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河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題
目
PE-1200х1600顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)
目錄
第1章 緒論··················································································1
1.1引言·························································································1
1.2復(fù)擺顎式破碎機(jī)的特點(diǎn) ··································································2
1.3國內(nèi)外顎式破碎機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀·························································4
第2章 總體設(shè)計(jì)············································································8
2.1復(fù)擺鄂式破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)····························································· 8
2.2復(fù)擺鄂式破碎機(jī)的工作原理···························································· 10
第3章 主要參數(shù)的確定·································································12
3.1已知參數(shù)··················································································12
3.2部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定·····································································12
3.3工作參數(shù)的確定··········································································15
3.4電動(dòng)機(jī)的選擇·············································································16
3.5四連桿機(jī)構(gòu)各桿長度的確定·····························································17
3.6破碎力的計(jì)算············································································ 17
3.7各部件受力分析···········································································18
第4章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)·································································20
4.1帶輪的設(shè)計(jì)················································································20
4.2飛輪的設(shè)計(jì)··············································································· 24
4.3偏心軸的設(shè)計(jì)·············································································26
4.4軸承的選擇與校核········································································29
4.5鍵的校核···················································································31
4.6軸承座的設(shè)計(jì)·············································································32
4.7配重的選擇················································································32
4.8外形尺寸的設(shè)計(jì)···········································································33
第5章 各基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)······························································36
5.1動(dòng)鄂的設(shè)計(jì)···············································································36
5.2齒板的設(shè)計(jì)················································································39
5.3推力板的設(shè)計(jì)·············································································40
5.4調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)···········································································42
5.5破碎腔型的設(shè)計(jì)···········································································44
5.6機(jī)架的設(shè)計(jì)···············································································45
第6章 復(fù)擺鄂式破碎機(jī)的安裝························································48
6.1破碎機(jī)的安裝·············································································48
6.2機(jī)架的安裝···············································································48
6.3偏心軸和機(jī)架的安裝·····································································49
6.4肘板的安裝···············································································49
6.5動(dòng)鄂的安裝···············································································49
6.6齒板的安裝···············································································50
第7章 顎式破碎機(jī)的磨損······························································51
7.1齒板的磨損分析··········································································51
7.2顎板磨損機(jī)制·············································································52
7.3顎板材質(zhì)的選擇··········································································53
第8章 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵的解決和噪聲防治········································54
8.1破碎機(jī)出口揚(yáng)塵的解決··································································54
8.2破碎機(jī)的噪聲危害及防治途徑···························································55
第9章 顎式破碎機(jī)的使用·····························································56
9.1顎式破碎機(jī)的操作········································································56
9.2顎式破碎機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)·······························································57
總結(jié)···························································································59
鳴謝···························································································60
參考文獻(xiàn)·····················································································61
設(shè)計(jì)項(xiàng)目
計(jì)算與說明
結(jié)果
第1章 緒論
1.1 引言
凡是外力將大顆粒物料變成小顆粒物料的過程稱為破碎，破碎所使用的機(jī)械為破碎機(jī)。物料碎磨得目的是：增加物料的比表面積；制備混凝土骨料與人造沙；使礦石中有用成分解離；為原料的下一步加工作準(zhǔn)備或便于使用。
物料的破碎是許多行業(yè)(如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷、筑路等)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的工藝過程。由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大,為適應(yīng)各種物料的要求,破碎機(jī)的品種也是五花八門的。就金屬礦選礦而言, 破碎是選礦廠的首道工序,為了分離有用礦物,不但分為粗碎、中碎、細(xì)碎, 而且還要磨礦。因?yàn)槟サV是選礦廠的耗能大戶(約占全廠耗電的50%),為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率,所以提出了“多碎少磨”的技術(shù)原則。這使破碎機(jī)向細(xì)碎、粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展。另外隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,破碎機(jī)也向自動(dòng)化方向邁進(jìn)(如國外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化、連續(xù)檢測,并自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴(kuò)大, 破碎機(jī)也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá)6000t/h。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎) 尚在研究試驗(yàn)中,暫時(shí)還不能用于生產(chǎn)。對粗碎而言,目前還沒有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和旋回式破碎機(jī)主要是利用現(xiàn)代技術(shù),予以改進(jìn)、完善和提高耐磨性,達(dá)到節(jié)能、高效、長壽的目的。細(xì)碎方面新機(jī)型更多些。總的來看,值得提出的有:顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和輥壓機(jī)。
顎式破碎機(jī)是一種最古老的破碎機(jī)，第一臺(tái)顎式破碎機(jī)是有美國人E.W.Blake發(fā)明的。但由于它的結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，處理物體范圍大，很適宜破碎硬的物料，因此顎式破碎機(jī)在冶金，煤炭，化工，建材等工礦企業(yè)中被廣泛的應(yīng)用，但是其破碎比小，破碎后的物料粒度不均勻，它是間歇工作，有空轉(zhuǎn)行程，但是對于物料的粗碎和中碎，卻是一種比較好的方法，所以在工礦企業(yè)中仍然被廣泛的應(yīng)用。但是，復(fù)擺顎式破碎機(jī)也有它的缺點(diǎn)：非連續(xù)性破碎、效率較低,破碎比較小,給礦不均勻引起顎板磨損不均勻等。針對其缺點(diǎn),各國都在以下幾方面加以改進(jìn):優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)軌跡;改進(jìn)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(jìn)了動(dòng)顎懸掛方式和襯板的支承方式,改善了破碎機(jī)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(dòng)化水平(可自動(dòng)調(diào)節(jié)、過載保護(hù)、自動(dòng)潤滑等)。同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的機(jī)型,如雙腔雙動(dòng)顎式破碎機(jī),其破碎比可達(dá)20～50,排料口調(diào)節(jié)方便,產(chǎn)量大;雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī),兼有顎式破碎機(jī)與圓錐破碎機(jī)的性能,其產(chǎn)量較同規(guī)格的顎式破碎機(jī)高50%還有篩分顎式破碎機(jī),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(shí)將已達(dá)粒度要求的物料從破碎腔中排出,減輕了破碎機(jī)的堵塞和過粉碎,提高了生產(chǎn)能力,降低了能耗。
破碎機(jī)出口揚(yáng)塵非常嚴(yán)重，從破碎機(jī)出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶，部分物料飛濺或滾淌到地面上，地面堆積厚厚一層物料，部分粉狀物料飛揚(yáng)在空中，給生產(chǎn)帶來了很大的不便。較多的粉塵而直接影響安全生產(chǎn)和員工的健康，因此要采用相應(yīng)的防塵設(shè)施是破碎機(jī)一個(gè)重大而不可忽略的問題。
現(xiàn)代的設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，面對服務(wù)對象，面對市場、面對循環(huán)經(jīng)濟(jì)、面對礦產(chǎn)資源利用的大趨勢，面對環(huán)保、搞全性能、全生命的設(shè)計(jì)。所以做好復(fù)擺顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù)，提高生產(chǎn)效率。
1.2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)
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。顎式破碎機(jī)以結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應(yīng)用。
復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎，是直接懸掛在偏心軸上的顎，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，沒有單獨(dú)的連桿。由于動(dòng)顎是由偏心軸的偏心直接帶動(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)顎的水平行程則由下往上越來越大的變化著，因此對石塊不但能起壓碎、劈碎，還能起輾碎作用。由于偏心軸的轉(zhuǎn)向是逆時(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)簡單，生產(chǎn)效率較高等優(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)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要由機(jī)架、顎板、側(cè)護(hù)板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。
機(jī)架即機(jī)座，實(shí)際上是個(gè)上下開口的四方斗，主要用作支承偏心軸和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足夠強(qiáng)度，一般采用鑄鋼整體鑄造，規(guī)格小的可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵代替。大型破碎機(jī)的機(jī)架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起，鑄造工藝較為復(fù)雜。自制的小型顎式破碎機(jī)可用40～50毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。
顎板包括活動(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，由于它直接承受對石料的擠壓作用力，所以必需有足夠的強(qiáng)度和剛度活動(dòng)顎床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。顎板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖擊力外，尚與石塊強(qiáng)烈摩擦，因此要求用高強(qiáng)度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼顎板，其鑄鋼含錳量為12～14%左右。若條件受限制時(shí)，可用白口鑄鐵代替，但容易磨損和折斷，使用壽命不長。為了有效地破碎石料，顎板表面常鑄成波浪形和牙形，其齒峰角度一般為90°～110°，齒高和齒距視出料粒度和產(chǎn)量要求而定。齒形高齒距小，則出料粒度小，產(chǎn)量低，動(dòng)力消耗大。一般齒高和齒距之比為1/2～1/3之間。由于復(fù)擺式的特點(diǎn)造成顎板底部比上部磨損快，所以顎板往往做成上下對稱形狀，以便磨損后能倒置安裝，延長使用壽命。
顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，破碎比較大（i一般為6～8），外形尺寸較小，零件檢查和更換較容易，操作維護(hù)簡便，不用較高技術(shù)水平的工人就可嫩能夠操作，應(yīng)用范圍廣，與其他類型破碎機(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/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)度不才超過2000公斤/厘米的石料時(shí)效果較好。其缺點(diǎn)是不宜破碎片狀石料，工作間歇、有空轉(zhuǎn)沖程，需要很大的擺動(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圖基礎(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)上的剛梁上。
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)并修復(fù)被磨損的零部件，這是提高機(jī)器作業(yè)的重要措施。
1.3 國內(nèi)外顎式破碎機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀
隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,破碎機(jī)也向自動(dòng)化方向邁進(jìn)(如國外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化、連續(xù)檢測,并自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴(kuò)大,破碎機(jī)也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá)6000t/h。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗(yàn)中,暫時(shí)還不能用于生產(chǎn)。對粗碎而言,目前還沒有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和旋回式破碎機(jī),主要是利用現(xiàn)代技術(shù),予以改進(jìn)、完善和提高耐磨性,達(dá)到節(jié)能、高效、長壽的目的。細(xì)碎方面新機(jī)型更多些?？偟膩砜?值得提出的有:顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和輥壓機(jī)。而應(yīng)用最廣泛的就是顎式破碎機(jī)。
顎式破碎機(jī)是由美國人布雷克發(fā)明的。自第一臺(tái)顎式破碎機(jī)問世以來，至今已有140余年的歷史。在此過程中，其結(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。為了改善顎式破碎機(jī)性能和提高工作效率，國內(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機(jī)。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動(dòng)的顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是提高動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)借以增加產(chǎn)量，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護(hù)以及能負(fù)荷啟動(dòng)。原西德制造過沖擊式顎式破碎機(jī)，而原蘇聯(lián)也制造了振動(dòng)顎式破碎機(jī)（也叫慣性顎式破碎機(jī)）。它們都靠動(dòng)顎振動(dòng)沖擊破碎物料，借以提高破碎機(jī)性能。前者國內(nèi)曾經(jīng)試制過，由于某些原因沒能繼續(xù)研制。原東德曾制造過一種簡擺雙腔顎式破碎機(jī)，美國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機(jī)。國內(nèi)北京某設(shè)計(jì)院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機(jī)工作效率。
安徽某設(shè)計(jì)院曾發(fā)明一種雙腔雙動(dòng)顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)。它除了提高工作效率，同時(shí)又能降低破碎機(jī)負(fù)荷，使機(jī)重減輕很多。
原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)就是將原來兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對置后而成。為了兩動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一對開式齒輪。由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動(dòng)顎破碎機(jī)。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機(jī)。這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn)，其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使破碎機(jī)強(qiáng)制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機(jī)產(chǎn)量同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒有相對運(yùn)動(dòng)，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動(dòng)顎倒懸掛顎式破碎機(jī)。
早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了Kun-kan簡擺顎式破碎機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是，動(dòng)顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動(dòng)顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠曾引進(jìn)了這種破碎機(jī)，并在此基礎(chǔ)上研制了34顎式破碎機(jī)。
國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī)。國內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性，提高破碎機(jī)性能。在國內(nèi)該機(jī)有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機(jī)。筆者認(rèn)為叫大傳動(dòng)角（包括傾斜式）破碎機(jī)更合適。
美國鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī)。其傳動(dòng)角大約70度以上。它的最大特點(diǎn)是低矮，最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī)，其中最大為9001200 顎式破碎機(jī)。
國內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國 WB8/26 顎式破碎機(jī)。該機(jī)置于皮帶機(jī)上方，借助曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊。實(shí)踐證明使用效果較好。
20世紀(jì)80年代以來,我國顎式破碎機(jī)的研制工作與改進(jìn)工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機(jī)專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動(dòng)態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)出GXPE系列深腔顎式破碎機(jī),當(dāng)時(shí)在國內(nèi)引起了一定程度的轟動(dòng)。該機(jī)與同種規(guī)格的破碎機(jī)相比,在相同工況條件下,處理能力可提高,齒板壽命可提高1~2倍。該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛,具有雙曲面腔型。
以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)。就近兩年國外機(jī)械設(shè)備展覽會(huì)上展出的顎式破碎機(jī)來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)，沒有異型顎式破碎機(jī)出現(xiàn)。
國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機(jī)技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進(jìn)水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。
綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機(jī)落后的狀況，全面提高顎式破碎機(jī)技術(shù)水平，趕上世界先進(jìn)水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機(jī)是當(dāng)務(wù)之急
第2章 總體設(shè)計(jì)
2.1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)顎、偏心軸、顎板、襯板等零部件組成。電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶傳動(dòng)偏心軸，使動(dòng)顎按照已調(diào)整好的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而將破碎腔內(nèi)的物料予以破碎。
復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，其主要部件
為：
圖2-1
1-定顎 2-進(jìn)料口 3-動(dòng)顎 4-軸板 5-軸板墊 6-調(diào)整座 7-復(fù)位彈簧 8-調(diào)整楔塊 9-飛輪 10-偏心軸 11-機(jī)架 12-軸承端蓋 13-皮帶輪
（1）機(jī)架和支撐裝置 機(jī)架由兩個(gè)縱向側(cè)壁和兩個(gè)橫向側(cè)壁組成的剛性框架，機(jī)架在工作中承受很大的沖擊載荷，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度，中小型一般用鑄鐵整體鑄造，大于的顎式破碎機(jī)可采用組合型機(jī)架形式。隨著焊接工藝的發(fā)展，機(jī)架也逐步采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。
破碎機(jī)的支撐裝置主要用于支撐偏心軸和懸掛軸，使他們固定在機(jī)架上，支撐裝置采用滾動(dòng)軸承，這不僅可減小摩擦損失，且維修簡單，具有潤滑條件好和不易漏油等優(yōu)點(diǎn)。
（2）破碎部件 破碎部件是動(dòng)顎和定顎，兩者有顎床和襯板組成，動(dòng)顎直接承受物料的破碎力，要有足夠的強(qiáng)度，且要求輕便，以減少往復(fù)擺動(dòng)時(shí)所引起的慣性力。因此，動(dòng)顎應(yīng)用優(yōu)質(zhì)破碎鋼鑄成，大型的破碎機(jī)一般用鑄鐵鑄成空心的箱形體，小型的則做成肋條結(jié)構(gòu)。襯板是用螺栓固定在板床表面上，期間常墊有塑形材料，以保持襯板與顎床緊密結(jié)合。為了有效地破碎物料，襯板的表面常鑄成波浪形和三角形。襯板通常下部磨損較快，為了延長使用壽命，做成上下對稱，下部磨損后可調(diào)換使用。
（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 偏心軸是顎式破碎機(jī)的主軸，是帶動(dòng)連桿或動(dòng)顎做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主要部件，通常采用合金鋼制造。懸掛軸采用合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。偏心軸的偏心部分懸掛連桿，其兩端分別裝有飛輪和膠帶輪，膠帶輪初起傳動(dòng)作用外還兼飛輪的作用。主軸的動(dòng)力通過連桿，推力板傳遞給活動(dòng)顎板，推力板是連接連桿，動(dòng)顎，和機(jī)架的中間連接機(jī)構(gòu)，他起著傳遞連桿作用力的作用，推力板工作時(shí)承受壓力作用，通常用鑄鐵鑄成整體的。
（4）拉緊裝置 有拉桿、彈簧及調(diào)節(jié)螺母等零件組成。拉桿的一端鉸接在動(dòng)顎底部的耳環(huán)上，另一端穿過機(jī)架壁，用彈簧及螺母張緊。
（5）調(diào)節(jié)裝置 為了得到所需要的產(chǎn)品粒度，顎式破碎機(jī)都有出料口調(diào)整裝置，大、中型破碎機(jī)出料口寬度是有使用不同長度的推力板來調(diào)整的；通過在機(jī)架后壁與頂座之間墊上不同厚度的墊片來補(bǔ)償顎板的磨損。小型的破碎機(jī)通常采用楔鐵調(diào)整法。
（6）保險(xiǎn)裝置 為保護(hù)活動(dòng)顎板，機(jī)架，偏心軸等大型貴重部件免受損壞，一般設(shè)有安全裝置。當(dāng)破碎機(jī)負(fù)荷過大時(shí)，推力板或其螺栓斷裂，活動(dòng)顎板停止擺動(dòng)。
（7）潤滑裝置 顎式破碎機(jī)的偏心軸通常采用潤滑集中循環(huán)潤滑。懸掛軸和推力板的支撐面通常采用潤滑脂用手動(dòng)潤滑油槍供油。
2.2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的工作原理
本次的設(shè)計(jì)是典型的復(fù)擺顎式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)是典型的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖2-2所示：
圖2-2 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖
圖2-2四桿機(jī)構(gòu)中AB曲柄為破碎機(jī)偏心軸，BD 連桿為破碎機(jī)動(dòng)顎，CD搖桿為破碎機(jī)肘板，EF為破碎機(jī)定顎。
由圖2-2可計(jì)算出復(fù)擺顎式破碎機(jī)的自由度為
該破碎機(jī)的工作原理是：用速度波動(dòng)較小帶傳動(dòng)把扭矩傳遞到偏心軸AB，偏心軸AB在帶輪的驅(qū)動(dòng)下周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸AB通過一個(gè)大強(qiáng)度的圓柱轉(zhuǎn)子軸承頂著動(dòng)顎BD相對定顎EF做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)顎BD向左擺動(dòng)時(shí)，位于動(dòng)顎BD和定顎EF之間的物料在超過了其抗壓強(qiáng)度的壓力下被破碎，而破碎機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)為多次破碎提供了條件；當(dāng)動(dòng)顎BD擺離定顎EF時(shí)，已破碎的物料在重力的作用下經(jīng)顎腔下部的出料口自由卸出，喂入進(jìn)料口的物料也隨之下落至破碎腔內(nèi)，粉碎和卸料交替進(jìn)行。
物料在經(jīng)過多次破碎和料層的一系列變化后被極大的細(xì)化，為了保證破碎機(jī)不會(huì)因物料擠壓而被頂死，在偏心軸的兩端各安裝了一個(gè)大帶輪，以及一個(gè)具有相當(dāng)大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪，它可以隨時(shí)儲(chǔ)存能量，在負(fù)載較大時(shí)會(huì)自動(dòng)釋放，保證了破碎機(jī)工作的平穩(wěn)性。此外，可通過調(diào)整動(dòng)顎后的楔鐵來改變破碎機(jī)排料口的尺寸，以及出料口的擺幅，從而得到我們所需要的產(chǎn)品顆粒。通過變頻調(diào)速器我們可以隨意調(diào)節(jié)以至得到我們想要得轉(zhuǎn)速，來達(dá)到我們的生產(chǎn)效率。
第3章 主要參數(shù)的確定
3.1.已知參數(shù)
1、進(jìn)料口尺寸：1200×1600mm；
2、最大進(jìn)料粒度：1100mm；
3、處理能力：400-800t/h；
4 出料粒度：300-400mm；
5 電機(jī)功率：132kw；
3.2.部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
此設(shè)計(jì)方案的成功與否，其關(guān)鍵在于四連桿機(jī)構(gòu)的形式，應(yīng)對顎式破碎機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，使各桿件的匹配更加合理，獲得最佳特性，從而達(dá)到提高生產(chǎn)能力，降低下端特性值的目的。
1、 破碎比i
2、 排料口寬度e
設(shè)計(jì)任務(wù)書所給參數(shù)為：進(jìn)料口寬度，進(jìn)料口長度。
選
3 嚙角
破碎機(jī)動(dòng)顎板和固定顎板之間的夾角叫嚙角，嚙角是設(shè)計(jì)破碎機(jī)的一個(gè)主要參數(shù)，嚙角與破碎腔高度、生產(chǎn)率都成反比。從提高生產(chǎn)率觀點(diǎn)，希望有較小的嚙角。從降低破碎腔高度觀點(diǎn)，希望有較大的嚙角。設(shè)計(jì)破碎腔力求高度小而生產(chǎn)率高，從而兩者發(fā)生矛盾，這就需要找到一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)方案。
對普通的破碎腔嚙角進(jìn)行分析，如圖示1-1所示。顎板上的壓碎力和的作用方向垂直于顎板表面，而摩擦力和則平行于顎板表面，為顎板與物料間的摩擦系數(shù)，忽略自重，并把它看作為分離體，則物料不上滑的條件為：
（1-1）
解式（1-1），并經(jīng)簡化和整理得：
（1-2）
將(為摩擦角)代入式（1-2），經(jīng)簡化得：
（1-3）
顎式破碎機(jī)的嚙角一般在范圍內(nèi)。正確地選擇嚙角對于提高破碎機(jī)的破碎效率具有很大的意義，減小嚙角，可使破碎機(jī)的生產(chǎn)率增加，但會(huì)引起破碎比的減少；增大嚙角，雖可增加破碎比，但同時(shí)又減少生產(chǎn)率。因此，選擇嚙角時(shí)，應(yīng)該全面考慮。在這里取
圖1-1 嚙角示意及物料受力分析
4 破碎腔高度H
破碎腔的高度越高破碎時(shí)間就越長，相應(yīng)的物料的破碎就越徹底。在嚙角一定的情況下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定，通常，破碎腔的高度由下式確定，即
選
5 動(dòng)鄂行程
動(dòng)鄂水平行程對破碎機(jī)生產(chǎn)功率和破碎力都有影響。排料口水平行程較小時(shí)，會(huì)降低生產(chǎn)率，但又不能太大，否則，在排料口處的物料，由于過壓實(shí)現(xiàn)象而使破碎力急劇增大，導(dǎo)致過載而機(jī)件損壞。
動(dòng)鄂下部的擺動(dòng)行程不得大于排礦口寬度的倍，即：，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,中小型破碎機(jī)：，大型破碎機(jī)：取
6 偏心距
動(dòng)顎板擺動(dòng)行程確定后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的構(gòu)件尺寸利用繪制機(jī)構(gòu)圖的方法確定。通常，對于簡擺顎式破碎機(jī)，,對于復(fù)擺式顎碎機(jī)，。（建材機(jī)械工程手冊 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 P15）
取。
7 連桿長度與動(dòng)鄂長度
在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄做等速回轉(zhuǎn)時(shí)，搖桿來回?cái)[動(dòng)的速度不同，具有急回運(yùn)動(dòng)的特征。連桿越短，即/值越大，這種不對稱現(xiàn)象就越顯著。曲柄（偏心軸）的轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時(shí)間而定，因此連桿的長度不宜過短。通常，對于大型復(fù)擺顎式破碎機(jī),
選
選
8 動(dòng)鄂軸承中心距給礦口平面的高度h
為了保證在破碎腔的上部產(chǎn)生足夠的破碎力來破碎大塊礦石，因而在給礦口處，動(dòng)顎必須有一定的擺動(dòng)行程，為此，動(dòng)顎的軸承中心距給礦口平面的高度：對于復(fù)擺顎式破碎機(jī)，h≤0.1L,式中L為動(dòng)顎長度。（新型破碎機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 北方工業(yè)出版社 P1182）
選
9 推力板長度K
當(dāng)動(dòng)顎的擺動(dòng)行程s和偏心距r確定以后，在選取推力板長度時(shí)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的推力板長度可參考下式：
，取
3.3 工作參數(shù)的確定
1 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算
顎式破碎機(jī)的偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。當(dāng)動(dòng)顎后退時(shí)，破碎后的物料應(yīng)在重力作用下全部卸出，而后動(dòng)顎立即返回，轉(zhuǎn)速過高或過低都會(huì)使生產(chǎn)能力不能達(dá)到最大值。所以，使破碎機(jī)獲得最高生產(chǎn)率的偏心軸轉(zhuǎn)速n為：
實(shí)際上，動(dòng)顎在空轉(zhuǎn)行程的初期，物料因彈性形變?nèi)蕴幱趬壕o狀態(tài)，不能立即下落，故偏心軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)比上式的值低，選
2 破碎機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算
生產(chǎn)率是指在一定的給料粒度和排料粒度條件下，單位時(shí)間內(nèi)破碎機(jī)所處理物料量（Kg/h或m3/h）。
取
3.4 電動(dòng)機(jī)的選擇
電機(jī)的選擇一般是由用途、主要性能以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來決定的。因選用的是破碎機(jī)的電機(jī)，該電機(jī)應(yīng)適用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場合。查閱了《機(jī)械手冊》后選用了Y系列（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。
Y系列（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)效率高，耗電少，性能好，噪音低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便，為B級絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
顎式破碎機(jī)需要的功率，可按體積假說或破碎物料時(shí)所需要的破碎力來推算。設(shè)破碎機(jī)工作時(shí)整個(gè)顎腔內(nèi)充滿物料，且沿顎腔長度L方向成平行圓柱排列。
破碎機(jī)功率：
式中 L——顎口的長度（m）
H——顎腔的高度（m）
r——偏心軸的偏心距（m）
n——偏心軸轉(zhuǎn)速（）
所以實(shí)際配用電機(jī)功率選。查找手冊選用了型號(hào)為Y355M2-8的三相異步電動(dòng)機(jī),各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示：
電動(dòng)機(jī)
型號(hào)
額定功率KW
滿載轉(zhuǎn)數(shù) r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
Y355M2-8
132
740
1.3
2.0
3.5 四連桿機(jī)構(gòu)各桿長度的確定
已知偏心距即，連桿長度即，推力板長度即搖桿行程，搖桿行程ψ取7°，行程速比系數(shù)K取1.018，機(jī)架位置角γ取125°，如圖3-1。通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件可得出：
四連桿機(jī)構(gòu)圖
以上所求結(jié)果均符合要求，因此可以選取作為復(fù)擺顎式破碎機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。
3.6 破碎力計(jì)算
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其合力大小，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)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，再通過理論推導(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，因而具有較大的應(yīng)用價(jià)值。因此，作用在動(dòng)鄂上的最大破碎力可按下式計(jì)算：
式中：
——襯板單位面積上的平均壓力，一般取
——破碎腔的長度和高度（單位：cm）
最大破碎力都是垂直作用于固定顎和動(dòng)顎上，其作用點(diǎn)的位置根據(jù)試驗(yàn)測定，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的最大破碎力多發(fā)生在破碎腔高度的0.35～0.65處。
3.7 各部件受力分析
復(fù)擺顎式破碎機(jī)的受力示意圖3-3所示：
由圖可以得出下列關(guān)系式：
式中
。
圖3-3復(fù)擺顎式破碎機(jī)各部件受力的圖解法
鄂式破碎機(jī)在工作過程中，破碎機(jī)的工作過程是比較復(fù)雜的。但一般是動(dòng)鄂零件開始向下逐漸增大，到動(dòng)鄂懸掛中心以下占動(dòng)鄂長的2/3處（復(fù)擺），為最大，再像下逐漸減到末端為零。所以
可得：
第4章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
4.1 帶輪的設(shè)計(jì)
顎式破碎機(jī)在工作時(shí)，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動(dòng)循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的傳動(dòng)較大。兩傳動(dòng)軸間距離要求甚遠(yuǎn)。其工作環(huán)境惡劣。對傳動(dòng)系數(shù)折磨損較大，所以在本設(shè)計(jì)中選用帶傳動(dòng)方式。其優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)帶具有彈性，能對破碎機(jī)工作是產(chǎn)生的沖擊進(jìn)行一定程度的吸收，使傳動(dòng)平穩(wěn)，保護(hù)電機(jī)；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過載保護(hù)能力?？稍煊谥行木噍^大的傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡單、制造、安裝精度要求不高，使用維護(hù)方便，因此在本次設(shè)計(jì)中我依然采用的是帶傳動(dòng)。
已知電動(dòng)機(jī)為Y355M2-8，額定功率P=132Kw，轉(zhuǎn)速=740r/min，破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為=180r/min。
1、確定計(jì)算功率
計(jì)算功率是根據(jù)傳遞功率P和帶的工作條件而確定的，
式中：
——計(jì)算功率，kw；
——工作情況系數(shù)，見表8-7《機(jī)械設(shè)計(jì)》；
——所傳遞的額定功率，如電動(dòng)機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率，KW。
查表得工礦系數(shù)
2、選定普通V帶帶型
根據(jù)和，
確定帶型為：D型。
3、計(jì)算傳動(dòng)比
式中：
n1——小帶輪轉(zhuǎn)速；
n2——大帶輪轉(zhuǎn)速。
4、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v
1）初選小帶輪基準(zhǔn)直徑
在帶傳動(dòng)需要傳遞的功率給定的條件下，減小帶輪直徑，會(huì)增大帶傳動(dòng)的有效拉力，從而導(dǎo)致V帶根數(shù)的增加。這樣不僅增大了帶輪的寬度，而且也增大了載荷在V帶之間分配的不均勻性。另外，帶輪直徑的減小，增加了帶的彎曲應(yīng)力。為了避免彎曲應(yīng)力過大，小帶輪的基準(zhǔn)直徑就不能過小。一般情況下，應(yīng)保證。
根據(jù)V帶的帶型，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6和表8-8確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑=355。
2）驗(yàn)算帶速v
在范圍內(nèi)
故帶速合適。
3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑
取
5、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度
1）初定中心距
中心距大，可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命，但過大則降低穩(wěn)定性，增大尺寸，過小則有相反的利弊，一般初選為：
初步確定中心距為。
2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度
查表選取基準(zhǔn)長度：
3）計(jì)算實(shí)際中心距
6.小帶輪包角
小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使
因此，主動(dòng)輪上的包角合適
7.計(jì)算帶的根數(shù)z
1)單根帶的額定功率
根據(jù)和，查表通過差值法得：D型帶 。
考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量，查表并通過插值法計(jì)算得：
2）確定V帶的根數(shù)
查表得：
查表得：
因一般不超過8根，取。
8.單根V帶的預(yù)緊力
由表查得
9. 計(jì)算壓軸力
10.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
大帶輪和小帶輪直徑分別為1800mm和355mm，厚度均為265mm，其直徑均大于300mm，因此采用輪輻式結(jié)構(gòu)。小帶輪孔徑由電動(dòng)機(jī)軸直徑確定為80mm；大帶輪孔徑取170mm。大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用孔板式。
大帶輪的工作圖如圖4-1所示：
圖4-1 大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖
4.2 飛輪的設(shè)計(jì)
顎式破碎機(jī)是一種間歇工作的機(jī)械，工作行程破碎物料而空行程只是克服機(jī)構(gòu)中的有害阻力，因而造成了機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)速度的波動(dòng)及電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷不均勻。為使破碎機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速波動(dòng)小，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷均勻，在偏心軸的兩端裝上了飛輪?？招谐痰臅r(shí)候它儲(chǔ)存能量，而工作行程時(shí)，飛輪放出能量。
大三角帶輪即是傳動(dòng)件也是飛輪，所以現(xiàn)在我們設(shè)計(jì)的是偏心軸另一端的飛輪。
設(shè)破碎機(jī)在空行程期間內(nèi)的功率消耗為，在壓碎物料期間內(nèi)的功率消耗為。電動(dòng)機(jī)額定功率為 ，并且。
在期間，多余的功率使飛輪角速度從增加到；在期間，功率不足，使飛輪角速度從減少到，同時(shí)飛輪放出能量，增加破碎物料的有效功率，提高破碎機(jī)的破碎效率。由此，可得能量平衡方程式：
或
式中——飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （）；
——飛輪平均角速度 （ ）；
——速度不均悉數(shù)， 。
飛輪儲(chǔ)存的能量為：
考慮摩擦損失的機(jī)械效率為：
代入公式后，得飛輪所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
機(jī)械效率，取值為0.85。對于復(fù)擺破碎機(jī)， 。對大型破碎機(jī)，取=0.03～0.05，此處取0.04。角速度根據(jù)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速n求得，，而且已知。將這些數(shù)據(jù)代入公式求得：
飛輪的外徑應(yīng)與大帶輪的外徑相當(dāng)，選取飛輪的外徑為D=1800mm，選取飛輪的內(nèi)徑為d=170mm，則飛輪的質(zhì)量m為：
則飛輪的寬度B為：
飛輪的具體幾何尺寸，參考了普通飛輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并將之簡化，在保證了飛輪可以正常工作的前提下，盡量減輕飛輪的質(zhì)量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，盡量使之整體化和減少加工費(fèi)用。與普通的飛輪的設(shè)計(jì)不同的是，這個(gè)飛輪可以通過加配重的方式，來進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的調(diào)節(jié)。
4.3 偏心軸的設(shè)計(jì)
顎式破碎機(jī)的偏心軸是一個(gè)傳遞扭矩，且兩軸承支承間為偏心結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸。對于它的可靠性設(shè)計(jì)。實(shí)際上就是根據(jù)預(yù)先擬定的結(jié)構(gòu)方案，確定一組直徑，使之既滿足強(qiáng) 度，剛度要求，又能滿足可靠性要求，而且重量輕和經(jīng)濟(jì)效益最好，發(fā)求得技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。
1、偏心軸的材料選用45號(hào)鋼
2、軸傳遞的功率
查表的V帶的傳動(dòng)效率為0.92～0.97現(xiàn)η=0.95
軸傳遞的功率為：
3、偏心軸的轉(zhuǎn)速為160r/min
4、初步確定軸的最小直徑
(參考：機(jī)械設(shè)計(jì))
式中：
A0：與軸材料有關(guān)的系數(shù)其值可查表15-3取A0=125
P：軸傳遞的功率
n：軸的轉(zhuǎn)速
考慮到軸上鍵槽會(huì)消弱軸的強(qiáng)度，若為單鍵，則應(yīng)將上述計(jì)算值增大5%左右；若為雙鍵，應(yīng)將上述計(jì)算值增大10%左右。該設(shè)計(jì)軸為單鍵所以將上述計(jì)算的增大5%，得
最小直徑段的軸與帶輪相配合，帶輪孔徑為170mm>121.01mm符合要求，因此選取軸的最小直徑170mm。
5、 確定軸的各段尺寸
圖4-2 偏心軸
由圖4-2的基本結(jié)構(gòu)初步確定軸的尺寸由圖可知其軸承安裝在L3，L4,L6，L7上，軸承與其直接配合，所以知其尺寸由軸承決定;從左到右把偏心軸分為九段
D1=170mm L1=360mm
D2=180mm L2=25mm
L3為傾斜面此處安裝軸承,選取和此處的軸承有關(guān)，查取《滾動(dòng)軸承應(yīng)用手冊》選擇調(diào)心滾子軸承
軸承型號(hào)為23244C
d=220mm D=400mm B=144mm
故L3=144mm D3=220mm
L4段安裝動(dòng)顎軸承
此段選取軸承型號(hào)為23256C
d=280mm D=500mm B=176mm
故L4>176mm，取L4=250mm,D4=280mm
D5=300mm L5=600mm
初步設(shè)定軸為對稱的所以右端和左端一樣
偏心軸總長L
5.偏心軸的強(qiáng)度校核
在破碎工作時(shí)，破碎力通過動(dòng)顎軸承傳到偏心軸上，由于該破碎力很大，軸上其實(shí)零件傳遞的栽荷相對來說就顯提微不足道了，所以計(jì)算時(shí)即可把這些載荷忽略不計(jì)，而只考慮破碎力的作用。破碎力平均分布在兩個(gè)動(dòng)顎軸承上，分別用F1，F(xiàn)2來表示；機(jī)架軸承要當(dāng)于兩個(gè)支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別用R1，R2來表示；機(jī)架軸承載荷的作用點(diǎn)與動(dòng)顎軸承載荷作用點(diǎn)間的距離用L表示。偏心軸的載荷受力分析如圖4-3所示，并作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖4-4。
圖4-3 軸受力示意圖
圖4-4 上為彎矩圖，下為扭矩圖
從軸的受力示意圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出動(dòng)顎軸承中心所在截面為危險(xiǎn)截面，計(jì)算出此截面處的彎矩M和扭矩T,按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。
支反力
F1=F2=-545000N，R1=R2=545000N
總彎矩
M=107365000N﹒mm
扭矩
T=6827586.21N﹒mm
軸的計(jì)算應(yīng)力公式
軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-4得，代入數(shù)據(jù)得，
，選取軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)制處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1得。
<[σ-1],故安全。
4.4軸承的選擇與校核
1、選擇軸承
由軸徑和設(shè)計(jì)要求試選用23244C和23252C調(diào)心滾子軸承，查GB/T286—1964得,軸承的性能參數(shù)為:23244C： ,，極限轉(zhuǎn)速為(脂潤滑)，內(nèi)徑為220mm,外徑400mm,寬度為144mm；23256C：，，極限轉(zhuǎn)速為(脂潤滑)，內(nèi)徑為280mm,外徑500mm,寬度為176mm。
4.4.2求徑向載荷
Fr1=161.35KN
Fr2=161.35KN
4.4.3計(jì)算軸承的軸向力
在本機(jī)的設(shè)計(jì)中，軸承在理論上是不受軸向力的，但實(shí)際應(yīng)有力的作用，但很小，忽略不計(jì)；
4.4.4求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
一般計(jì)算公式為
式中：
X、Y分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)
對于只受純徑向載荷的軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷:
查表13-6（機(jī)械設(shè)計(jì)）得：
fp=1.8～3.0 取fp =2.0
代入上式可求得
P1=322.7KN
P2=322.7KN
4.4.5計(jì)算軸承的壽命
由公式： (機(jī)械設(shè)計(jì)
此為滾子軸承，式中
滿足預(yù)期壽命。
4.5 鍵的校核
根據(jù)d=170mm從表6-1中查取鍵的截面尺寸：寬度b=32mm，高度h=18mm,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=200mm（比輪轂寬度小些）。
T——傳遞的轉(zhuǎn)矩（),；
K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度；
l——鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵l=L-b,平頭平鍵
l=L,這里L(fēng)為鍵的公稱長度；mm；b為鍵的寬
度，mm。
D——軸的直徑，mm。
—鍵，軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa。
鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。鍵的工作長度l=L-b=200-32=168mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=9mm。
（機(jī)械設(shè)計(jì) P106）
代入數(shù)據(jù)求得
滿足所需要求。
鍵的標(biāo)記為32×200 GB/T 1096-2003
4.6 軸承座的設(shè)計(jì)
在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的要求，采用了整體設(shè)計(jì),將軸承座做成一個(gè)可裝軸承的空心階梯軸型結(jié)構(gòu),將和機(jī)體連接的部分做成法蘭,軸承用端蓋進(jìn)行定位和約束,由于做的是一對,而且選用的是調(diào)心滾子軸承,對同心度的要求較高。具體的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示：
圖4-3 軸承座的設(shè)計(jì)
4.7 配重的選擇
與普通飛輪的設(shè)計(jì)不同的是，這個(gè)飛輪通過加配重的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的調(diào)節(jié)。由于理論和實(shí)際應(yīng)用之間是有差別的，而且所需轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的因素很多，如瞬時(shí)過載等，通過理論計(jì)算得到的數(shù)值會(huì)存在一定偏差，所以考慮在設(shè)備外加一個(gè)可調(diào)因素是必要的。
由于偏心軸的存在，如果不在飛輪上加配重，勢必會(huì)引起機(jī)器的振動(dòng)，如果震動(dòng)過度，甚至?xí)鹬卮蟀踩鹿实陌l(fā)生，因此，必須要在帶輪和飛輪上適當(dāng)?shù)奈恢眉优渲匾詼p小振動(dòng)。
配重的大小及固定位置應(yīng)參考機(jī)械原理中關(guān)于動(dòng)平衡的介紹選取。
動(dòng)平衡的原理為：質(zhì)量分布在不同的回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，它的不平衡都可以認(rèn)為是在兩個(gè)任意選取的回轉(zhuǎn)面內(nèi)各有一個(gè)不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的，為達(dá)到完全平衡，必須分別在上述兩個(gè)回轉(zhuǎn)面內(nèi)各加上適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量。在本設(shè)計(jì)中，偏心軸所轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不平衡可以用帶輪和飛輪上的配重加以平衡。所用的公式為：
上式中，質(zhì)分別為所選的兩回轉(zhuǎn)面內(nèi)所加的配重，為它們的質(zhì)心對應(yīng)的回轉(zhuǎn)半徑；分別為兩回轉(zhuǎn)面內(nèi)原來的不平衡質(zhì)量，r、r'為它們對應(yīng)的回轉(zhuǎn)半徑，再由帶輪和飛輪的尺寸為配重選擇一個(gè)合適的回轉(zhuǎn)半徑，由此可以固定所加配重的質(zhì)量。解得所加配重大小為，由于帶輪和飛輪均為輪輻式結(jié)構(gòu)，故將配重裝于輪緣側(cè)面，用螺栓固定或鑄造出然后加工。具體尺寸見飛輪和帶輪。
4.8 外形尺寸的設(shè)計(jì)
整體外形尺寸的設(shè)計(jì)要參考四桿機(jī)構(gòu)和動(dòng)顎的尺寸等前面所得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行確定，由前面的計(jì)算得知，外形尺寸初步確定如下：
圖4-4 整體尺寸確定簡圖
上圖中：
A:機(jī)架的前后長度2870
B：整體寬度2720
C：整機(jī)高度2980
D：軸承中心到地面的定位尺寸2055
E：機(jī)架高度2000
F：軸承中心到機(jī)架前端的定位尺寸2050
G：機(jī)架厚度300
H：定顎厚度 150