【文章內(nèi)容簡介】 量，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護(hù)以及能負(fù)荷啟動(dòng)。原西德制造過沖擊式顎式破碎機(jī)，而原蘇聯(lián)也制造了振動(dòng)顎式破碎機(jī)（也叫慣性顎式破碎機(jī)）。它們都靠動(dòng)顎振動(dòng)沖擊破碎物料，借以提高破碎機(jī)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(jī)，美國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機(jī)。國內(nèi)北 京某設(shè)計(jì)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(jī)。其特點(diǎn)是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機(jī)工作效率。 安徽某設(shè)計(jì)院曾發(fā)明一種雙腔雙動(dòng)顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)。它除了提高工作效率，同時(shí)又能降低破碎機(jī)負(fù)荷，使機(jī)重減輕很多。 原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)就是將原來兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對置后而成。為了兩動(dòng)顎同步運(yùn)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(dòng)顎破碎機(jī)。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機(jī)。 這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn)，其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使破碎機(jī)強(qiáng)制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機(jī)產(chǎn)量同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒有相對運(yùn)動(dòng)，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動(dòng)顎倒懸掛顎式破碎機(jī)。 早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了 Kunkan 簡擺顎式破碎機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是，動(dòng)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(dòng)顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠曾引進(jìn)了這種破碎機(jī)，并在此基礎(chǔ)上研制了34 顎式破碎機(jī)。 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī)。國內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn) 動(dòng)特性，提高破碎機(jī)性能。在國內(nèi)該機(jī)有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機(jī)。筆者認(rèn)為叫大傳動(dòng)角（包括傾斜式）破碎機(jī)更合適。 美國鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī)。其傳動(dòng)角大約 70 度以上。它的最大特點(diǎn)是低矮，最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī)，其中最大為 900x 1200 顎式破碎機(jī)。 國內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國 WB8/26 顎式破碎機(jī)。該機(jī)置于皮帶機(jī)上方，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 借助曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊。實(shí)踐證明使用效果較好。 以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi) 破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)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(jī)。就近兩年國外機(jī)械設(shè)備展覽會上展出的顎式破碎機(jī)來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)，沒有異型顎式破碎機(jī)出現(xiàn)。 國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機(jī)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(jìn)水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。 綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機(jī)落后的狀況，全面提高顎式破碎機(jī)技術(shù)水平，趕上世界先進(jìn)水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。 保證顎式破碎機(jī)最佳 性能的根本因素是動(dòng)顎有最佳的運(yùn)動(dòng)特性。這個(gè)特性又是借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的。因此，顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳性能的根本方法。 我們與上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司（簡稱上建）合作開發(fā)了顎式破碎機(jī)軟件，借助其中機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對各種規(guī)格的破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了最佳的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。實(shí)踐結(jié)果表明，破碎機(jī)性能有顯著提高。該廠山寶牌顎式破碎機(jī)銷往歐美各大洲以及東南亞各國，產(chǎn)品基本上達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，計(jì)算機(jī)在國內(nèi)各廠家已基本普及，但顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)尚未得到廣泛應(yīng)用。我們相信，在上述實(shí)踐結(jié)果的 拉動(dòng)下，各廠家會積極采用破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的好辦法。 國內(nèi)顎式破碎機(jī)的機(jī)重普遍高于國外同規(guī)格的破碎機(jī)。減輕機(jī)重也是一個(gè)重要課題。顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)重量很大比例（鑄造機(jī)架占 50%、焊接機(jī)架占 30%）。國外顎式破碎機(jī)都是焊接機(jī)架，甚至動(dòng)顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。國內(nèi)前幾年掀起一股用鑄造機(jī)架代替焊接機(jī)架的勢頭，這無疑是一種倒退行為。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度也應(yīng)大力發(fā)展焊接機(jī)架。顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架是發(fā)展方向。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也是使機(jī)重增加的重要原因。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先應(yīng)以受力為依據(jù)，在滿足強(qiáng) 度、剛度的條件下，力求減輕重量。機(jī)架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。一般情況下，破碎機(jī)都不需要加縱向筋板 2，如圖 11 所示。該機(jī)側(cè)壁加強(qiáng)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 筋布置不合理，數(shù)量又太多，致使它的機(jī)重達(dá) )（同規(guī)格破碎機(jī)機(jī)重為）。當(dāng)然，該機(jī)過重不完全是由這兩個(gè)因素所造成。側(cè)壁筋板位置和方向也應(yīng)根據(jù)受力情況而定。圖 12 所示為英國某公司生產(chǎn)的大傳動(dòng)角（負(fù)支承）顎式破碎機(jī)機(jī)架簡圖。該機(jī)架側(cè)壁布置有 3 三根筋板，筋板 1 設(shè)置在主軸承側(cè)面，筋板 3 設(shè)置在主軸承后下方，這兩塊筋之間用筋板 2 連接起來構(gòu)成一個(gè) A 形框架。圖 13 所示為該機(jī)受力分析。 圖 11 某破碎機(jī)焊接機(jī)架 圖 12 大傳動(dòng)破碎機(jī)機(jī)架 圖 13 大傳動(dòng)破碎機(jī)示力圖 圖中軸承所受最大力：作用方向?yàn)?HA，正是圖 2 側(cè)壁加強(qiáng)筋 1 的方向。從而說明圖 2 中側(cè)壁筋板布置完全符合受力的要求。 動(dòng)顎也是破碎機(jī)重量較大的零件，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)以動(dòng)顎受力為依據(jù)，在滿足強(qiáng)度、剛要求的條件下，盡量減輕重量。根據(jù)動(dòng)顎受力分析可，最大破碎力作用在動(dòng)顎軸承偏上處，由此往上（頭部 ）受力越來越洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 小。原 250x 400， 400x 600 顎式破碎機(jī)者目前尚有多家生產(chǎn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剛好與其受力要求反，即軸承附近處截面小，越向頭部截面越大，而且相差太懸殊。結(jié)果導(dǎo)致動(dòng)顎強(qiáng)度低而重量又很大。這兩種破碎機(jī)都是在軸承偏上處被折斷而損壞。 動(dòng)顎的加強(qiáng)筋布置方式，也應(yīng)按上述受力要求設(shè)計(jì)。已有的顎式破碎機(jī)加強(qiáng)筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件，又滿足重量輕的要求，可采用變厚度加強(qiáng)筋。即靠上部（頭部）的加強(qiáng)筋厚度應(yīng)小，越往下厚度越大。就是說，改原來矩形加強(qiáng)筋為梯形加強(qiáng)筋，這樣會減輕動(dòng)顎重量又保證有足夠的強(qiáng)度 。動(dòng)顎兩軸承之間部位的壁厚可適度減薄，借以減輕重量。 此外，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)架、動(dòng)顎有限元的研究，進(jìn)行機(jī)架、動(dòng)顎有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到機(jī)架、動(dòng)顎重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機(jī)動(dòng)力平衡等等都可以借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？傊瑧?yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法代替原有的常規(guī)設(shè)計(jì)方法。 再者，由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會對破碎機(jī)產(chǎn)生影響。所以，我們應(yīng)提高設(shè)計(jì)制造工藝等綜合水平以及采用液壓調(diào)整排料口和液壓保險(xiǎn)，逐步使國產(chǎn)顎式破碎機(jī)達(dá)到世界一流水平。 國內(nèi)外復(fù)擺顎式破碎機(jī)的進(jìn)展 19 世紀(jì) 40 年代，北 美的采金熱潮對顎式破碎機(jī)發(fā)展有重大的促進(jìn)作用。19 世紀(jì)中葉，多種類型的顎式破碎機(jī)被研制出來，并獲得了廣泛的應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)末，全世界已有 70 多種不同結(jié)構(gòu)的顎式破碎機(jī)取得了專利權(quán)。 1858 午，埃里，布雷克 ()取得了制造雙肘板顎式破碎機(jī)的專利權(quán)。現(xiàn)在最常用的顎式破碎機(jī)是布雷克的顎式破碎機(jī)和更近代制造的單肘板顎式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)最大的弱點(diǎn)之一是它們在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)只有一半時(shí)間進(jìn)行工作。 20 世紀(jì) 80 年代中期，國外一些廠家已能生產(chǎn)各種大型顎式破碎機(jī)，例如美國 Fuller Traylor 公司生產(chǎn)的重 型顎式破碎機(jī)，規(guī)格為 1676mmx 2134mm,生產(chǎn)能力達(dá) 1200t/h。德國 PWH公司生產(chǎn)的最大雙肘板顎式破碎機(jī)的給料口為2600mm 1800mm,生產(chǎn)能力達(dá) 2021t/h。英國 Babbitless 公司生產(chǎn)的 BCS 系列洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 顎式破碎機(jī)，其生產(chǎn)能力可達(dá) 6000t/h。 20 世紀(jì) 80 年代以來，我國顎式破碎機(jī)的研制工作與改進(jìn)工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機(jī)專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動(dòng)態(tài)嚙角”的概念，開發(fā)出 GXPE 系列深腔顎式破碎機(jī)，當(dāng)時(shí)在國內(nèi)引起了一定程度的轟動(dòng)該機(jī)與同種規(guī)格的破碎機(jī) 相比，在相同工況條件下，處理能力可提高 20%～ 30%，齒板壽命可提高 l~2 倍。該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛，具有雙曲面腔型。 第二代 GXPE250x 400 破碎機(jī)在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn)，增大了破碎比，降低了產(chǎn)品粒度最大給料粒度為 220mm 生產(chǎn)能力為 5— 16t／ ^，排料口調(diào)整范圍為 10~40mm，給料抗壓強(qiáng)度小于 300MPa。 PEY4060 液壓保險(xiǎn)顎式破碎機(jī)，以液壓缸為過載保護(hù)裝置，正支撐、正懸掛、深破碎腔。該機(jī)最大給料粒度為 340mm，排料口調(diào)整范圍為 30～ 100 mm，生產(chǎn)能力為 10～ 40t/h。 多靈 — 沃森機(jī)械有限公司的 戌 吉華高級工程師集多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了目前國內(nèi)最大的 1200x 1500 復(fù)擺顎式破碎機(jī)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 2 章 工作原理及構(gòu)造 工作原理 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，它是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件，即原動(dòng)件，其余構(gòu)件都是從動(dòng)件。如圖 21 所示，帶輪和偏心軸 2 繞軸線 A 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)顎 3 做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而將礦石壓碎。 顎式破碎機(jī)的工作原理如圖 22 所示，其由動(dòng)顎板，定顎板，偏心軸及推力板組成。動(dòng)顎板上部與偏心軸相連，下部由推力板支撐。 偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ，動(dòng)顎板不僅對定顎板作往復(fù)擺動(dòng) ， 同時(shí)還沿定顎 板有很大幅度的上下運(yùn)動(dòng)。動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 23 所示。動(dòng)顎板上部的運(yùn)動(dòng)軌跡接近圓形 ，越向下水平運(yùn)動(dòng)幅度越小 ， 運(yùn)動(dòng)軌跡也越呈橢圓形。 圖 21 復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 推力板動(dòng)鄂板偏心軸定鄂板 圖 22 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖 23 復(fù)擺顎式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 顎式破碎機(jī)的主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架 、偏心軸、動(dòng)顎板、定顎板、肘板共五個(gè)機(jī)構(gòu)組成。另有其他輔助零件 ， 如 固定齒板、襯板、擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動(dòng)螺釘、鎖緊裝置。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第 3 章 主要零部件的分析 動(dòng)顎 動(dòng)顎的結(jié)構(gòu) 動(dòng)顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件 ， 承受很大的沖擊載荷，因此要求他有足夠的強(qiáng)度和鋼度， 其結(jié)構(gòu) 應(yīng)該堅(jiān)固耐用 ， 它又是破碎機(jī)中除機(jī)架外，最重要的零件，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特性又是決定破碎機(jī)性能好壞的關(guān)鍵，所以動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。 動(dòng)顎分箱型和非箱型。動(dòng)顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動(dòng)顎的重量， 本設(shè)計(jì)采用非箱型。 圖 31 動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剖視圖 動(dòng)顎的工作過程 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖 21 可知 ,本機(jī)是以平面四桿機(jī)構(gòu)為工作機(jī)構(gòu) ,而以連桿為運(yùn)動(dòng)工作件的機(jī)械。圖 22 是動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 (連桿曲線 )。由圖 21 可知 ， A 點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng) ， B 點(diǎn)受推動(dòng)板的約束為繞為 O2洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 點(diǎn)擺動(dòng)的圓弧線 ,其余各點(diǎn)的軌跡為扁圓形 ,從上到下的扁圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為 下部的 115 倍 ,垂直位移稍小于下部就整個(gè)顎板而言 ,垂直位移量約為水平位移 量的 2~3 倍 ,工作時(shí) ,曲柄處于區(qū)是完全工作行程；處于區(qū)，上部靠前下部靠后 ,在區(qū)是空回行程 ；在區(qū)是上部靠后下部靠前。 動(dòng)顎具有的這些運(yùn)動(dòng)特性決定了它的性能 ： (1)動(dòng)顎的平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng) ，時(shí)而靠近固定的定顎板，時(shí)而離開，形成一個(gè)空間變 化的破碎室 (2)這種運(yùn)動(dòng)使料塊受到向下推動(dòng)的力 ，圖 32 是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎 ，破碎后的料塊由排料口排除。 圖 32 物料在顎板之間的受力分析 齒板 齒板 是破碎機(jī)中直接與礦石接觸的零件，結(jié)構(gòu)雖然簡單，但它對破碎機(jī)的生產(chǎn) 率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響 ，特別對后三項(xiàng)影響比較明 顯。 齒板承 受很大的沖擊力 ，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，可以從 兩方面研究 ，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(jié)構(gòu)形狀和集 合尺寸?，F(xiàn)有的破碎機(jī)上使用的齒板 ，一般是采用 ZGMn13。其特點(diǎn)是 ，在沖擊負(fù)荷作用下 具有表面硬化性 ，形成又硬又耐磨的表面，同洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 時(shí)仍能保持其內(nèi)層金屬 原由的韌性 故 它是破碎機(jī)上用得最普遍的一種耐磨材料。 齒板橫斷面結(jié)構(gòu)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。 本設(shè)計(jì)采用三角形。如圖 33 所示 圖 33 齒板 a）三角形 b）梯形 肘板 破碎機(jī)的肋板是結(jié)構(gòu)最簡單的零件 ，但其作用卻非常的重要。通常有三個(gè)作用： 一是傳遞動(dòng)力 ，其傳遞的動(dòng)力有時(shí)甚至比破碎力還大；二是起保險(xiǎn)件作用，當(dāng)破碎腔 落入非破碎物料時(shí) 肋板先行斷裂破壞，從而保護(hù)機(jī)器其它零件不