顎式破碎機的設計——課程設計

1、 破碎機的設計 課程設計說明書 課題名稱： 破碎機的課程設計 組員姓名： 系（院）： 指導老師： 設計時間： 2013年12月27號 目 錄目 錄1摘 要2一 設計題目3二 原始數(shù)據(jù)和設計要求4三 方案設計及討論5四 設 計 步 驟 與 運 動 解 析10 摘 要 破碎機械是對固體物料施加機械力，克服物料的內聚力，使之碎裂成小塊物料的設備。 破碎機械所施加的機械力，可以是擠壓力、劈裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機械中大多是兩種或兩種以上機械力的綜合。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械；對于粘性和韌性的物

2、料，適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機械。 在礦山工程和建設上，破碎機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，使其粒度達到各道工序所要求的以便進一步加工操作。一 設計題目出石口被送出的破碎機機構。如圖1，設計一破碎機系統(tǒng)，該系統(tǒng)由原動部分（電動機帶動偏心輪的機構）、傳動部分（帶傳動和組合機構）和執(zhí)行部分組成。電機的驅動力矩有傳動部分給動顎板，使其作往復擺動。當動顎板向左擺向與機架固連的定顎板時，石塊即被軋碎，當動顎板向右擺離定顎板時，被軋碎的石塊即下落。完成一個工作循環(huán)。本題要求設計能是石頭按要求被壓碎

3、并順利從顎腔中落下 。 圖1二 原始數(shù)據(jù)和設計要求1、 動顎板壓石時擺動角速度為0.3rad/s,行程速比系數(shù)k=1.4。2、 動顎板重7000N，轉動慣量為35kgm²，主傳動構件重4000N，傳動慣量為20kgm²，其它構件的重量及轉動慣量忽略不計。3、 生產(chǎn)率為每小時2030噸。4、 破碎機總體尺寸為2000*1400*1200mm。5、 運轉不均勻系數(shù)&=0.1三 方案設計顎式破碎機在工礦企業(yè)中被廣泛應用，這是因為該機結構較簡單、機型齊全并已大型化。顎式破碎機主要作為一級（粗碎和中碎）破碎機械使用?，F(xiàn)有顎式破碎機按動顎的運動特征，分為簡單擺動型、復雜擺動型和

4、混合擺動型三種型式。方案一：簡單擺動型（簡擺型）顎式破碎機 如圖2所示為簡擺式破碎機的實物圖，顎式破碎機有定顎和動顎,定顎固定在機架的前壁上，動顎則懸掛在心軸上。當偏心軸旋轉時，帶動連桿作上下往復運動，從而使兩塊推力板亦隨之作往復運動。通過推力板的作用，推動懸掛在懸掛軸上的動顎作左右往復運動。當動顎擺向定顎時，落在顎腔的物料主要受到顎板的擠壓作用而粉碎。當動顎擺離定顎時，已被粉碎的物料在重力作用下，經(jīng)顎腔下部的出料口自由卸出。因而顎式破碎機的工作是間歇性的，粉碎和卸料過程在顎腔內交替進行。這種破碎機工作時，動顎上各點均以懸掛軸為中心，單純作圓弧擺動。由于運動軌跡比較簡單,故稱為簡單擺動型顎式破

5、碎機，簡稱簡擺型顎式破碎機. 圖2 此機構是曲柄搖桿機構，卻不是簡單四桿機構，而是六桿機構，分別由曲柄、連桿、推力板、搖桿，機架組成。當偏心軸1旋轉時，帶動連桿2作上下往復運動，從而使兩塊推力板3，4亦隨之作往復運動。通過推力板的作用，推動懸掛在懸掛軸上的動顎5作左右往復運動，從而壓碎石塊。我們畫出了這個機構的結構簡圖，見圖3 圖3方案二：復雜擺動型（復擺型）顎式破碎機 如圖四所示，動顎1直接懸掛在偏心軸2上，受到偏心軸的直接驅動。動顎的底部用一塊推力板 3 支撐在機架的后壁上。當偏心軸轉動時，動顎一方面對定顎作往復擺動，同時還順著定顎有很大程度的上下運動。動顎上每一點的運動軌跡并不一樣，頂部

6、的運動受到偏心軸的約束，運動軌跡接近于圓弧，在動顎的中間部分，運動軌跡為橢圓曲線，愈靠近下方橢圓愈偏長。由于這類破碎機工作時，動顎各點上的運動軌跡比較復雜，故稱為復雜擺動型顎式破碎機，簡稱復擺型顎式破碎機。 復擺型顎式破碎機的工作過程中，動顎頂部的水平擺幅約為下部的 1.5 倍，而垂直擺幅稍小于下部，就整個動顎而言，垂直擺幅為水平擺幅的 2-3 倍。由于動顎上部的水平擺幅大于下部，保證了顎腔上部的強烈粉碎作用，大塊物料在上部容易破碎，整個顎板破碎作用均勻，有利于生產(chǎn)能力的提高。同時，動顎向定顎靠攏，在擠壓物料過程中，頂部各點還順著定顎向下運動，又使物料能更好地夾持在顎腔內，并促使物料排除。我們

7、用CAD繪出的機構運動簡圖見 圖4 圖4方案三：其他型式的顎式破碎機 混合擺動型（混擺型）顎式破碎機 ： 為了克服簡擺型和復擺型顎式破碎機的缺點，曾試制過混擺型顎式破碎機，其工作原理見圖5。動顎與連桿共同安在偏心軸上，連桿頭裝在偏心軸的中部，而動顎的兩個軸殼則安裝于連桿頭的兩側。兩個推力板仍然是支承在動顎和連桿的下端及機架的后壁上。動顎各點的運動軌跡均為橢圓，其長軸向著卸料方向傾斜，促使物料前進，并將物料推向出料口，改善了卸料條件，提高了破碎機生產(chǎn)能力。同時動顎底部的水平擺幅與垂直擺幅之比為 1:0.8 ,這又比復擺型顎式破碎機合理，可使齒板的磨損降低。由于動顎與連桿都懸掛在偏心軸上，使偏心軸

8、及其軸承受力很大，工作條件惡劣，容易損壞。同時構造也比較復雜，雖然國內有關礦山機器廠曾制成混合擺動型破碎機，均因以上原因未推廣。 圖5方案比較：在眾多方案中，本文選擇圖三所示簡單擺動型（簡擺型）顎式破碎機。該方案有以下優(yōu)點：簡單擺動顎式破碎機（1）構造簡單、牢固、工作安全可靠；（2）操作維護方便；安裝高度低，處理物料范圍廣，可處理料塊達1m以上的物料；（3）破碎力沒有直接作用到偏心軸上，因而對偏心軸及其軸承的工作有利，所以可以制成大型的。四 設計步驟與運動解析 動顎板的尺寸確定：如圖6，為偏心輪的幾何中心，C為偏心輪的轉動中心，DO為連桿，BO、AO為推力板，為動顎。我們在分析桿件的時候，為了

9、方便計算與分析選取了桿件的特殊位置，對機構的運動作出了如下的分析：圖六所示，當曲柄擺動到最高點時，連桿OD與曲柄CO1重合，動顎板轉動到最左端，A、O、B三點在同一條直線上，AO桿與BO桿在一條直線上，此時為機構的一個極限位置，動顎板達到最左端的一刻，下一刻將會反向回程轉動。所以這一刻的動顎板速度趨向0，則板上的力趨向于，可以有很大力來壓碎石頭?；爻毯?，當曲柄擺動到最低端的時候，連桿OD依舊和曲柄CO1在一條直線上但不再重合，這時機構的動顎板將達到最右端，是另一個極限位置，完成了一次壓石過程，如圖7，下一時刻動顎板將會向左轉動。要求已知行程速比系數(shù)K=1.4。所以分析得到，如圖8， OAB即為

10、即位夾角 ： =180°·（K-1)/(K+1) = 30° 推力板AO桿長可能與BO桿長相等，如圖8，就是說，假定兩推力板長度相等。在直角三角形AOO與直角三角形BOO全等，所以AO=BO又因為機架要求總體規(guī)格長為2000以內，則令 AO=BO=700。偏心距e在圖中用CO表示，所以當曲柄由最頂端運動到最低端，D點在豎直方向移動的位移等于 OO長， 即OO=2·e。 在直角三角形AOO4由正弦定理可得： OO=AO·sinOAB， 所以e=175. 如圖6，由理論力學可以知道桿AO2的轉動慣量公式: J=1/3··

11、8;因為動顎板轉動慣量為35kgm²,重7000N，可以得到動顎板 AO =387。 連桿長度（L2）與偏心輪半徑（R）的確定： L+R+2e=1200 由圓盤的轉動慣量公式J=1/2··R²得到， J=1/2·m·R² 且知道，主動構件為曲柄CO1，令偏心輪半徑為R,轉動慣量為20kg.m²，重4000N， 由已知條件及公式得到：R=316，L=534。 引用運轉不均勻系數(shù)公式： &=（W-W）/W W1為最大角速度，W為最小角速度，W是平均角速度，且 W=（W+W）/2。已知動顎板壓石的角速度W=0.3

12、rad/s，求得最小角速度 W=0.27rad/s.則，平均角速度 W=（0.27+0.3）/2=0.285rad/s.分析機構簡：如圖9所示A點速度可以分解在桿的垂直方向Va和沿著桿的方向Vb 。 Va = W·AO=0.11m/s. 由理論力學的知識可以知道，利用基點法，根據(jù)速度分析得知d、c且其合速度與e的夾角為， sin=e/L，=19.2°由實際生產(chǎn)經(jīng)驗可以知道動顎板嚙角為23°，所以有 Vc·cos=Va·cos23°所以， Vc=0.107m/s由正切公式Vc/Vd=tan，得到 Vd=0.31m/s Ve=Vd=0.31m/s偏心輪上任一點的V=W·e,所以偏心輪的轉動角速度為： W=1.78rad/s所以轉換成轉速n n=17r/min綜上所述，我們已經(jīng)