【正文】 復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要是由機(jī)架、動(dòng)顎、偏心軸、軸承、飛輪、槽輪、肘板、調(diào)整部件、拉緊部件、潤(rùn)滑部件等組成，如下圖２－4 所示。動(dòng)顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)，為減輕重量，國(guó)外也采用焊接結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可把動(dòng)顎分成箱型結(jié)構(gòu)與非箱型加筋結(jié)構(gòu)（按其橫截面形狀又可分為“Ｅ”型和反“Ｅ”型兩種）。本設(shè)計(jì)采用“Ｅ”型動(dòng)顎，其結(jié)構(gòu)見圖紙。齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。目前齒板一般采用 ZGMn134，其特點(diǎn)是：在沖擊負(fù)荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同時(shí)仍能保持其內(nèi)層金屬原有的韌性。 肘板（推力板） 破碎機(jī)的肘板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的零部件，但其作用卻非常大。肘板按結(jié)構(gòu)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(dòng)型與滑動(dòng)型兩種（如圖 25）。為提高傳動(dòng)效率，減少磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，本設(shè)計(jì)中采用滾動(dòng)型肘板，肘板墊材料為 ZG310570。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。此外，當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時(shí)，也需要調(diào)整排料口大小，現(xiàn)有顎式破碎機(jī)的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來(lái)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。缺點(diǎn)是它的外形尺寸和重量都比較大，使機(jī)器尺寸增大，調(diào)整很費(fèi)勁。保險(xiǎn)裝置有三種:液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。中小型復(fù)擺顎式破碎機(jī)都以肘板為保險(xiǎn)件。本設(shè)計(jì)采用變截面結(jié)構(gòu)（如圖 27a），材料為 HT150，其結(jié)構(gòu)見圖紙。其結(jié)構(gòu)見圖紙。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機(jī)重量很大比例（對(duì)鑄造機(jī)架為 50％左右，對(duì)焊接架為 30％左右），機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對(duì)整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此，對(duì)破碎機(jī)機(jī)架的要求是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易制造，重量輕，且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。本設(shè)計(jì)采用整體鑄造機(jī)架，雖然制造困難，但具有較好的剛性，除用 ZG270500 材料外，對(duì)小型破碎機(jī)破碎硬度較小的物料時(shí)，也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球磨鑄鐵。制造時(shí)要求偏心軸軸承中心鏜孔，與動(dòng)顎心軸軸承的中心孔有一定的平行度。消除或減小其中因素都可以阻止或減小泄露，但就一般設(shè)備而言，減小或消除間隙是阻止泄露的主要途徑。密封結(jié)構(gòu)種類繁多，所采用密封機(jī)理也各不相同。偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤(rùn)滑；心軸和推力板的支承面一般采用潤(rùn)滑脂通過(guò)手動(dòng)油槍給油；動(dòng)顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤(rùn)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(qiáng)制注人干黃油進(jìn)行潤(rùn)滑。 顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計(jì)算圖 31 排料口處排料示意圖 給礦口寬度 ??（ ）式中 ——最大給料粒度ax由于 =210mm，故給礦口寬度 B 的取值范圍為 231～ 263，在本設(shè)計(jì)中選取mB=250mm。 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(jī)排料口的長(zhǎng)度與給料口的長(zhǎng)度相同，可按下式選定，故有 。當(dāng)破碎物料時(shí)，必須使物料既不向上滑動(dòng)，也不從破碎機(jī)給礦口中跳出來(lái)。正確的選擇顎式破碎機(jī)嚙角對(duì)于提高破碎機(jī)的破碎效率具有很大意義，減小嚙角可以使破碎機(jī)的生產(chǎn)能力增加，但會(huì)引起破碎比的減小。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī)嚙角的范圍為14176。本設(shè)計(jì)將嚙角 α 選定為 20176。 動(dòng)顎擺動(dòng)行程 s動(dòng)顎擺動(dòng)行程 s 是破碎機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在理論上，動(dòng)顎的擺動(dòng)行程應(yīng)按物料達(dá)到破壞時(shí)所需之壓縮量來(lái)決定。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎擺動(dòng)行程受到排礦口寬度的限制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，它的動(dòng)鄂板擺動(dòng)行程受卸料口寬度的限制，因?yàn)?，如果?dòng)鄂板下部行程增加到大于卸料口最小寬度的 ～ 倍時(shí)，將引起物料在破碎腔下部的過(guò)壓實(shí)現(xiàn)象，容易造成卸料口堵塞，使負(fù)荷急劇增大，所以動(dòng)鄂板下部的擺動(dòng)行程不得大于卸料口寬度的 ～ 倍。通常，對(duì)于大型鄂式破碎機(jī)，S=25～ 45mm，中小型鄂式破碎機(jī)，S=12～15mm。下端點(diǎn)許用水平行程：[ sL]===因 sL [ sL]，所以符合要求。在一定范圍內(nèi)，偏心軸轉(zhuǎn)速增加，破碎機(jī)的生產(chǎn)能力相應(yīng)的增加。而其功耗卻迅速上升，由于過(guò)高的偏心軸轉(zhuǎn)速使破碎好的物料來(lái)不及由卸料口排出，反而影響了生產(chǎn)能力的提高。取 q=～。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)型評(píng)價(jià)的重要公式之一。根據(jù)以上式子求得主軸轉(zhuǎn)速=? 主要構(gòu)件尺寸的確定眾所周知，復(fù)擺顎式破碎機(jī)可簡(jiǎn)化為一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其連桿即動(dòng)顎。所謂機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，是指該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的各桿長(zhǎng)度、機(jī)架位置和連桿上動(dòng)點(diǎn)位置等尺寸參數(shù)。圖 32 機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)圖 破碎腔高度 H當(dāng)動(dòng)顎處下死點(diǎn)位置時(shí)，此時(shí)排料口 b 值為平均值并有下列關(guān)系：tan tanBbH????或在嚙角一定的情況下，即 H=632mm 曲柄偏心距（或曲柄半徑）l 1不論動(dòng)顎齒面軌跡性能值分配是否合理，在機(jī)構(gòu)其它尺寸參數(shù)不變的情況下，增大曲柄半徑，均會(huì)使顎板齒面各點(diǎn)的行程值增大，一方面可以提高生產(chǎn)能力，另一方面也增大了機(jī)器的功耗。通常，對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī)sL≈（2～）l 1，在本設(shè)計(jì)中，l 1=7mm。改變連桿長(zhǎng)度，實(shí)質(zhì)是改變動(dòng)顎下端點(diǎn) KL 在連桿上的位置，以及改變肘板固定支承點(diǎn) C 在機(jī)架上的相對(duì)位置，改變連桿長(zhǎng)度，對(duì)動(dòng)顎下部動(dòng)點(diǎn)的水平行程及特性值有明顯影響。但過(guò)短的連桿給機(jī)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)困難并使動(dòng)顎受力惡化，還可能導(dǎo)致下端點(diǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)反向等問(wèn)題。 懸掛高度 h0懸掛高度 h0 是指曲柄固定支座 O 到定顎板上水平面間的垂直高度。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可把復(fù)擺顎式破碎機(jī)分為三種類型：正懸掛（h 0）,零懸掛（h=0）和負(fù)懸掛（h0）三種結(jié)構(gòu)。動(dòng)顎上端點(diǎn) K1 相對(duì)于連桿上的 A（動(dòng)顎軸承中心）點(diǎn)愈高，其水平行程值愈大且特性值愈小。目前已有機(jī)型采用零懸掛來(lái)改善機(jī)器的性能。 傳動(dòng)角從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，傳動(dòng)角是指四桿機(jī)構(gòu)中，連桿軸線與搖桿（即肘板）軸線間所夾的銳角，并且傳動(dòng)角愈接近 90176。對(duì)于破碎機(jī)而言，傳動(dòng)角的選取除考慮傳力性能外，還必須考慮到加大傳動(dòng)角，不但增大垂直行程，而且使水平行程值降低?！?5176。 連桿傾角 α′連桿傾角 α′是為控制動(dòng)顎的結(jié)構(gòu)尺寸而引出的一個(gè)參數(shù)。當(dāng)減小連桿傾角 α′時(shí)，動(dòng)顎下部結(jié)構(gòu)肥大并使肘板固定支承點(diǎn) C 遠(yuǎn)離定顎板而增大機(jī)架長(zhǎng)度，可見 α′減小時(shí)使機(jī)重有所增加。所以連桿的選擇，應(yīng)兼顧到增大下部水平行程而又不使動(dòng)顎下部肥大。～20 176。 肘板長(zhǎng)度 和肘板擺角3l?當(dāng)動(dòng)顎的擺動(dòng)行程 SL 和偏心距 l1 確定后，在選取肘板長(zhǎng)度時(shí)，肘板長(zhǎng)度和偏心距的關(guān)系為: ?3max125ll?式中 和 為肘板長(zhǎng)度的最小、最大值，l 1 — 偏心距。對(duì)于復(fù)擺顎式破碎機(jī)，肘板擺角 =45176。在本設(shè)計(jì)中 =45176。 n210ta/ls??式中 n主軸轉(zhuǎn)數(shù)（r/min） SL動(dòng)顎下端點(diǎn)水平行程（mm） 排料層平均嚙角（176。取 q=q=1解得： n275r/mi? 生產(chǎn)能力顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指在單位時(shí)間內(nèi)能破碎物料的數(shù)量，也稱為產(chǎn)量或生產(chǎn)率。目前廣泛應(yīng)用的是經(jīng)驗(yàn)公式： 130(2bs)/tanlllQnL???式中：Q——生產(chǎn)能力（m 3/h）n——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）L——破碎腔長(zhǎng)度（m）b——公稱排料口尺寸（m）SL——?jiǎng)宇€下端點(diǎn)水平行程（m ）μ 1——壓碎破碎棱柱體的填充度，中小型機(jī)在公稱排料口下一般取 ～（在此取 μ 1=）則本設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為： ().7/??????標(biāo)準(zhǔn)中的生產(chǎn)能力，是指機(jī)器在開邊制公稱排料口下，每小時(shí)所處理的抗壓強(qiáng)度為250MPa、堆密度為 故 Q==,滿足生產(chǎn)需求。2）減小排料層嚙角 α L 能提高生產(chǎn)能力，這是因?yàn)槟艽龠M(jìn)充分破碎。由于破碎力分布以及其合力大小、作用點(diǎn)位置具有隨機(jī)性，用理論分析的方法將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。在計(jì)算破碎力時(shí)，作如下假設(shè): 1）在破碎腔有效高度上填滿破碎物料。 圖 33 破碎腔中球體排列情況3）盡管破碎是在物料承受彎曲、擠壓、劈裂等綜合作用的結(jié)果，為計(jì)算方便起見，假定物料是在顎齒作用下按劈裂拉伸破壞的。 (Bb)L=tnFk??式中 最大破碎力maxF抗壓強(qiáng)度B? k有效破碎系數(shù)，對(duì)中、小型 k=～ B、b、L 的單位 cm取 k= =300MPaB?則(25)0==103tnFkN??? 電動(dòng)機(jī)選擇與確定 動(dòng)腔的擺動(dòng)次數(shù)(主軸的轉(zhuǎn)數(shù))根據(jù)公式： =210tan/=275r/minLs?式中 s：動(dòng)腔下端的擺動(dòng)行程(cm)n：主軸轉(zhuǎn)速(r/min)a：排料層平均嚙角( 176。破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速愈高，機(jī)械尺寸愈大，功率消耗就越大；破碎比愈大，功率消耗也愈大。由于功率消耗與多因素有關(guān)，現(xiàn)在尚無(wú)一個(gè)完整的理論公式能精確地計(jì)算出破碎機(jī)地功率消耗。選擇查附表 91(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì))Y160M14(三相異步電動(dòng)機(jī)) 。m N他是由主動(dòng)帶輪，從動(dòng)帶輪和環(huán)行撓性件組成。摩擦型帶傳動(dòng)是利用帶和帶輪接觸面間的摩擦力來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)的，應(yīng)用廣泛。 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)傳動(dòng)比公式，取 =3,0nI?I則 032758r/min? 確定計(jì)算功率 capk?式中 P:皮帶傳動(dòng)的額定功率（kw）Ka:工作狀況系數(shù),( 由于顎式破碎機(jī)載荷變動(dòng)很大，每天工作 10～16h，故取 Ka===? 選擇帶型破碎機(jī)在工作時(shí)，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動(dòng)循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的震動(dòng)較大。其工作環(huán)境惡劣。其優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)帶具有彈性，能對(duì)破碎機(jī)工作是產(chǎn)生的沖擊進(jìn)行一定程度的吸收，使傳動(dòng)平穩(wěn)，保護(hù)電機(jī)；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過(guò)載保護(hù)能力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，更換方便，并且安裝精度要求不高，適合采礦作業(yè)。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1,為提高 V 帶的壽命，宜選取較大的直徑；d d1 過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)尺寸增大。 ????故所選皮帶的速度合適計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 dd2dd2=i dd1=3132=396mm，根據(jù) V 帶的基準(zhǔn)直徑系列表 88，正滿足圓整值。=800mm②計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 239。d根據(jù) 由表 82 中選取和 相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。d39。dL39。2dLa???則 a=考慮帶的安裝和張緊需要，計(jì)算中心距的調(diào)整范圍 min ????Ld ?⑤ 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 01201 ???ada = 00..4)396( (符合包角要求)??? 確定皮帶根數(shù) Z laArcaKP)(0??式中 :單根 V 帶的基本額定額定功率0P:單根 V 帶基本功率增量0P?Ka考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)lK由 dd1=132mm 和 n1=825r/min，查表 84a 得 (機(jī)械設(shè)計(jì))?根據(jù) n1=825r/min ，I=3 和 B 型帶，查表 84b 得 (機(jī)械設(shè)計(jì))p3.?查表 85 得 (機(jī)械設(shè)計(jì) )?aK查表 82 得 (機(jī)械設(shè)計(jì))3LlaArcaKPZ)(0??? ???）（ .?則 Z=5 確定帶的預(yù)緊力 F0 =(1)+cavqZK ???????????式中 q帶的線質(zhì)量（查表 83 得 q=）由于新帶容易松弛，所以對(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng),安裝新帶時(shí)的預(yù)緊力應(yīng)為上述預(yù)緊力的 倍。=3076N 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) V 帶輪設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求：結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻。3）結(jié)構(gòu)尺寸鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：（ 1）實(shí)心式；（2）腹板式；（3）孔板式；（4）橢圓輪輻式。根據(jù)表 查得本設(shè)計(jì)小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪采用四輪輻式。對(duì)于它的可靠性設(shè)計(jì)，實(shí)際上就是根據(jù)預(yù)先擬定的結(jié)構(gòu)方案，確定一組直徑，使之既能滿足強(qiáng)度，剛度要求，又能滿足可靠性要求，而且重量輕和經(jīng)濟(jì)效益最好。軸要用滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承來(lái)支撐。根據(jù)軸的承載情況可分為轉(zhuǎn)軸 心軸和傳動(dòng)軸三類。 工作時(shí)既承受彎曲載荷又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。 工作時(shí)只承受彎曲載荷而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為心軸。 工作時(shí)只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎曲載荷的軸稱為傳動(dòng)軸。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較小。常用的碳素鋼有 30～50 鋼。不重要的或受力較小的軸以及一般傳動(dòng)軸可以使用 Q235～Q275 鋼。 軸設(shè)計(jì)的基本要求在一般情況下，軸的工作能力決定于它的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于機(jī)床主軸，后者尤其重要，高速轉(zhuǎn)軸還決定于它的振動(dòng)穩(wěn)定性。2 為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)做周向固定。 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的計(jì)算通常是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí)還應(yīng)校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。對(duì)于僅僅（或主要）承受扭矩的軸（傳動(dòng)軸） ，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸） ，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉(zhuǎn)軸） ，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。V 帶的傳動(dòng)效率為 ～ 現(xiàn)取 η=軸的輸入功率為： ????軸的輸入轉(zhuǎn)矩為： ?初步確定軸的最小直徑????式中：A：與軸材料有關(guān)的系數(shù)其值可查表 153 取 A=110P：傳遞的功率（kW）n：軸的轉(zhuǎn)速（r/min）考慮到軸上鍵槽會(huì)消弱軸的強(qiáng)度，若為單鍵，則應(yīng)將上述計(jì)算值 增大 5%左右；mind若為雙鍵，應(yīng)將上述計(jì)算值 增大 10%左右。mindin偏心軸的結(jié)構(gòu)尺寸見