【正文】 復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)及過載保護系統(tǒng) 工學(xué)院 學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘 要 顎式破碎機經(jīng)100多年的實踐和不斷改進、其結(jié)構(gòu)已日臻完善我國自50年代仿制顎式破碎，經(jīng)過近50年的摸索和研究、設(shè)計資料更加完善、設(shè)計方法更加先進，結(jié)構(gòu)更加合理、產(chǎn)品性能更加優(yōu)良。為縮短差距和趕上世界先進水平，發(fā)展和提高現(xiàn)有顎式破碎機技術(shù)水平是必要的，現(xiàn)在這個行業(yè)競爭比較激烈，光靠傳統(tǒng)的顎式破碎機已經(jīng)滿足不了市場的需求，需要對現(xiàn)有的機器進行改進。同時也因為過大的垂直行程，使其定、動顎板磨損很快，大大降低了使用壽命。Chapter three:Calculation of the major part。近年來，隨著礦山生產(chǎn)和建材加工中一些新理論的提出，用戶希望散體礦石能夠在破碎階段盡可能地得到粒度更細、塊度更好的產(chǎn)品，以及生產(chǎn)自動化，降低人力成本。用以將原礦或一定粒度的物料（包括礦石、巖石和煤炭等）破碎到所要求的粒度。（圖11 a）二、劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石沿壓力作用線方向劈裂，劈裂的原因是由于劈裂面上的拉應(yīng)力達到礦石的抗拉強度極限。 a）擠壓 b）劈裂 c）折斷 d）磨碎 圖11 礦石的破碎及磨碎方法 破碎機分類、工作原理 分類根據(jù)機械的工作原理和結(jié)構(gòu)特性，目前在工業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用的破碎機分為7種類型：顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機、輥式破碎機和選擇性破碎機。主要適用于粗碎（也有用于中碎的）堅硬、韌性或耐磨性物料，襯板壽命較復(fù)雜擺動顎式破碎機長。動顎向下運動時，有促進排礦作用。 顎式破碎機 工作特點和類型顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎，垂直（或上端略外傾）固定在機體前壁上，另一是活動顎板，位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。簡單擺動顎式破碎機的工作示意圖見圖12a）動顎4懸掛在心軸2上，可做左右運動。由于運動軌跡簡單，故稱為簡單擺動式顎式破碎機。復(fù)雜擺動顎式破碎機工作時，偏心軸作逆時針旋轉(zhuǎn)，因此，對所裝入的物料塊有向下推并夾持的作用。由于垂直擺動幅度下大上小，有利于整塊動顎作復(fù)雜運動，因此對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。動顎上部內(nèi)孔兩端的雙列向心球面滾子軸承支撐在偏心軸上，偏心周外側(cè)軸頸支座主軸承，主軸承外圈與機架上的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機架上，在偏心軸兩外部分分別裝有大帶輪和飛輪，以調(diào)整破碎機工作時主軸的運轉(zhuǎn)速度的波動。 結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算為了保證顎式破碎機運動的可靠性和經(jīng)濟性，在設(shè)計時必須正確的確定它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計算零件強度的基礎(chǔ)。為了確定角，應(yīng)當(dāng)分析當(dāng)物料被顎板擠壓時作用在石塊上的 力的情況。不然礦石就會向上跳出，而不被壓碎。增大鉗角，雖可增大破碎比，但同時又減少生產(chǎn)能力。然而由于破碎板的變形，及其與機架間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動顎擺動行程遠遠大于理論上求出的數(shù)值。將引起物料在破碎腔下部的過壓現(xiàn)象。動顎的動行程確定好以后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的機構(gòu)尺寸利用畫機構(gòu)圖的方法來確定。動顎的擺動行程確定以后，偏心軸的初步擬定的構(gòu)件尺寸利用畫機構(gòu)圖的方法來確定。連桿越短，即的值越大，則這種現(xiàn)象就越顯著。為此動顎的軸承中心距給礦口平面的高度：。推力板長度與偏心距的關(guān)系為：。 五、破碎腔的形狀破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率、動力消耗和襯板磨損等破碎機性能的重要因素。處在水平面1上的物料，當(dāng)動顎擺動到虛線位置時，便下落到水平面2上。由圖23 a）可以看到，在直線型破碎腔中，個連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面的體積向下依次遞減。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。但是，當(dāng)動顎擺動超過一定的限度撕，再增加轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)能力增加的十分緩慢，有時甚至還下降。設(shè)n為動顎沒分鐘擺動的次數(shù)，則動顎一次單向擺動的時間為： （26）式中:t —— 動顎一次單向擺動的時間，s； n —— 動顎每分鐘擺動的次數(shù)，r/min。通常，破碎堅硬物料時，轉(zhuǎn)速應(yīng)取小些；破碎脆性物料時，轉(zhuǎn)速可取大些。取ρ=，所以生產(chǎn)能力Q=+15t 功率確定顎式破碎機的工作是間歇性的，其破碎力大小在零和最大值之間變化，動顎擺向定顎破碎物料時，作用力從零逐漸增大，及至物理發(fā)生破碎的瞬間增至最大值Pmax，然后又降至零。顎式破碎機破碎物料時每一轉(zhuǎn)需要的破碎功為 A=Pms/ （MJ） （210）式中s/——平均作用力合力的著力點行程，m顎式破碎機物料的需要的功率為 （KW） （211）式中：η——機械效率，一般取η=。得：推力板的壓力 物料塊對動顎的反作用力動顎偏心軸的軸承反力 取軸承反力 主要零件的強度計算 顎式破碎機的主要零件有：偏心軸、動顎、推力板、動顎的拉桿、機架和飛輪等。有時沿其寬度方向布有通孔。 偏心軸的強度計算偏心軸是顎式破碎機重要的零件，它的一方面要使動顎按照所要求的軌跡運動。偏心軸中部通過軸承懸掛動顎，偏心軸受動顎的動顎的支撐反力、。圖34 破碎機偏心軸受力情二、偏心軸受的外力矩1. 阻力矩破碎機在工作過程中，偏心軸受動顎的支撐反力、。偏心軸與動顎相配的兩個軸頸受到外力=，為此產(chǎn)生的阻力矩： 2. 原動力矩 偏心軸在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的阻力矩需要原動力矩M與之平衡，原動力矩M當(dāng)然要由電動機供給一部分。當(dāng)阻力矩較小時，電動機使飛輪加速，積蓄功能。 偏心軸扭矩分析3. 扭矩圖偏心軸上作用著四個集中力矩，自右向左：、和。即： 因為=，=，所以。 =2545MPa偏心軸在每轉(zhuǎn)中的受扭過程就有三種狀態(tài)：在破碎礦石時，偏心軸受有剪應(yīng)力。，對于鋼材：。而在非破碎階段，無載荷時，彎曲應(yīng)力為零，這似乎是脈動循環(huán)交變應(yīng)力。A點為凹面（受壓應(yīng)力），B點為凸面，（受拉應(yīng)力）。 a)受力；b）Mn；c）Mw圖37 彎扭組合強度校核 所以，軸的彎曲強度也滿足要求。軸的安全系數(shù)： (313)式中：n —— 軸的安全系數(shù)； 、 —— 分別只考慮彎矩、扭矩作用時的安全系數(shù)； [n] —— 許用安全系數(shù)。查機械手冊可得：=。飛輪在空行程時儲存能量，這樣就可以使電動機的負荷均勻。電動機的額定功率為 N，并且。故： 式中 —— 是考慮摩擦損失的機械效率，=。對于復(fù)擺顎式破碎機：空轉(zhuǎn)時間近似等于有載運轉(zhuǎn)時間。則飛輪的實際質(zhì)量為：第4章顎式破碎機主要零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算與選擇 皮帶及帶輪的設(shè)計用窄V帶傳動，電動機型號為：Y28058型；功率 P=37KW，轉(zhuǎn)速n=1040r/min；傳動比i=；每天工作12h。 （4—2） 由n=970r/min，i=，查機械工程手冊表85c和85d得：，；查表88得：；查機械工程手冊表82得：。 軸轉(zhuǎn)速n=330min 因為軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增加37%。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。 動顎寬度為1000mm，兩端分別留有1mm的余隙，考慮到軸上需要安裝的密封零件及軸承透蓋，初定軸的跨距如圖所示。所以，取X=1。主要尺寸：d=190mm D= 290mm B=75mm r=安裝尺寸：209mm 270mm 該軸承采用油脂潤滑五、驗算軸承的壽命經(jīng)驗算軸承的壽命足夠。主要破碎各種不同硬度、不同性質(zhì)的物料，它是一種碎壓破碎設(shè)備，即物料在動顎與定顎的兩個工作面之間受到相對緩慢的壓力的作用而破碎。肘板折斷法：設(shè)定肘板低強度易折斷點，即在破碎機出現(xiàn)過載時，肘板應(yīng)力靈敏區(qū)因應(yīng)力急劇上升到極限值而自行折斷，切斷動力傳遞，防止機器損傷。 飛輪限矩保護：采用彈簧摩擦離合器、液壓摩擦離合器或設(shè)置安全銷等。但由于離合器摩擦因數(shù)／受外界條件(如溫度等)影響較大，使其工作的可靠性受到限制，且過載時，仍需人為清障、停機修理，系統(tǒng)恢復(fù)比較麻煩。本文就設(shè)計了一種簡單、高效的液壓保護系統(tǒng)。當(dāng)破碎腔遇到破碎強度超出設(shè)定值的物料時，液壓缸活塞迅速向后回縮增大排礦口，使得高強度的物料最終從排礦口排出。壓力繼電器8為系統(tǒng)所設(shè)定的右腔工作低壓極限值，當(dāng)右腔壓力達到此值時，壓力繼電器8發(fā)出信號給PLC，使得2YA、4YA失電、繼電器3YA得電，從而對液壓缸6右腔補充壓力油。當(dāng)油缸6左腔壓力下降到壓力繼電器8所設(shè)定的值時，3YA得電，油缸6活塞向右移動，破碎機迅速恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。在大型的顎式破碎機中，電動機的啟動和工作時，常常采用星形和三角形的換接，故也可采用PLC控制。表2 PLC的I/O分配表圖2液壓原理圖1．單向定量泵 2．溢流閥 3．4．5．電磁換向閻 6．液壓缸 7．蓄能器 8．壓力繼電器(工作低壓極限) 9．壓力繼電器(工作高壓極限)YJ9 lO．壓力繼電器(保護壓力極限)YJ10 11．溢流閥 12．節(jié)流閥 PLC軟件的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，編制出程序框圖如圖3所示。能自動排除故障，并能迅速恢復(fù)正常工作狀態(tài)，這是我很大的收獲。通過電腦繪圖，使我初步掌握了電腦繪圖的基本技能和高級技巧。致 謝三個月的畢業(yè)設(shè)計時間匆匆而過,在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我完成了畢業(yè)設(shè)計。作為人類的靈魂的工程師,我為你們感到驕傲！我也要感謝和我共同走過這風(fēng)雨兼程的學(xué)習(xí)生活的同學(xué)們。除了扎實的專業(yè)知識以外，認真，嚴(yán)謹也是必不可少的要