【文章內(nèi)容簡介】 第五章 簡擺腭式破碎機(jī)的主參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算腭式破碎機(jī)的主參數(shù)即決定機(jī)器技術(shù)性能及其密切相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機(jī)的主參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力’破碎力、功耗等。其中生產(chǎn)能力、破碎力、功耗除與破碎物料的物理、力學(xué)性能以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外，還與實(shí)地生產(chǎn)時的外部條件（如裝料塊度及裝料方式等）有關(guān)，要作出精確的理論計(jì)算是比較困難的。本設(shè)計(jì)中用的公式都是通過一定數(shù)量的測試而得到的實(shí)驗(yàn)了理論分析式。多次實(shí)踐表明這些計(jì)算公式有足夠的計(jì)算精度。因此，從設(shè)計(jì)的角度，本設(shè)計(jì)只重視計(jì)算公式的是實(shí)用性，這些公式是破碎機(jī)最優(yōu)設(shè)計(jì)時建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)約束的重要依據(jù)。 主軸轉(zhuǎn)速 如圖51所示，b為公稱排料口，SL為動腭下端點(diǎn)水平行程，AL為排料層的平均嚙角。ABB1A1為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體，ABB2A2為排料棱柱體。破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)在一個運(yùn)動循環(huán)的排料時間內(nèi)，壓縮破碎棱柱體的上層面（AA1）按自由落體下落至破碎腔外的高度h計(jì)算確定的。而該排料層高度h與下端點(diǎn)水平行程SL及排料層嚙角αL有關(guān)。即排料層上層面AA1降至下層面并不，正好把排料層的物料全部排出所需的時間來計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。對于排料時間有不同的意見：一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)考慮破碎機(jī)構(gòu)的急回特性，即排料時間與機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點(diǎn)未注意到動腭下端點(diǎn)排料起始點(diǎn)與終止點(diǎn)并不一定與機(jī)構(gòu)的兩極限位置相對應(yīng)。另一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)按t=15/n計(jì)算，即排料時間對應(yīng)于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這種假定與實(shí)際情況相差甚大。根據(jù)筆者對破碎過程的實(shí)測分析，得到排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于180186。的結(jié)論，認(rèn)為排料時間按主軸半轉(zhuǎn)計(jì)算比較符合實(shí)際情況。排料時間t為 t=30/n排料層完全排出下落的高度h為 h=SL/tanαL由 h=gt178。/2令 g=9800mm/s178。將式（21a）、（21b）、（21d）代入（21c），得 n=2100q式中 n主軸轉(zhuǎn)速（r/min)； SL動腭下端點(diǎn)水平行程（mm）； αL排料層平均嚙角（186。）； q系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q=~。高硬度礦石取小值。 由式（51）可見，主軸轉(zhuǎn)速與排料層嚙角αL和動腭下端點(diǎn)水平行程SL有關(guān)。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)型評價的重要公式之一。代入?yún)?shù) 得 n=279 .2 生產(chǎn)率 簡擺式顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率Q與所破碎物料的性質(zhì)（強(qiáng)度、節(jié)理、進(jìn)料粒度等），力學(xué)性能與操作情況（供料情況和出料口大?。┑纫蛩赜嘘P(guān)。其經(jīng)驗(yàn)公式： Q= qe 式中 q標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)率[]，見表(非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊)； e出料口寬度(mm)已知1200mm； 物料易碎性系數(shù)，； 物料堆積密度修正系數(shù) = = =1 物料堆積密謀 （ ） 進(jìn)料粒度修正系數(shù)，.查表得 = = q= Q=141 與已知吻合。 鉗角設(shè)計(jì)計(jì)算 動顎與定顎間的夾角稱為鉗角。鉗角由物料性質(zhì)、塊粒大小、形狀等因素決定。如果鉗角太大，進(jìn)料口物料就不能被顎板夾住，而被推出機(jī)外，從而降低生產(chǎn)率，如果鉗角太小，則雖能增大生產(chǎn)率，但破碎比減小。圖 41表示從力學(xué)角度推算鉗角的計(jì)算圖式。當(dāng)物料能被夾持在破碎腔內(nèi)，不被推出機(jī)外時，這些力應(yīng)相互平衡，即在x、y方向的分力之和應(yīng)該分別等于零。 圖 41 鉗角計(jì)算圖式于是求得 tg=因 f=tg,故 tg=tg式中 鉗角 物料與顎板間摩擦角 f物料與顎間摩擦角系數(shù)。為了保證破碎機(jī)工作時物料塊不致被推出機(jī)外，必須令 。，則最大鉗角的理論值為′。但實(shí)際采用的鉗角比理論值小的多，這是由于大塊料被楔住兩塊小料之間時，仍有被擠出的危險。所以選為。見顎式破碎機(jī)教材： =8+ []=式中 最小排料口尺寸(mm) B進(jìn)料口尺寸(mm)進(jìn)料口寬度a與之間的關(guān)系(非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊): a=(910) a為900mm取=100 mm 所以得 = []= mm 偏心距及動顎擺幅的計(jì)算 圖42 表示推力板的位置示意圖，設(shè)推力板板長度l=300mm,其向下偏斜量 =70， 和 是推力板在兩個極限位置時的水平投影，而= 為動顎下端擺程的（因右邊一推力板未畫出），由圖可知 圖42 偏心距與動顎擺程的關(guān)系 = =+=0 上式表示了偏心距e與擺幅之間的關(guān)系，一般取第二項(xiàng)為正值。擺幅按照破碎物料要求（破碎比）而定，本計(jì)算中，總擺幅為26mm，= =13mm,故 動偏心與動顎擺幅之間的關(guān)系對顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)十分重要因?yàn)檫@個關(guān)系涉及到破碎構(gòu)件的行程大小。 破碎力 破碎力的計(jì)算以立方體典型物料形狀為依據(jù)，并考慮大尺寸進(jìn)料塊粒是逐漸階段破碎成成品而卸出，破碎力大小取決于顎板凸齒作用點(diǎn)施加的（物料應(yīng)力）和物料抗拉強(qiáng)度。(1) 第一階段破碎，圖43 表示作用在立方上的力 圖43 作用在立方體上的力立方體由于齒棱作用，受力面產(chǎn)生拉應(yīng)力，支撐面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這些力在斷裂面上引起的應(yīng)力 ,見（非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)）： 故得 式中 F1第一階段使物料碎裂的破碎力（N）。 物料的抗劈強(qiáng)度（約等于抗拉強(qiáng)度）； W立方體物料連長（cm）。 Z齒棱間距（cm）.(2) ,成為兩個半立方體,在動顎擺開時落入破碎時,并改變方向進(jìn)行再破碎,第二階段的破碎力是: (3), 所破物料的抗劈強(qiáng)度是 而顎板齒棱距,則第一階段破碎力 此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設(shè)棱角為,則側(cè)向力為 ,即790KN 邊長600mm立方體，至少和動顎的一個齒棱相接觸，因而此時破碎力為1110KN。在特殊情況下，也可能同時與3個齒棱接觸，此時破碎力為3330KN。取平均值2220KN。經(jīng)過多次沖擊以后，新的立方體才能最后形成。原始進(jìn)料的破碎力和第二階段中最后兩個沖擊的破碎力可能同時出現(xiàn)，因而總破碎力 這兩個破碎力的作用點(diǎn)取決于物料粒度與相應(yīng)出料口寬度?？偲扑榱σ部赡苡衅渌慕M合方式，而使破碎力減小 ，從而總破碎力的波動是： 最大破碎力滿載破碎時破碎力的最大峰值稱為最大破碎力。其計(jì)算公式見顎式破碎機(jī)教材61頁。 式中 最大破碎力（N）； 抗壓強(qiáng)度 （）； 有效破碎系數(shù)，當(dāng)時，取=。破碎腔尺寸B、b、L的單位是cm。由已知得 B=90cm b=15cm L=120cm k= 取 =8000 得； 功率的計(jì)算見顎式破碎機(jī)教材67頁有公式： 式中 P計(jì)算功率放大器（KW）； 最大破碎力（KN）； 動顎諸點(diǎn)水平行程平均值（mm）； 破碎腔平均齒角 （）； 機(jī)械總效率，由表可知。 等效破碎系數(shù)，中大型機(jī)，有 。已知有 = 取 n=279 所以得 為了保證破碎機(jī)的工作可靠，并考慮尖峰負(fù)荷，所以選功率為110KN。 主要零件受力計(jì)算（1）推力板 式中 推力板受力（KN）； P 所選電動機(jī)功率（KN）； n 偏心軸轉(zhuǎn)速 ； h 動顎行程平均值（m）。如圖44 所示得 圖44 破碎機(jī)計(jì)算圖式 （2）連桿 則連桿力的平均值 （KN）是（見非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備手冊）： （3）動顎 選定偏心軸偏心距e后，動顎和定顎的顎板長度可按下列經(jīng)驗(yàn)式選取最小長度：正常長度；兩種長度可以不等，但為制造方便考慮，再根據(jù)破碎腔高和連桿的長度與嚙角計(jì)算取L=2170mm。圖45表示動顎受力情況，動顎上的實(shí)際載荷，可以考慮為按拋物線分布， 圖45 簡擺顎式破碎機(jī)受力情況一般情況下，其全力 作用點(diǎn)是在動顎全長的處。第六章 重要零件的設(shè)計(jì)和校核1. 確定計(jì)算功率 由表86（、）查得工作情況系數(shù)，故 2. 選取窄V帶帶型根據(jù)、由圖89確定選用SPC型。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表83和表87取主動輪基準(zhǔn)直徑 。從動輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表87，取。按要求驗(yàn)算帶的速度 帶的速度合適。4. 確定窄V的基準(zhǔn)長度和傳動中心矩根據(jù)式 ，有 初步取 。計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、單行本、帶的傳動、成大先主編》查得，選帶的基準(zhǔn)長度 。 按式計(jì)算實(shí)際中心矩a 5. 驗(yàn)算主動輪上的包角可得 主動輪上的包角合適。6. 計(jì)算窄V帶的根數(shù)z 由（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、單行本、成大先主編）、查表得 則有 取 z