【文章內(nèi)容簡介】 保、搞全性能、全生命的設(shè)計。所以做好復(fù)擺顎式破碎機的設(shè)計，讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù)，提高生產(chǎn)60河北建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計計算書指導(dǎo)教師：肖溪 馬軼群 設(shè)計題目：復(fù)擺顎式破碎機（400600）設(shè)計 設(shè)計人：曹巧鳳設(shè)計項目計算與說明結(jié)果 復(fù)擺顎式破碎機的特點 國內(nèi)外顎式破碎機的發(fā)展及現(xiàn)狀第2章總體設(shè)計 復(fù)擺顎式破碎機的基本結(jié)構(gòu) 復(fù)擺顎式破碎機的工作原理第3章 主要參數(shù)的確定 電動機的選擇 最大破碎力第4章 傳動裝置的設(shè)計 帶輪的設(shè)計效率。 復(fù)擺顎式破碎機的特點復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)屬于四桿機構(gòu)中曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用，曲柄為主動件。顎式破碎機以結(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)擺顎式破碎機的動顎，是直接懸掛在偏心軸上的顎，是曲柄連桿機構(gòu)，沒有單獨的連桿。由于動顎是由偏心軸的偏心直接帶動，所以活動顎板可同時做垂直和水平的復(fù)雜擺動，顎板上各點的擺動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)向是逆時針方向，動顎上各點的運動方向都有利于促進排料，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)擺顎式破碎機和簡擺顎式破碎機相比較，復(fù)擺顎式破碎機的機器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點。但復(fù)擺顎式破碎機的顎板垂直行程大，石料對顎板的磨削作用嚴重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時易產(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。國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù)量最多的也是復(fù)擺顎式破碎機。復(fù)擺顎式破碎機主要由機架、顎板、側(cè)護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構(gòu)等組成。機架即機座，實際上是個上下開口的四方斗，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。大型破碎機的機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。顎板包括活動顎板和固定顎板，各與顎床組成活動顎和固定顎。顎板用楔形鐵塊和螺栓固定在顎床表面，保護顎床不受磨損。固定顎的顎床就是機架，活動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度和剛度活動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，尚與石塊強烈摩擦，因此要求用高強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，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90176?！?10176。，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。顎式破碎機的優(yōu)點是生產(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度不才超過2000公斤/厘米的石料時效果較好。其缺點是不宜破碎片狀石料，工作間歇、有空轉(zhuǎn)沖程，需要很大的擺動體，增加非生產(chǎn)能量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時，容易堵塞出料口。由于工作時產(chǎn)生很大的慣性力，機體擺動大，工作不平穩(wěn)，沖擊，振動及噪音較大。因此須安裝在比機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。使用顎式破碎機時，必須注意由于機器是在工作條件惡劣情況下運轉(zhuǎn)的，除了必須嚴守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。 國內(nèi)外顎式破碎機的發(fā)展及現(xiàn)狀隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,破碎機也向自動化方向邁進(如國外產(chǎn)品已實現(xiàn)機電液一體化、連續(xù)檢測,并自動調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴大,破碎機也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機的處理能力已達6000t/h。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗中,暫時還不能用于生產(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)的顎式破碎機和旋回式破碎機,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。細碎方面新機型更多些?？偟膩砜?值得提出的有:顎式破碎機、圓錐破碎機、沖擊式破碎機和輥壓機。而應(yīng)用最廣泛的就是顎式破碎機。顎式破碎機是由美國人布雷克發(fā)明的。自第一臺顎式破碎機問世以來，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。由于顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，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。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動的顎式破碎機。其特點是提高動顎擺動次數(shù)借以增加產(chǎn)量，同時能實現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護以及能負荷啟動。原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性顎式破碎機）。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。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，美國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設(shè)計院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。安徽某設(shè)計院曾發(fā)明一種雙腔雙動顎復(fù)擺顎式破碎機。它除了提高工作效率，同時又能降低破碎機負荷，使機重減輕很多。原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉(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顎破碎機。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動顎同步運轉(zhuǎn)，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機產(chǎn)量同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動顎倒懸掛顎式破碎機。早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了Kunkan簡擺顎式破碎機。該機特點是，動顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招遠黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎(chǔ)上研制了34顎式破碎機。國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內(nèi)有幾家設(shè)計院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內(nèi)該機有叫負支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。 美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式顎式破碎機。其傳動角大約70度以上。它的最大特點是低矮，最適于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個規(guī)格的這種破碎機，其中最大為9001200 顎式破碎機。 國內(nèi)山西某煤礦引進德國 WB8/26 顎式破碎機。該機置于皮帶機上方，借助曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動動顎壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。20世紀80年代以來,我國顎式破碎機的研制工作與改進工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)出GXPE系列深腔顎式破碎機,當(dāng)時在國內(nèi)引起了一定程度的轟動。該機與同種規(guī)格的破碎機相比,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。該機采用負支撐零懸掛,具有雙曲面腔型。以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進作用。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。就近兩年國外機械設(shè)備展覽會上展出的顎式破碎機來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機，沒有異型顎式破碎機出現(xiàn)。國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機技術(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水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進水平相比差距較大。綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術(shù)水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當(dāng)務(wù)之急第2章 總體設(shè)計 復(fù)擺顎式破碎機的基本結(jié)構(gòu)本次畢業(yè)設(shè)計的復(fù)擺顎式破碎機主要由機架、動顎、偏心軸、顎板、襯板等零部件組成。電動機通過三角皮帶傳動偏心軸，使動顎按照已調(diào)整好的軌跡運動，從而將破碎腔內(nèi)的物料予以破碎。復(fù)擺顎式破碎機的結(jié)構(gòu)如圖21所示，其主要部件為：圖21 1定顎 2進料口 3動顎 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機架 12軸承端蓋 13皮帶輪（1）機架和支撐裝置 機架由兩個縱向側(cè)壁和兩個橫向側(cè)壁組成的剛性框架，機架在工作中承受很大的沖擊載荷，要求具有足夠的強度和剛度，中小型一般用鑄鐵整體鑄造，大于的顎式破碎機都采用組合型機架形式。隨著焊接工藝的發(fā)展，機架也逐步采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。破碎機的支撐裝置主要用于支撐偏心軸和懸掛軸，使他們固定在機架上，支撐裝置采用滾動軸承，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。（2）破碎部件 破碎部件是動顎和定顎，兩者有顎床和襯板組成，動顎直接承受物料的破碎力，要有足夠的強度，且要求輕便，以減少往復(fù)擺動時所引起的慣性力。因此，動顎應(yīng)用優(yōu)質(zhì)破碎鋼鑄成，大型的破碎機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）傳動機構(gòu) 偏心軸是顎式破碎機的主軸，是帶動連桿或動顎做往復(fù)運動的主要部件，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，膠帶輪初起傳動作用外還兼飛輪的作用。主軸的動力通過連桿，推力板傳遞給活動顎板，推力板是連接連桿，動顎，和機架的中間連接機構(gòu)，他起著傳遞連桿作用力的作用，推力板工作時承受壓力作用，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顎底部的耳環(huán)上，另一端穿過機架壁，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，顎式破碎機都有出料口調(diào)整裝置，大、中型破碎機出料口寬度是有使用不同長度的推力板來調(diào)整的；通過在機架后壁與頂座之間墊上不同厚度的墊片來補償顎板的磨損。小型的破碎機通常采用楔鐵調(diào)整法。（6）保險裝置 為保護活動顎板，機架，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)破碎機負荷過大時，推力板或其螺栓斷裂，活動顎板停止擺動。（7）潤滑裝置 顎式破碎機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潤滑油槍供油。 復(fù)擺顎式破碎機的工作原理本次的設(shè)計是典型的復(fù)擺顎式破碎機。顎式破碎機是典型的曲柄搖桿機構(gòu)，其機構(gòu)簡圖如圖22所示：圖22 復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)簡圖圖22四桿機構(gòu)中AB曲柄為破碎機偏心軸，BD 連桿為破碎機動顎，CD搖桿為破碎機肘板，EF為破碎機定顎。由圖22可計算出復(fù)擺顎式破碎機的自由度為該破碎機的工作原理是：用速度波動較小帶傳動把扭矩傳遞到偏心軸AB，偏心軸AB在帶輪的驅(qū)動下周期性的轉(zhuǎn)動，偏心軸AB通過一個大強度的圓柱轉(zhuǎn)子軸承頂著動顎BD相對定顎EF做周期性往復(fù)運動。當(dāng)動顎BD向左擺動時，位于動顎BD和定顎EF之間的物料在超過了其抗壓強度的壓力下被破碎，而破碎機的高速運轉(zhuǎn)為多次破碎提供了條件；當(dāng)動顎BD擺離定顎EF時，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，喂入進料口的物料也隨之下落至破碎腔內(nèi)，粉碎和卸料交替進行。 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化，為了保證破碎機不會因物料擠壓而被頂死，在偏心軸的兩端各安裝了一個大帶輪，以及一個具有相當(dāng)大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪，它可以隨時儲存能量，在負載較大時會自動釋放，保證了破碎機工作的平穩(wěn)性。此外，可通過調(diào)整動顎后的楔鐵來改變破碎機排料口的尺寸，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，來達到我們的生產(chǎn)效率。第3章 主要參數(shù)的確定進料口尺寸：400600mm；最大進料粒度：340mm；處理能力：10～40m3/h；偏心軸轉(zhuǎn)速：275r/min；排料口調(diào)整范圍：40～100mm； 電動機功率：30KW此設(shè)計方案的成功與否，其關(guān)鍵在于四連桿機構(gòu)的形式，應(yīng)對顎式破碎機的四連桿機構(gòu)進行優(yōu)化處理，使各桿件的匹配更加合理，獲得最佳特性，從而達到提高生產(chǎn)能力，降低下端特性值的目的。排料口最小寬度e設(shè)計任務(wù)書所給參數(shù)為：進料口寬度，進料口長度。初選排料口最小尺寸，排料口的最小尺寸決定了破碎機得最大破碎比，可由下式求的：e=(1/7～1/10)B=40mm～，嚙角破碎機動顎板和固定顎板之間的夾角叫嚙角，嚙角是設(shè)計破碎機的一個主要參數(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，希望有較小的嚙角。從降低破碎腔高度觀點，希望有較大的嚙角。設(shè)計破碎腔力求高度小而生產(chǎn)率高，從而兩者發(fā)生矛盾，這就需要找到一個最佳的設(shè)計方案。對普通的破碎腔嚙角進行分析，如圖示31所示。顎板上的壓碎力p1和p2的作用方向垂直于顎板表面，而摩擦力fp1和fp2則平行于顎板表面，f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： （11） 解式（11），并經(jīng)簡化和整理得： （12） 將(為摩擦角)代入式（12），經(jīng)簡化得： （13）一般的物料與顎板之間的摩擦系數(shù)，此時相對應(yīng)的摩擦角為，故嚙角為。為了更有效地咬住物料和考慮提高生產(chǎn)率，實際上顎式破碎機嚙角為：。本設(shè)計因采用的是定顎垂直的腔型，由相關(guān)資料的經(jīng)驗初選嚙角。 圖31 嚙角示意及物料受力分析破碎腔高度H破碎腔高度尺寸，破碎腔的高度越高破碎時間就越長，相應(yīng)的物料的破碎就越徹底；但是，我們設(shè)計破碎腔應(yīng)盡量的降低破碎腔的高度，使結(jié)構(gòu)更加的緊湊；這和破碎腔要求盡量的提高生產(chǎn)效率是相互矛盾的。經(jīng)過查閱了相關(guān)的資料后，破碎腔的高度可由下式確定：取動鄂的擺動行程s與偏心軸的偏心距r 動顎的水平行程對破碎機生產(chǎn)率和破碎力都有影響。排料口水平行程較小時，會降低生產(chǎn)率，但又不能太大，否則會產(chǎn)生過壓實現(xiàn)象，而使破碎力急劇增大，導(dǎo)致過載而機件損壞。復(fù)擺顎式破碎機，動腔下端擺動行程得大于排料口的(～)即s=(～)e=12～16mm，取s=14mm。偏心軸的偏心距是：s=(2～)r，取r=12mm。在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄做等速回轉(zhuǎn)時，搖桿來回擺動的速度不同，具有急回運動的特征。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間而定，因此連桿的長度不宜過短。通常，對于中小型復(fù)擺顎式破碎機，?。?，取，取當(dāng)動顎的擺動行程s和偏心距r確定以后，在選取推力板長度時，復(fù)擺顎式破碎機的推力板長度可參考下式： ， ，取 動顎的擺動次數(shù)（偏心軸的轉(zhuǎn)數(shù)）顎式破碎機的偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動顎往復(fù)擺動一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。當(dāng)動顎后退時，破碎后物料應(yīng)在重力作用下全部卸出而后動顎立即返回破碎物料，轉(zhuǎn)速過高或過低都會使生產(chǎn)能力不能達到最大值。所以，使破碎機獲得最高生產(chǎn)率的偏心軸轉(zhuǎn)速n為： 式中 ——轉(zhuǎn)速（）——嚙角（）——動顎擺動行程（cm）實際上，動顎在空轉(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，設(shè)計要求參數(shù)為n=275，在此范圍內(nèi)。 電動機的選擇電機的選擇一般是由用途、主要性能以及結(jié)構(gòu)特點來決定的。因選用的是破碎機的電機，該電機應(yīng)適用于灰塵多、土揚水濺的場合。查閱了《機械手冊》后選用了Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機。Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機效率高，耗電少，性能好，噪音低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，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、雜物侵入電動機內(nèi)部。顎式破碎機需要的功率，可按體積假說或破碎物料時所需要的破碎力來推算。設(shè)破碎機工作時整個顎腔內(nèi)充滿物料，且沿顎腔長度L方向成平行圓柱排列。通過推導(dǎo)分析及查閱資料可得復(fù)擺型顎式破碎機功率為：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）