破碎機(jī)械設(shè)計

1、第一章概述破碎機(jī)械是對固體物料施加機(jī)械力， 克服物料的內(nèi)聚力， 使之碎裂成小塊物料的設(shè)備。破碎機(jī)械所施加的機(jī)械力， 可以是擠壓力、 劈裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的綜合。 對于堅硬的物料， 適宜采用產(chǎn)生彎曲和劈裂作用的破碎機(jī)械； 對于脆性和塑性的物料， 適宜采用產(chǎn)生沖擊和劈裂作用的機(jī)械；對于粘性和韌性的物料，適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。在礦山工程和建設(shè)上， 破碎機(jī)械多用來破碎爆破開采所得的天然石料， 使這成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。 在硅酸鹽工業(yè)中， 固體原料、 燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工，使其粒度達(dá)到各道工序所要求的以便進(jìn)一步加工操作。通常

2、的破碎過程，有粗碎、中碎、細(xì)碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)三種。表一物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分（mm）類別入料粒度出料粒度粗碎300900100350中碎10035020100細(xì)碎50100515制備水泥、石灰時、細(xì)碎后的物料，還需進(jìn)一步粉磨成粉末。按照粉磨程度，可分為粗磨、細(xì)磨、超細(xì)磨三種。所采用的粉磨機(jī)相應(yīng)地有粗磨機(jī)、細(xì)磨機(jī)、超細(xì)磨機(jī)三種。在加工過程中， 破碎機(jī)的效率要比粉磨機(jī)高得多，先破碎再粉磨， 能顯著地提高加工效率，也降低電能消耗。工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度D 刁民破碎后的平均粒度d 之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況，

3、比值i 稱為破碎比（即平均破碎比）i=Dd為了簡易地表示物料破碎程度和各種破碎機(jī)的方根性能，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸與最大出料口尺寸之比來作為破碎比，稱為公稱破碎比。在實際破碎加工時， 裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸， 一般總是小于容許的最大限度進(jìn)料口尺寸，所以，平均破碎比只相當(dāng)于公稱破碎比的0.7 0.9。每各破碎機(jī)的破碎比有一定限度，破碎機(jī)械的破碎比一般是i=330。如果物料破碎的加工要求超過一種破碎機(jī)的破碎比，則必須采用兩臺或多臺破碎機(jī)械串連加1工，稱為多級破碎 i 0 。多級破碎時，原料尺寸與最終成品尺寸之比，稱總破碎比，如果各級破碎的破碎比各是 i 1 ， i 2 ， i n 。則總破

4、碎比是i 0 = i 1 i 2i n由于破碎機(jī)構(gòu)造和作用的不同，實際選用時，還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮下列因素；1) 物料的物理性質(zhì)，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大給料尺寸等；2) 成品的總生產(chǎn)量和級配要求、據(jù)以選擇破碎機(jī)類型和生產(chǎn)能力；3) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，做到既合乎質(zhì)量、數(shù)量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度節(jié)省費(fèi)用。2第二章物料破碎及其意義21 物料破碎及其意義從礦山開采出來的礦石稱為百年原礦。原礦是由礦物與脈石組成的， 露天礦井開采出來的原礦其最大粒度一般在 200 1300mm之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在 200600mm之間，這些原礦不能直接在工業(yè)中應(yīng)用，必須經(jīng)過破碎

5、和磨礦作業(yè)，使其粒度達(dá)到規(guī)定的要求、破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于15mm產(chǎn)品的作業(yè)，小于 1mm粒度的產(chǎn)品是通過磨碎作業(yè)完成的。211破碎的目的（1）制備工業(yè)用碎石大塊石料經(jīng)破碎篩分后， 可得到各種不同要求粒度的碎石。 這些碎石可制備成混凝土。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。鐵路路基建造中也需要大量的碎石。（2）使礦石中的有用礦物分離礦石有單金屬和多金屬，而且原礦多為品位較低的礦石。將原礦破碎后，可以使有用金屬與礦石中的脈石和有害雜質(zhì)分離，作為選礦的原料， 除去雜質(zhì)而得到高品位的精礦（3）磨礦提供原料磨礦工藝所需粒度大于 15mm 的原料，是由破碎產(chǎn)品提供的。 例如在煉焦廠、燒結(jié)廠、制團(tuán)廠

6、、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎使產(chǎn)品達(dá)到要求的粒度和粉末狀態(tài)。212破碎工藝最終破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進(jìn)行磨礦作業(yè)的礦石， 應(yīng)考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產(chǎn)品的粒度。一般較適宜的粒度為1025mm。把原礦粒度與破碎產(chǎn)品的粒度的比，稱為總破碎比，若露天礦開采出來的原礦粒度為2001300mm則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為：i max =Dmax300d min =10=30i min= D min= 200 25 =8d max一臺破碎機(jī)只能在一定限度的破碎比下才有合理的結(jié)構(gòu)，才能最有效地工作，因此使一臺破碎機(jī)達(dá)到這樣的破碎比是很有困難的。各種破

7、碎機(jī)的破碎比范圍見表3二?？梢?，要把原礦破碎到需要的粒度，必須將若干臺破碎機(jī)串連進(jìn)行分段破碎?？偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機(jī)的破碎能力，不使小塊礦石進(jìn)入破碎機(jī)反復(fù)進(jìn)行破碎，因此將破碎與篩分有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成合理的破碎工藝流程。表二各類破碎機(jī)的破碎比破碎機(jī)型式流程類型破碎機(jī)范圍顎式破碎機(jī)的旋回破碎機(jī)開路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)開路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)（中型）閉路48短圓錐破碎機(jī)開路36短圓錐破碎機(jī)閉路48圖 2-1 為一段破碎機(jī)機(jī)流程圖，原礦經(jīng)固定篩分后，篩上大塊物料進(jìn)入顎式破碎機(jī) 2，篩下物顎式破碎機(jī) 2 的產(chǎn)品一起經(jīng)振動篩 3 篩分；篩上物經(jīng)圓錐破碎機(jī) 4 破碎，篩下物和圓錐破碎機(jī) 4

8、的產(chǎn)品一起經(jīng)振動5 篩分；篩下物作為磨機(jī)8 的原料，落入礦倉7，篩上稱進(jìn)入圓錐破碎機(jī)6 破碎，破碎機(jī) 6 與振動篩 5 構(gòu)成封閉系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)破碎、篩分，該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機(jī) 2 和圓錐破碎機(jī) 4 的產(chǎn)品，均經(jīng)篩分后進(jìn)入下一流程，故稱開路破碎。圖 2-1 ，1固定篩2 -顎式破碎機(jī)3 、5振動篩 4 、 6- 圓錐破碎機(jī)7礦倉8-磨機(jī)22 破碎物料的性能及破碎比221粒度及其表示方法礦塊的大小稱為粒度，由于礦塊形狀一般是不規(guī)則的，需要用幾個尺寸計算出的尺寸參數(shù)來表示礦塊的大小。（1） 平均直徑 d4礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。d=(L+b+h) 3(2-1)式中

9、 L-礦塊的長度（ mm）b-礦塊的寬度（ mm）h-礦塊的厚度（ mm）式用長、寬的平均值表示：d= L+b 2（ 2-2）平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸以確定破碎比。（2） 等值直徑 dw礦塊的粒度很小時可用等值直徑來表示。等值直徑是將細(xì)料物料顆粒作為球體來計算的。dw = A 6v =1.24 A m（2-3）式中m- 礦料質(zhì)量（ kg）3- 礦物密度 kg/ m3V-礦料的體積（ m ）；（3） 粒級平均直徑d對于由不同粒度混合組成的礦粒群， 通過用篩分方法來確定礦粒群的平均直徑，例如上層篩孔尺寸為 d 1 ，下層篩孔尺寸為 d 2 ，通過上層而留在下層篩上的物料，其粒

10、度既不能用也 d 1 不能用表示。當(dāng)粒級的粒度范圍很窄，上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過 2 =1.414 時，可用粒度平均直徑表示，即d= (d1 d 2)2(2-4)否則用 d 1 d 2 表示粒級。222 破碎產(chǎn)品的粒級特性破碎產(chǎn)品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成，為了鑒定破碎產(chǎn)品的質(zhì)量和破碎機(jī)的破碎效果，必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線，確定混合物的粒度組成，通常采用篩分公檢法（簡稱篩析） 。篩析一般采用標(biāo)準(zhǔn)篩，篩面使用正方形篩孔的篩網(wǎng)。我國通常采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩，其篩孔大小用網(wǎng)目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4mm）內(nèi)所具有的篩孔數(shù)5目。這種篩子是以 200 目作為基本篩（2

11、=1.414）和補(bǔ)充篩比（ 4 2 =1.189）,篩孔的尺寸可根據(jù)篩比計算。 例如，基本篩的上一基本篩為 150 目篩子的篩孔尺寸， 可用基本篩的篩孔乘以基本篩為 0.074 2 =0.105mm。若計算兩篩之間的補(bǔ)充篩孔尺寸，則用基本篩的篩孔尺寸乘以補(bǔ)充篩比得到。即0.0744 2 =0.088mm.我國尚無用于破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度分析標(biāo)準(zhǔn)， 在實際測試時， 各廠家廠家使用的篩孔形狀（方孔或圓孔） 及序列也不盡相同。 如果參照泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩關(guān)于基本篩比的規(guī)定來確定篩孔序列，即各篩間的篩比天有不大于 2 ，就可以將上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度，用粒度平均直徑表示這對于分析粒級特性顯然是很方便的。 因此推薦

12、表三的粒級序列供參考。表三 各破碎機(jī)產(chǎn)品的篩析篩的粒級序列型 PE-150X2 PE-250X4 PE-400X6 PE-500X7 PE-600X9 PE-750X10 PE-900X12號 50000050006000粒 0-30-30-100-100-200-200-303-53-510-1410-1420-2820-2830-42度 5-75-714-2014-2028-4028-4042-607-107-1020-2820-2840-5740-5760-85系 10-1410-1428-4028-4057-8057-8085-12014-2014-2040-5740-5780-115

13、80-115120-170列 20-2820-2857-8057-80115-163115-160>170>2828-4080-11080-110>163>16340-55>110110-155>55>155注：篩孔最大尺寸以其殘留景不超過5%來確定根據(jù)篩分結(jié)果，可以對產(chǎn)品（或原礦）的粒度特性進(jìn)行分析。粒度特性用粒度特性曲線來表示， 縱坐標(biāo)表示套篩中各篩的篩上物料質(zhì)量的累積百分?jǐn)?shù) （簡稱篩上量累積產(chǎn)率 %），橫坐標(biāo)或有篩孔尺寸與最大之比，或用篩孔尺寸與排礦口之比（ %）表示。圖 2-2a 所示為物料粒級特性曲線，任意兩縱坐標(biāo)之差，就表示在橫軸上相應(yīng)兩點

14、間物料粒級的產(chǎn)率。 由圖可知，難碎性礦石的粒級曲線運(yùn)動呈凸形， 這表明礦石的粗級物料占多數(shù)。 中等可碎性礦石的粒級曲線 2 近似直線。這表明各種粒級所占的產(chǎn)率大致相等。易碎性礦石的粒級曲線 3 呈凹形，這表明礦石中的中等粒度的物料占多6數(shù)。該粒級曲線可以分析比較各種礦石破碎的難易程度。 由于橫坐標(biāo)比值不能反映產(chǎn)品絕對尺寸的粒級分布情況， 因此在檢查同型號不同破碎機(jī)的破碎效果并強(qiáng)調(diào)可比性時，只有篩孔最大尺寸及破碎物料相同時才有比較價值。當(dāng)破碎機(jī)性能差別較大時，按篩子上殘留量不大于 5%所確定的篩孔最大尺寸也不相同。因此用該曲線來分析破碎機(jī)的破碎效果并不方便。圖 2-2b 的橫坐標(biāo)表示篩孔尺寸與排

15、礦石之比。當(dāng)同型號各個破碎機(jī)的排礦口尺寸破碎物料相同時，該粒級特性曲線可以檢查破碎機(jī)的破碎效果。圖 2-2a篩孔尺寸與最大粒之比7圖 2-2b物料尺寸排礦口之比1 難碎性礦石2 中等可碎性礦石3易碎性礦石2.2.3礦石的破碎及力學(xué)性能機(jī)械破碎是用外力加于被破碎的物料上， 克服物料分子間的內(nèi)聚力， 使大塊物料分裂成若干小塊。 若礦石是脆性材料， 它在很小的變形下就會發(fā)生破裂、 機(jī)械破碎礦石有以下幾種方法：1) 壓碎 將礦石置于兩個破碎表面之間， 施加壓力后礦石因壓力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度限而破碎（圖 2-3a ）。2) 劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時， 礦石沿壓力作用線方向劈裂。劈裂的

16、原因是由于劈裂面上的拉應(yīng)力達(dá)到礦石的抗拉強(qiáng)度限（圖2-3b ）。3) 折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時， 礦石就像受集中載荷的兩支點或多支點梁。 當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到彎曲強(qiáng)度限時礦石被折斷（圖2-3c ）。8圖 2-3礦石的破碎和破碎方法（a） 壓碎（b） 劈裂（ c）折斷（d） 磨碎（e）沖擊破碎4）磨碎礦石與運(yùn)動的工作表面之間受一定壓力和剪切力時，礦石內(nèi)的剪切力達(dá)到其剪切強(qiáng)度時，礦石即被粉碎（圖2-3d ）5) 沖擊破碎 礦石受高速回轉(zhuǎn)機(jī)件的沖擊力作用而破碎（圖 2-3d ）。由于破碎力是瞬間作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但錘頭磨損嚴(yán)重。實際上任何一種破碎機(jī)都

17、不是以某一種形式進(jìn)行破碎的， 一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進(jìn)行破碎。 由于顎式破碎機(jī)的破碎工作表面是兩塊相互交錯布置的齒形襯板，因此其破碎作業(yè)兼有前四種破碎形式， 當(dāng)破碎機(jī)兩工作面沿表面方向的相對運(yùn)動位移加大而加強(qiáng)磨碎作業(yè)時，由于磨碎的效率低、能量消耗大、機(jī)件磨損嚴(yán)重，將會降低破碎機(jī)的破碎效果。礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理性能、 被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的，礦石分堅硬礦石、中等堅硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強(qiáng)度最大，抗彎強(qiáng)度次之、抗拉強(qiáng)度最小。對堅硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的破碎方法為宜； 對粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜； 對脆性礦石和軟礦石采用劈

18、裂和沖擊破碎的方法為宜。 簡擺顎式破碎機(jī)可用于破碎各種性能的礦石， 對于堅硬礦石有更高的效果。表四礦石的物理力學(xué)性能礦石性質(zhì)礦石名稱抗壓強(qiáng)度 /MPa普氏硬度系數(shù)煤2 4方鉛礦4.5軟礦石菱鐵礦72 4無煙煤約 9閃鋅礦約 10疏松石灰石109致密石灰石50100610軟至中硬礦石褐鐵礦約 82磁鐵礦106.5花崗巖1201501215純褐鐵礦125中硬礦石正長巖125156大理石50150致密砂巖約 160半假象赤鐵礦158195.51518硬礦石輝綠巖180200閃長巖200片麻巖172220石英巖1981818 20閃長巖180218斑巖153280銅礦石150280極硬礦石鈦磁鐵礦23

19、4玄武巖200300花閃長英巖35010第五章簡擺腭式破碎機(jī)的主參數(shù)設(shè)計計算腭式破碎機(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算是比較困難的。本設(shè)計中用的公式都是通過一定數(shù)量的測試而得到的實驗了理論分析式。多次實踐表明這些計算公式有足夠的計算精度。因此，從設(shè)計的角度， 本設(shè)計只重視計算公式的是實用性，這些公式是破碎機(jī)最優(yōu)設(shè)計時建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計約束的重要依據(jù)。5.1.1主軸轉(zhuǎn)速

20、如圖 5-1 所示， b 為公稱排料口， SL 為動腭下端點水平行程，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 計算確定的。而該排料層高度h 與下端點水平行程SL 及排料層嚙角 L 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)。 這一觀點未注意到動腭下端點排

21、料起始點與終止點并不一定與機(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)，這種假定與實際情況相差甚大。 根據(jù)筆者對破碎過程的實測分析， 得到排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于 180o 的結(jié)論，認(rèn)為排料時間按主軸半轉(zhuǎn)計算比較符合實際情況。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/tanL由h=gt2/2令 g=9800mm/s 2將式（ 2-1a ）、（2-1b ）、（2-1d ）代入（ 2-1c ），得n=2100q式中n-主軸轉(zhuǎn)速（ r/min) ；SL-動腭下端點水平行程（ mm）；11 L- 排料層平均嚙角

22、（ o）；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=0.951.05 。高硬度礦石取小值。由式（ 5-1 ）可見，主軸轉(zhuǎn)速與排料層嚙角L 和動腭下端點水平行程SL有關(guān)。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計和機(jī)型評價的重要公式之一。代入?yún)?shù)得 n=279 r min5.1 .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)驗公式：式中 q-Q=k1 k2 k3 qe t h t (mmh.) ，見表 ( 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)率手冊 )18.1-7 ；e-出料口寬度 (mm)已知 1200mm

23、；k - 物料易碎性系數(shù)，見表 18.1-9 ；112鉗角計算圖式x、 y 方向的分力之和應(yīng)該分別等于零。- 物料堆積密度修正系數(shù)=1.6=1k2（ t 3k 21.61.6-物料堆積密謀）k3m- 進(jìn)料粒度修正系數(shù)，見表 18.1-9.查表得 k1 =0.94 k3 =1.05 q=1.25Q=141t h與已知吻合。5.1.3鉗角設(shè)計計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 4-1表示從力學(xué)角度推算鉗角的計算圖式。當(dāng)物料能被夾持在破碎腔內(nèi)

24、，不被推出機(jī)外時，這些力應(yīng)相互平衡，即在圖 4-1于是求得tg=2 f21 f因 f=tg , 故tg=tg 2式中- 鉗角- 物料與顎板間摩擦角13f-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2即鉗角應(yīng)小于物料與顎板間摩擦角的0.5 。設(shè)鋼和礦石的摩擦系數(shù)為0.3 ，則最大鉗角的理論值為33 24 。但實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 20 。5.1.4動顎水平行程見顎式破碎機(jī)教材：sm =8+0.24 bmin0.85sm =0.1415 B式中 bmin- 最小排料口尺寸 (mm)B-進(jìn)料口尺寸 (

25、mm)進(jìn)料口寬度 a 與 bmin 之間的關(guān)系 ( 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計手冊 ):a=(910) bmina 為 900mm取 bmin =100 mm所以得sm =32.1mm5.1.5sm =45.9 mm偏心距及動顎擺幅的計算l=300mm,其向下偏斜量 c=70a圖 4-2表示推力板的位置示意圖，設(shè)推力板板長度，0和 a 是推力板在兩個極限位置時的水平投影，而 a= a-0a 為動顎下端擺程的 1 2（因右邊一推力板未畫出） ，由圖可知圖4-2偏心距14與動顎擺程的關(guān)系a =22l2c02a=l(c02e)22a- a0+4c0e =02c0c0aa0) ()e2(2 )( 22上式表示了偏心距

26、 e 與擺幅a 之間的關(guān)系，一般取第二項為正值。擺幅按照破碎物料要求（破碎比）而定，本計算中，總擺幅為26mm，26a = =13mm,故a030222729.17cmaa0a 29.171.327.87cm27.8722e7229.172cm23.522動偏心與動顎擺幅之間的關(guān)系對顎式破碎機(jī)的設(shè)計十分重要因為這個關(guān)系涉及到破碎構(gòu)件的行程大小。5.2破碎力5.2.1破碎力的計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施加的（物料應(yīng)力）和物料抗拉強(qiáng)度。(1)第一階段破碎，圖4-3 表示作用在立方上的力15圖 4-3作用在立方體上

27、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） ：F2(23Z )故得W2W2F1W(23Z )式中 F12WN）。第一階段使物料碎裂的破碎力（- 物料的抗劈強(qiáng)度（約等于抗拉強(qiáng)度 N cm2 ）；W-立方體物料連長（ cm）;Z-齒棱間距（ cm）.(2) 第二階段破碎 . 物料經(jīng)過第一階段破碎以后 , 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 :2F 2w46 zw(3) 第三階段破碎 . 物料進(jìn)行第二階段破碎以后, 成為 4 塊體進(jìn)行再破碎 . 第三階段的破碎2

28、F 3w812 zw2所破物料的抗劈強(qiáng)度是500 N cm 而顎板齒棱距 Z 150mm,W 600mm , 則第一階段破碎力22F 1W500601110KN(23 Z )2 3152 W260此力產(chǎn)生側(cè)向分力 , 設(shè)棱角為 90 , 則側(cè)向力為F122,即 790KN22F 2W50060720KN46 Z46 15W6022F 3W50060360KN812 Z81215W60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。16經(jīng)過多次沖擊以后， 新的立方體才能

29、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F 0222043603660KN這兩個破碎力的作用點取決于物料粒度與相應(yīng)出料口寬度。總破碎力也可能有其他的組合方式，而使破碎力減小，從而總破碎力的波動是：F25503660KN05.2.2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。其計算公式見顎式破碎機(jī)教材61 頁。F max0.034(Bb)LktanB式中F max -最大破碎力（ N）；2B -抗壓強(qiáng)度 （ N cm ）；k- 有效破碎系數(shù)，當(dāng)20 時，取 k =0.38 0.42 。破碎腔尺寸 B、b、L 的單位是 cm。由已知得 B=90

30、cm b=15cm L=120cm20k=0.42取=8000BN cm得；0.034(90 15)12080000.4F2690.33KNmaxtan205.3功率的計算見顎式破碎機(jī)教材67 頁有公式：PF max k ensmcos4610式中 P-計算功率放大器（ KW）；F max- 最大破碎力（ KN）；-m動顎諸點水平行程平均值（ mm）；s-破碎腔平均齒角 （ ）；17- 機(jī)械總效率，由表可知，0.810.85。-e等效破碎系數(shù)，中大型機(jī)，有ke0.210.28 。k已知有F max=2690.33KN 取n=279r minke 0.2120sm 32.1mm0.81所以得P

31、2690.33 32.1 0.21 279 COS20 97.8KN1000 60 0.81為了保證破碎機(jī)的工作可靠，并考慮尖峰負(fù)荷，還必須乘以安全系數(shù)f1.1. 故所選電動機(jī)功率應(yīng)大于107KN，所以選功率為110KN。5.4主要零件受力計算（ 1）推力板F k125 Pnh式中 F k -推力板受力（ KN）；P-所選電動機(jī)功率（ KN）；n-偏心軸轉(zhuǎn)速 (r min) ；h-動顎行程平均值（ m）。如圖 4-4 所示得圖 4-4破碎機(jī)計算圖式F k1101251535.3KN2790.0321（2）連桿則連桿力的平均值 Fz （KN）是（見非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備手冊） ：18F0.3F460.5

32、9KNzk（ 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)驗式選取最小長度： lmin 2000mm正常長度； lnor 2300mm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算取 L=2170mm。圖 4-5 表示動顎受力情況，動顎上的實際載荷，可以考慮為按拋物線分布，圖 4-5簡擺顎式破碎機(jī)受力情況一般情況下，其全力F k 作用點是在動顎全長的3 4 處。19第六章重要零件的設(shè)計和校核6.1 帶輪的設(shè)計1.確定計算功率 Pca由表 8-6（機(jī)械設(shè)計 . 第七版 . 濮良貴、紀(jì)名剛 . 主編）查得工作情況系數(shù) K A 1.3 ，故PcaK a

33、 P 1.3 110 143KN2.選取窄 V 帶帶型根據(jù) P 、 n 由圖 8-9 確定選用 SPC型。ca13. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表 8-3 和表 8-7 取主動輪基準(zhǔn)直徑 d d 1280mm 。從動輪基準(zhǔn)直徑 d d 2d d 2i d d1280 51400mm根據(jù)表 8-7 ，取 d d 21409.6mm。按要求驗算帶的速度vd d1n280 148021.69 m s 35 m s601000601000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 0.7(d d 1d d 2)a02(d d 1 d d 2) ，有0.7(2801409.6) a0 2(28

34、0 1409.6)初步取 a01182.72a03379.22000mm 。計算所需帶的基準(zhǔn)長度2(d d 2L d2a02 (d d1 d d 2)d d1)4a0222000(2801409.6)(1409.6 280)mm2420006812mm由機(jī)械設(shè)計手冊、單行本、帶的傳動、成大先主編查得，選帶的基準(zhǔn)長度L7100mm 。d按式計算實際中心矩aa a0L dL d710068122(20002)mm 2144mm205.驗算主動輪上的包角1可得1 180d d 2 a d d 157.51801409.6280149.7120214457.5主動輪上的包角合適。6. 計算窄 V 帶的

35、根數(shù) zzPca(P0P0)K K Ln1480r min 、 d d 1 280mm由（機(jī)械設(shè)計手冊、單行本、成大先主編）i 5，查表得P022.92KWP03.7KWK L1K0.92則有z1435.843.7)0.921取 z=6(22.927. 計算預(yù)緊力 F 0有：Pca2.52F 0500vz(1)qvK查表 8-4得 q0.37 Kgm ，故F 01432.521.69250021.696(0.921)0.371117.62 N8. 計算作用在軸上的壓軸力 F pF p 2Z F 0 sin12 6 1117.62 sin149.712945.32N229. 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。選用

36、原則見（機(jī)械設(shè)計 . 濮良貴、紀(jì)名剛 . 主編） 8-4 節(jié)，材料采用 HT200。ddd1d 2280mm300mm 所以采用腹板式；1409.6mm300mm ，采用輪輻式。具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。6.2 曲軸的設(shè)計計算1. 曲軸主要尺寸的確定在設(shè)計曲軸時，先根據(jù)經(jīng)驗公式?jīng)Q定曲軸的有關(guān)尺寸，然后根據(jù)理論公式進(jìn)行精21確核驗。其圖形見圖 5-1 。圖 6-1經(jīng)驗公式見 <<鍛壓設(shè)備理論與控制 >>4.4 節(jié)，李永堂等主編1) 支承軸直徑d 0(4.55)F g (mm)其中F g - 標(biāo)稱壓力 。所以有d 0(4.55)460.5996107mm取d 0100mm。2) 曲柄徑直徑d A (1.11.4)d 0 (1.1 1.4) 1001 1 01 4mm0取 d130mm。A3) 支承徑長度根據(jù)破碎腔的長度和經(jīng)驗公式取l630mm。04) 曲