 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，見(jiàn)公式（4.7）
式（4.7）
由表，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。
③ 計(jì)算實(shí)際中心距，見(jiàn)公式（4.8）。
式（4.8）
考慮到安裝、調(diào)整和保持V帶張緊的需要，允許實(shí)際中心距a有下列調(diào)整范圍，見(jiàn)公式（4.9）：
式（4.9）
經(jīng)計(jì)算中心距的取值范圍為。
4.2.5 驗(yàn)算小帶輪包角
計(jì)算小帶輪包角，見(jiàn)公式（4.10）
式（4.10）
4.2.6 確定V帶根數(shù)
① 求一根V帶的額定功率。
通過(guò)和，可以翻閱圖表知道。
通過(guò)和C型帶，可以翻閱圖表知道
通過(guò)翻閱圖表知道，，求，見(jiàn)公式（4.11）
式（4.11）
② 求它的根數(shù)z，見(jiàn)公式（4.12）。
式（4.12）
知道其數(shù)量為6根。
4.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值
通過(guò)翻閱圖表可以知道，C型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，見(jiàn)公式（4.13）
式（4.13）
其中，。
4.2.8 計(jì)算壓軸力
壓軸力的最小值，見(jiàn)公式（4.14）
式（4.14）
見(jiàn)表4-1
表4-1 V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)
名稱
結(jié)果
名稱
結(jié)果
名稱
結(jié)果
帶型
傳動(dòng)比
根數(shù)
小帶輪
基準(zhǔn)直徑
基準(zhǔn)
長(zhǎng)度
預(yù)緊力
大帶輪
基準(zhǔn)直徑
中心距
壓軸力
4.3 飛輪的設(shè)計(jì)
本論文所設(shè)計(jì)的并不是連續(xù)運(yùn)作的機(jī)器，所以它的阻力大小一定會(huì)有所改變，它所受到的的載荷不等，導(dǎo)致其速率會(huì)發(fā)生改變。因?yàn)橐獪p少其設(shè)定的使用功率，并且破碎機(jī)在工作的時(shí)候速度的變化不能太明顯，所以要在偏心軸的上面裝一個(gè)飛輪。飛輪可以在機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，將能量保存下來(lái)，在機(jī)器進(jìn)行工作的時(shí)候，將這些保存的能量再使用出來(lái)，如此一來(lái)其承受的載荷就會(huì)比較接近。
求飛輪重量G，見(jiàn)公式（4.15）:
式（4.15）
式中 ——表示飛輪的重量，；
——表示飛輪的直徑，；
——表示電動(dòng)機(jī)的額定功率，；
——表示只考慮摩擦損失時(shí)的機(jī)械效率，，取；
——表示飛輪的平均轉(zhuǎn)速，即偏心軸的轉(zhuǎn)速；
——表示速度不均勻系數(shù)，，取。
其實(shí)際重量約為理論值的倍，因此
計(jì)算其厚度，見(jiàn)公式（4.16）
式（4.16）
式中 ——表示輪轂到齒頂圓的厚度；
——表示飛輪的密度；
——表示飛輪的直徑；
——表示費(fèi)倫的厚度
得到
4.4 推力板的設(shè)計(jì)
推力板是顎式破碎機(jī)當(dāng)中組成結(jié)構(gòu)最不復(fù)雜、造價(jià)較低廉的部分。在大部分情況下，通常都是把它發(fā)揮在安全功能上，則在分析設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)?shù)販p小安全系值的大小。分析計(jì)算時(shí)最好改變它的許用應(yīng)力大小，變大20%-30%。使最后達(dá)到減小推力板的斷面的目的，通常采用的措施是在寬度的方向上添加一些通孔。
對(duì)推力板進(jìn)行強(qiáng)度分析計(jì)算的時(shí)候，起到關(guān)鍵影響的因素是其寬度的大小，其次是根據(jù)其數(shù)據(jù)大小計(jì)算推力板的厚度數(shù)據(jù)。見(jiàn)式（4.17）：
式（4.17）
式中 ——表示沿推力板中心線方向上作用的外力，；
——表示推力板的寬度，；
——表示推力板的厚度，；
——表示推力板的許用壓應(yīng)力，。
對(duì)于及，允許的壓應(yīng)力為。
其。
取，得
圓整取。
推力板的數(shù)據(jù)為長(zhǎng)度數(shù)值，厚度數(shù)值，寬度數(shù)值
4.5 偏心軸的設(shè)計(jì)
在分析計(jì)算軸的構(gòu)造時(shí)，所依據(jù)的因素就是裝配在其上的零件，同時(shí)還依據(jù)生產(chǎn)跟裝配構(gòu)件時(shí)要考慮的工藝因素等等，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)確定軸的輪廓跟尺寸。如果以上數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的不周全，此時(shí)的軸運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，在傳動(dòng)中也會(huì)出現(xiàn)不平順的震動(dòng)，除了存在這些缺點(diǎn)，軸的生產(chǎn)制造成本會(huì)上升，裝配的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)難題。
進(jìn)行軸的傳動(dòng)能力的分析設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)計(jì)算的是軸的材料方面的數(shù)據(jù)，包含強(qiáng)度數(shù)值、剛度數(shù)值等，同時(shí)提高穩(wěn)定性，在實(shí)際使用階段中，其傳動(dòng)的功能越好，其本身的工作強(qiáng)度就越高。以下對(duì)此軸進(jìn)行重點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算：
1、偏心軸的用料選取和最小出直徑大小計(jì)算
碳鋼還有合金鋼這兩種金屬是偏心軸通常所采用的。軋鋼圓鋼和鍛件是使用在精度不高的情況下，其余情況使用圓鋼材料制造。
根據(jù)生產(chǎn)成本角度出發(fā)，碳鋼跟合金鋼比較，前者較合算，材料的敏感方面合金鋼也沒(méi)用碳鋼好，要達(dá)到好的耐磨性跟抗疲勞性能要通過(guò)熱處理的過(guò)程，45鋼是制造軸的最普遍的材料。
碳鋼跟合金鋼作比較，碳鋼在力學(xué)方面跟熱處理方面都沒(méi)有合金鋼好，在負(fù)載比較大的情況下，并且輪廓小、密度小、要求材料的耐磨性較好，而且在比較差的地方運(yùn)作，在這種現(xiàn)實(shí)狀況下，通常選用的是合金鋼。
在對(duì)軸的應(yīng)力要求不是很高的情況下，考慮到制造成本的因素，在一般情況下都是采用的強(qiáng)度不高的金屬，例如Q235-A鋼等，在其他一些情況下有時(shí)候也會(huì)采用質(zhì)量比較好的金屬，例如45號(hào)鋼等，材料優(yōu)化要求通常是根據(jù)零件精度不高的情況下的狀態(tài)，沒(méi)有任何附加條件在圖紙上。使用調(diào)質(zhì)鋼這種金屬的時(shí)候，基本上都是在軸工作在負(fù)載比較大的環(huán)境中的時(shí)候，一般的這種材料有 的含碳量，既屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼又屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)鋼一般情況下也能夠通過(guò)調(diào)質(zhì)這種熱處理的。索氏體組織是進(jìn)行調(diào)質(zhì)過(guò)程后出現(xiàn)的。有許多調(diào)質(zhì)鋼的分類，出現(xiàn)的比較多的有45Mn2、40MnB等。45號(hào)鋼屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼的一種，其中還有很多種類。調(diào)質(zhì)熱處理可以將45號(hào)鋼的材料性能提高，尤其是強(qiáng)度性能，其淬透性是調(diào)質(zhì)熱處理不能改變的方面，調(diào)質(zhì)后的材料還是分布比較沒(méi)規(guī)律的，沒(méi)有很高的強(qiáng)度性能，所以一般情況下只會(huì)使用在產(chǎn)量偏小，傳動(dòng)功率不大的時(shí)候。根據(jù)以上的分析跟設(shè)計(jì)，此軸采用45鋼生產(chǎn)制造。
根據(jù)裝配在軸上面的零部件，從它們之間的生產(chǎn)、組裝和結(jié)構(gòu)等來(lái)確定軸的尺寸，其尺寸包括每個(gè)位置結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度數(shù)值跟圓周直徑。一般情況下根據(jù)主軸的特點(diǎn)，裝配的順序：
①中部可旋轉(zhuǎn)的位置；
②主軸安置于外殼的上方；
③裝配軸承的端蓋；
④安裝軸承以及軸承座安裝。
大都數(shù)時(shí)候，每個(gè)軸上的位置圓周直徑的大小不能通過(guò)分析計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)來(lái)確定。軸上不同位置的軸段的可負(fù)載能力跟不同位置的圓周直徑的大小有關(guān)。在完全確定軸上每個(gè)位置的圓周直徑時(shí)，此時(shí)是不確定支反力是在哪個(gè)位置作用的，造成了確定彎曲距的相關(guān)數(shù)據(jù)跟作用點(diǎn)困難。開(kāi)始設(shè)計(jì)過(guò)程前，分析計(jì)算軸每個(gè)位置的尺寸時(shí)，大多情況下是可以確定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)距的數(shù)值的。因此，暫取軸徑，見(jiàn)公式（4.18）。