【文章內(nèi)容簡介】 學本科畢業(yè)設計（論文） 9 a）簡擺顎式破碎機 b）復擺顎式破碎機 由圖 13可見，簡擺顎式破碎機動顎上點的軌跡為繞動顎懸掛點轉(zhuǎn)動的圓弧，其弧長沿進料口到排料口逐漸增大。復擺顎式破碎機動顎上的點一般作平面運動，其軌跡為封閉曲線，進料口處軌跡呈橢圓形，愈靠近排料口其軌跡形狀愈扁直。沿水平方向與垂直方向量取軌跡的位移 s和 h， 則 s 稱為動顎水平行程， h稱為動顎垂直行程，其比值稱為動顎的行程特性值。 動顎上各點行程及特性值決定了破碎機性能的優(yōu)劣。水平行程可以產(chǎn)生破碎物料所必須的壓縮量，由于物料在破碎時，其塊度越大，所需的壓縮量也越大，因此水平行程應從進料口到排料口逐漸減小。由于排料口處的物料按自由落體排下的，所以排料口處水平行程的大小，還應考慮到排料層物料下落時所需的排料高度。動顎的垂直行程使得動、定顎間產(chǎn)生垂直方向的相對運動，以對物料進行磨搓，同時也可以促進物料向下排料，但磨搓作用使得動、定顎板磨損而降低襯板的使用壽命。因此可用行 程特性值衡量破碎機軌跡值性能值優(yōu)劣。 表 13 兩種基本顎式破碎機動顎軌跡性能比較 簡擺顎式破碎機 復擺顎式破碎機 進料口 垂直行程 水平行程 特性值 排料口 垂直行程 3s 水平行程 s s 特性值 3 表 14 給出了兩種基本型式的破碎機，在相同排料口水平行程 s條件下進、排料口處動顎的軌跡性能參數(shù)，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 性值 m=。復擺顎式破碎機上部水平行程，大于下部水平行程，且 垂直行程很大，其特性值 m=～ 。 與簡擺顎式破碎機相比，因為復擺顎式破碎機上下水平行程分布較合理，且有較大的垂直行程，有利于破碎腔內(nèi)的物料下移，因此生產(chǎn)能力高于簡擺顎式破碎機約 30%。 根據(jù)實踐經(jīng)驗，上部水平行程不能太小，一般去（ ～ ） s，各點軌跡特性值取 m=～ 為宜。由于排料口水平行程 s是按破碎機所具有的最大生產(chǎn)能力確定的，遠遠大于破碎物料所必須的壓縮量，因此當上部水平行程取得小于下部水平行程時也足以使大塊物料破碎。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 2 顎式破碎機工作原理及結構分析 顎式破碎機的工 作原理 簡擺顎式破碎機工作原理 圖 21 簡擺顎式破碎機 動顎懸掛在心軸上，可作左右擺動，偏心軸旋轉(zhuǎn)時，連桿做上下往復運動。帶動兩塊推力板也做往復運動，從而推動動顎做左右往復運動，實現(xiàn)破碎和卸料。此種破碎機采用曲柄雙連桿機構，雖然動顎上受有很大的破碎反力，而其偏心軸和連桿卻受力不大，所以工業(yè)上多制成大型機和中型機，用來破碎堅硬的物料。此外，這種破碎機工作時，動顎上每點的運動軌跡都是以心軸為中心的圓弧，圓弧半徑等于該點至軸心的距離，上端圓弧小，下端圓弧大，破碎效率較低，其 破碎比 i一般為 36，由于運動軌跡簡單，故稱簡單擺動顎式破碎機。 優(yōu)點：結構緊湊簡單，偏心軸等傳動件受力較小；由于動顎垂直位移較小，河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 加工時物料較少有過度破碎的現(xiàn)象，動顎顎板的磨損較小。 復擺顎式破碎機工作原理 動顎上端直接懸掛在偏心軸上，作為曲柄連桿機構的連桿，由偏心軸的偏心直接驅(qū)動，動顎的下端鉸連著推力板支撐到機架的后壁上。當偏心軸旋轉(zhuǎn)時，動顎上各點的運動軌跡是由懸掛點的圓周 線 (半徑等于偏心距 )，逐漸向下變成橢圓形，越向下部，橢圓形越偏，直到下部與推力板連接點軌跡為圓弧線。由于這種機械中動顎上各點的運動軌跡比較復雜，故稱為復雜擺動式顎式破碎機。圖 22 為復擺顎式破碎機結構示意圖。 圖 2－ 2顎式破碎機結構示意圖 圖 2－ 3 復擺顎式破碎機機構運動簡圖 由圖 2－ 3 可計算出復擺顎式破碎機的自由度為： 3 ( 2 ) 3 3 ( 2 4 0) 1LHF n P P? ? ? ? ? ? ? ? ? 復擺式顎式破碎機與簡擺式相比較，其優(yōu)點是：質(zhì)量較輕，構件較少，結構更 緊湊，破碎腔內(nèi)充滿程度較好，所裝物料塊受到均勻破碎，加以動顎下端強制性推出成品卸料，故生產(chǎn)率較高，比同規(guī)格的簡擺顎式破碎機的生產(chǎn)率高出 2030%；物料塊在動顎下部有較大的上下翻滾運動，容易呈立方體的 形狀卸出，減少了像簡擺式產(chǎn)品中那樣的片狀成分 產(chǎn)品質(zhì)量較好。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 介于復擺顎式破碎機的優(yōu)點，在本設計中將顎式破碎機設計為復擺型。 主要零部件的結構分析 ＰＥ－ 250 400 復擺顎式破碎機主要是由機架、動顎、偏心軸、軸承、飛輪、槽輪、肘板、調(diào)整部件、拉緊部件、潤滑部件等組成，如下圖２－ 4所示。 圖 24 PE250 400 復擺顎式破碎機 動顎 動顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件，要求有足夠的強度和剛度，其結 構應該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結構，為減輕重量，國外也采用焊接結構。由于其結構復雜，因此對焊接工藝的要求較高。按結構特點，可把動顎分成箱型結構與非箱型加筋結構（按其橫截面形狀又可分為“Ｅ”型和反“Ｅ”型兩種）。對于型號較小的復擺顎式破碎機，其動顎一般做成非箱型加筋結構，河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 以便有效地減輕動顎的重量。本設計采用“Ｅ”型動顎，其結構見圖紙。 齒板 齒板（也叫襯板），是破碎機中直接與礦 石接觸的零件，它對破碎機的生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒形以及破碎力等都有影響。 齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，可從兩方面來研究：一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料；二是合理確定齒板的結構形狀和幾何尺寸。目前齒板一般采用 ZGMn134，其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內(nèi)層金屬原有的韌性。齒板橫斷面結構形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分三角形和梯形表面（如圖２－４所示） 圖 25 襯板齒形 a)三角形 b）梯形 本設計中采用三角形齒板，材料為 ZGMn134。 肘板（推力板） 破碎機的肘板是結構最簡單的零部件，但其作用卻非常大。通常有三個作用 : 一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險作用，當破碎腔落入非破碎物料（如釬桿、折斷的鏟齒）時，肘板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發(fā)生破壞；三是調(diào)整排料口大小。 肘板按結構組成分為組裝式和整體式兩種；按肘頭與肘墊（或稱肘板襯墊）的連接型式，可分滾動 型與滑動型兩種（如圖 25）。滾動型結構其傳動效率河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 高，磨損減小，同時在機器運轉(zhuǎn)過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支承的肘墊表面的平行度誤差也很小，因此肘板的傳力方向與肘墊垂直方向的夾角很小，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。 為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，本設計中采用滾動型肘板，肘板墊材料為 ZG310570。 圖 26 肘頭與肘墊形式 a）滾動型 b）滑動型 調(diào)整裝置 調(diào)整裝置是用來調(diào)整破碎機排料口大小用。隨著襯 板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產(chǎn)品粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品粒度的要求，必須利用調(diào)整裝置，定期地調(diào)整排料口尺寸。此外，當要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要調(diào)整排料口大小，現(xiàn)有顎式破碎機的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、楔鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 圖 27 立式楔鐵調(diào)整裝置 本設計中采用楔鐵調(diào)整裝置（如圖 26），其優(yōu)點是能實現(xiàn)無極調(diào)整、調(diào)整方便、不必停車、結構簡單和制作方便。缺點是它的外形尺寸和重量都比較大，使機器尺寸增大，調(diào)整很費勁。 保險裝置 當破 碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要零部件發(fā)生破壞，通常裝有過載保護裝置。保險裝置有三種 :液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。液壓保險裝置由于必須有專用的液壓系統(tǒng)，且對液壓元件和零部件的液壓密封部位有較高的要求，故一般都用于大型的簡擺顎式破碎機。中小型復擺顎式破碎機都以肘板為保險件。河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 圖 28 肘板結構 a）變截面結構 b）弧形結構 c） S型結構 設計肘板時除應正確確定由破碎力引起的肘板壓力，以便設計出超載破壞的肘板面積外，在結構設計時，應使 其具有較高的超載破壞敏感度。 本設計采用變截面結構（如圖 27a），材料為 HT150，其結構見圖紙。 飛輪 顎式破碎機的飛輪用以儲存動顎空行程時的能量．再用于工作行程，使機械的工作負荷趨于均勻，帶輪也起著飛輪的作用．飛輪常以鑄鐵或鑄鋼制造，小型機的飛輪常制成整體式。 其結構見圖紙。 機架結構 破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機重量很大比例（對鑄造機架為 50％左右，對焊接架為 30％左右），機架的剛度和強度，對整機性能和主要零部件壽命均有很大 的影響，因此，對破碎機機架的要求是：結構簡單易制造，重量輕，且要求有足夠的強度和剛度。破碎機機架按結構分，有整體機架和組合機架；按制造工藝分，有鑄造機架和焊接機架。 本設計采用整體鑄造機架，雖然制造困難，但具有較好的剛性，除用河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 18 ZG270500 材料外，對小型破碎機破碎硬度較小的物料時，也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球磨鑄鐵。設計時，在保證正常工作條件下，應力求減輕重量。制造時要求偏心軸軸承中心鏜孔，與動顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。 圖 29 整體鑄造機架 密封及潤滑系統(tǒng) 密封的功能是阻止泄露，造成泄 露的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封兩側(cè)有壓力差。消除或減小其中因素都可以阻止或減小泄露，但就一般設備而言，減小或消除間隙是阻止泄露的主要途徑。密封的作用就是將結合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加設小型做工元件對泄露物質(zhì)造成壓力，與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡。 密封結構種類繁多，所采用密封機理也各不相同。因而對于任何具體應用，河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 都必須進行細致的衡量，然后做出選擇。 偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤滑 ； 心軸和推力板的支承面一般采用潤滑脂通過手動油槍給油 ； 動 顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤滑困難．常在軸瓦底部開若干軸向油溝．中 間 開一環(huán)向油槽使之連通，再用油泵強制注人干黃油進行潤滑。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 3 顎式破碎機結構參數(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，在設計時必須正確地確定它的結構參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計算零部件的基礎。 顎式破碎機結構參數(shù)的選擇與計算 圖 31 排料口處排料示意圖 給礦口寬度 m a xB D??（ ） 式中 maxD —— 最大給料粒度 由于 maxD =210mm，故給礦口寬度 B的取值范圍為 231～ 263，在本設計中選取 B=250mm。 給礦口長度 L=（ ～） B 由于 B=250mm，故給礦口長度 L 的取值范圍為 375～ 425，介于我國常見的顎式破碎機型號，在本設計中選取 L=400mm。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 公稱排料口尺 寸 b 公稱排料口尺寸，又稱為排礦口最小寬度，一般顎式破碎機排料口的長度與給料口的長度相同，可按下式選定，故有 minb b 20mm?? 。 m i n m a x Lb b d S 1 / 7 1 / 1 0 B? ? ? ? ?（ ） 式中 dmax最大給礦粒度 嚙角 α與排料層平均嚙角α L 破碎機的動顎與固定顎板之間的夾角稱為 嚙 角。當破碎物料時，必須使物料既不向上滑動，也不從破碎機給礦口中跳出來。這就要求礦石和顎板工作面之間產(chǎn)生足夠的摩擦力，以阻止礦塊破碎時被擠出去。 正確的選擇顎式破碎機 嚙 角對于提高破碎機的破碎效率具有很大意義，減小 嚙 角可以使破碎機的生產(chǎn)能力增加，但會引起破碎比的減小。近年來，采用一種曲面破碎齒板，它在保持破碎比不變的條件下， 嚙角將大大減小，而破碎機的生產(chǎn)能力 可以提高，且破碎齒板磨損減輕，功率消耗有所下降。在實際生產(chǎn)中，對于復擺顎式破碎機 嚙 角的范圍為 14176。 ～ 26176。，本設計將 嚙 角α選定為20176。，排料層平均嚙角 α L定為 15176。 動顎擺動行程 s 動顎擺動行程 s是破碎機最重要的結構參數(shù)，在理論上，動顎的擺動行程應按物料達到破壞時所需之壓縮量來決定。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大于理論上求出的數(shù)值。 復擺顎式