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江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)簡介
PE250×400顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)
1．課題背景
我國自50年代生產(chǎn)顎式破碎機(jī)以來，在破碎機(jī)設(shè)計(jì)方面經(jīng)歷了模擬，仿真制、圖解法設(shè)計(jì)階段，目前正向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段過度。生產(chǎn)制造的顎式破碎機(jī)越來越大、性能越來越好，品種越來越多，并在國際上占有一定的市場。
我國曾以前蘇聯(lián)顎式破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)TOCT7084-80為依據(jù)，制定了顎式破碎機(jī)國標(biāo)送審稿，對顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和使用提出了更高的要求。1990年，由中國礦山機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測中心，對國內(nèi)主要廠家制造的中小型顎式破碎機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)行了檢測，只有若干顎式破碎機(jī)達(dá)到 TOCT7084-80和國標(biāo)送審稿中規(guī)定的指標(biāo)。因此全面總結(jié)顎式破碎機(jī)在設(shè)計(jì)、使用和測試方面的經(jīng)驗(yàn)，積累合適我國破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立破碎機(jī)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法并使之推廣普及是提高我國顎式破碎機(jī)技術(shù)性能，趕超國際先進(jìn)水平的關(guān)鍵。
顎式破碎機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)問世百余年，仍在工程中廣泛使用。各種不同型號(hào)的顎式破碎機(jī)雖經(jīng)長期實(shí)踐，不斷改進(jìn)，但其工作原理和結(jié)構(gòu)大同小異，而其工作性能的好壞卻相差甚大。顎式破碎機(jī)的技術(shù)性能主要取決于主參數(shù)的確定、機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)。
2．課題研究目的及意義
1.課題研究的目的
A增加物料的比表面積
物料破碎后，其比表面積增加，因而可提高物料作用的效果和化學(xué)反應(yīng)的速度。如幾種不同固體物料的混合，若物體破碎得越細(xì)，則混合均勻的程度越高；水泥熟料的燒成，基本上是一種固相反應(yīng)，其反應(yīng)速度與物料碎磨粒度有關(guān)，物料磨得越細(xì)，反應(yīng)速度進(jìn)行得越快。反應(yīng)速度越快，煅燒時(shí)節(jié)省熱量越多。
B制備混凝土骨料與人造砂
制備混凝土需要各種粒度的骨料（碎石），是由開采出來的大塊石料，經(jīng)破碎篩分加工后得到的各種粒度的碎石。當(dāng)天然砂不足時(shí)，可用破碎方法制備人造砂。
C使礦石中有用成分解離
在選礦作業(yè)中，破碎與磨碎作業(yè)，是把各種有用礦物里緊密結(jié)合與共生在一起的有用成分和雜質(zhì)分開，即“解離”。物料解離后，才能用選礦的方法除去雜質(zhì)而得到純潔的精礦。
D 為原料下一步加工作準(zhǔn)備或便于使用
在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團(tuán)廠、建筑材料以及粉末冶金部門中，所用的原料塊度一般都比較大，要求碎磨到一定粒度以下，供下一步加工處理用。
在食品、化學(xué)醫(yī)藥、化肥及農(nóng)藥等工業(yè)部門中，常將產(chǎn)品碎磨成粉末狀態(tài)，以便使用。
2.物料粉碎的意義
物料的粉碎是冶金、礦山、建材、化工、電力等工業(yè)部門應(yīng)用廣泛的一種工藝過程，每年有大量的原料和再利用的廢料都需要進(jìn)行粉碎處理。
在選礦工業(yè)中，物料的破碎占有重要地位。選礦廠破碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用，平均約占全部選礦生產(chǎn)費(fèi)用的40%以上，而碎磨設(shè)備的投資約占選礦廠總投資的60%左右。
在水泥工業(yè)中，水泥廠碎磨作業(yè)費(fèi)用約占生產(chǎn)成本的30%以上，破碎機(jī)械的耗電量約占全廠總耗電量的10%，而磨碎機(jī)械的耗電量則占60%。
據(jù)介紹世界上約15%的電能消耗在粉碎作業(yè)，而且逐年增加，其中85%以上用于磨碎。隨著貧礦增多、建筑材料需求量不斷增加、工業(yè)利用積聚起來的再生材料占有比例愈來愈大，加之能源短缺，急需不斷改善碎磨作業(yè)，如采用“多碎少磨”工藝，特別是研制高效粉碎設(shè)備和改進(jìn)現(xiàn)有碎磨機(jī)械，對于達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低能耗具有非常重要的意義。
3．設(shè)計(jì)要求
1.破碎腔深而且無死區(qū)，提高了進(jìn)料能力與產(chǎn)量；
2.其破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻；
3.墊片式排料口調(diào)整裝置，可靠方便，調(diào)節(jié)范圍大，增加了設(shè)備的靈活性；
4.潤滑系統(tǒng)安全可靠，部件更換方便，保養(yǎng)工作量?。?
5.結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，運(yùn)營費(fèi)用低；
6.設(shè)備節(jié)能：單機(jī)節(jié)能15%～30%，系統(tǒng)節(jié)能一倍以上；
7.排料口調(diào)整范圍大，可滿足不同用戶的要求；
8.噪音低，粉塵少
4．課題研究方法及手段
本文設(shè)計(jì)的PE250×400復(fù)擺顎式破碎機(jī)，主要有復(fù)擺顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的主參數(shù)的確定，復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)的確定，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的腔形與機(jī)架設(shè)計(jì)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)齒板磨損的分析與設(shè)計(jì)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的三維建模。動(dòng)顎、齒板是破碎機(jī)的重要組成部分，本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)主參數(shù)、動(dòng)顎及機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)。首先通過主參數(shù)的計(jì)算確定破碎機(jī)的其他結(jié)構(gòu)尺寸，圍繞主參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸，完成了腔形設(shè)計(jì)及機(jī)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最后根據(jù)這些結(jié)構(gòu)參數(shù)來設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)并進(jìn)行整體三維建模。本次設(shè)計(jì)我的專題部分是破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的確定，其設(shè)計(jì)流程是先確定破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案，通過已知條件及一些經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算出破碎機(jī)的主參數(shù)，如鉗角、動(dòng)顎水平行程、傳動(dòng)角和偏心距等，根據(jù)這些計(jì)算出來的參數(shù)來確定破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，如飛輪、偏心輪、動(dòng)顎等。
5．復(fù)擺顎式破碎機(jī)的構(gòu)成及其工作原理
顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有機(jī)架、偏心軸、大皮帶輪、飛輪、動(dòng)顎、側(cè)護(hù)板、肘板、肘板后座、調(diào)隙螺桿、復(fù)位彈簧、固定顎板與活動(dòng)顎板等組成，其中肘板還起到保險(xiǎn)作用。
該系列顎式破碎機(jī)破碎方式為驅(qū)動(dòng)擠壓型，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動(dòng)顎上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)顎上升時(shí)肘板和動(dòng)顎間夾角變大，從而推動(dòng)動(dòng)顎板向定顎板接近，與此同時(shí)物料被擠壓、搓、碾等多重破碎。當(dāng)動(dòng)顎下行時(shí)，肘板和動(dòng)顎間夾角變小，動(dòng)顎板在拉桿、彈簧的作用下離開定顎板，此時(shí)已破碎物料從破碎腔下口排出，隨著電動(dòng)機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)破碎機(jī)動(dòng)顎作周期性的壓碎和排料，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
6．破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在本次設(shè)計(jì)中采用正懸掛。
按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可把復(fù)擺顎式破碎機(jī)分為三種類型。即正懸掛（h>0)、零懸掛（h=0)和負(fù)懸掛（h<0)三種類型。懸掛高度h是從定顎上端水平面量至曲柄支承軸承中心（又稱懸掛點(diǎn)）間的距離。由于一定型號(hào)的破碎機(jī)的進(jìn)料口、排料口尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以較大的懸掛高度將會(huì)得到較長的動(dòng)顎即較高的機(jī)架尺寸，而且也改變了實(shí)際參與破碎的動(dòng)顎各點(diǎn)距懸掛點(diǎn)的距離，從而影響各點(diǎn)的軌跡性能。因此不同懸掛高度的復(fù)擺顎式破碎機(jī)，將對破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)性能產(chǎn)生較大的影響。由于降低懸掛高度除可降低機(jī)器的整體高度減輕機(jī)重外，隨著懸掛高度的降低，還可改善動(dòng)顎上部的軌跡性能以提高機(jī)器的性能。因此，建議采用較小的懸掛高度為宜。應(yīng)該注意，當(dāng)采用負(fù)懸掛結(jié)構(gòu)，且采用很低的懸掛高度時(shí)，除使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上帶來很多困難外，必須考慮當(dāng)單塊礦石在進(jìn)料口破碎時(shí)，發(fā)生動(dòng)顎傾翻（此時(shí)肘板與其襯墊脫開）的可能性。根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)，可見低懸掛復(fù)擺顎式破碎機(jī)是代表該機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方向。
7．破碎機(jī)三維建模的設(shè)計(jì)
機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成品面市的過程,往往需要經(jīng)歷“設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造、測試評價(jià)、修改、產(chǎn)品”這一耗時(shí)的過程。如何加速新產(chǎn)品的開發(fā)過程,并在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前有一個(gè)有效的手段來檢驗(yàn)新產(chǎn)品的效能和適應(yīng)性,以避免投產(chǎn)后的失敗,這是工程技術(shù)人員追求的目標(biāo)。三維實(shí)體模型就是設(shè)計(jì)者進(jìn)行實(shí)時(shí)形象地分析設(shè)計(jì)、模擬試驗(yàn)、預(yù)測結(jié)果的虛擬樣機(jī)。
復(fù)擺顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)大部分還是二維圖形設(shè)計(jì),難以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化、系列化,難以實(shí)現(xiàn)整機(jī)分析和計(jì)算,圖形數(shù)據(jù)難以為后續(xù)工程應(yīng)用。因此,本文對復(fù)擺顎式破碎機(jī)進(jìn)行三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)，提出其思路和方法。
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