PE600900復擺顎式破碎機的設計

1、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）PE-600900復擺顎式破碎機的設計摘 要顎式破碎機經(jīng)過100多年的實踐和不斷地改進，其結構已日臻完善。它具有結構簡單、制造容易、維修方便等特點。所以，至今仍然是粗碎和中碎作業(yè)中最重要和使用最廣泛的一種破碎機械。本文主要是對PE600900復擺式顎式破碎機設計計算。在工作過程中，動顎板靠近固定顎時，位于兩顎板間的礦石受壓碎、劈裂和彎曲作用而破碎。當動顎板離開固定顎板時，已破碎的礦石在重力作用下，經(jīng)排礦口排出，所以物料間的破碎是在兩塊板之間進行的。復擺式顎式破碎機主要有機架、偏心軸、動鄂、動鄂襯板、定額襯板等部件，包括調(diào)整裝置、安全保護裝置和密封防塵裝置。本論文主要

2、研究復擺顎式破碎機的運動分析、結構參數(shù)、性能參數(shù)、電動機的選擇、偏心軸的設計校核、V帶的計算、傳動方案的比較確定、偏心軸的優(yōu)化改進措施、調(diào)整裝置和安全保護裝置。關鍵詞：復擺式顎式破碎機；傳動；功率消耗2The Design Of PE-600900 Jaw CrusherABSTRACTThe jaw crusher after 100 years of practice and improvement, its structure has been perfected. It has the advantages of simple structure, easy manufacture,

3、convenient maintenance and so on. So, it is still the most important and one of the most widely used crusher crushed and broken operations. This paper is mainly crusher design calculation of pe600 * 900 type of compound pendulum jaw. During operation, the movable jaw plate close to fixed jaw, jaw pl

4、ate in two Calculation of motion analysis. Under the action of gravity ore in ore crushing, splitting and bending and crushing. When the movable jaw plate leaves the fixed jaw plate, has been broken, the discharging mouth, so the material is broken in two pieces of board between compound pendulum ja

5、w crusher machine main frame, eccentric shaft, the movable jaw and the movable jaw lining board, the fixed lining board and other components, including adjusting device, safety protection device and a sealing proof device. This paper mainly studies the compound pendulum jaw crusher, the structure pa

6、rameters and performance parameters of the motor, the eccentric shaft design and check, V belt transmission scheme is determined, and the eccentric shaft of the optimization and improvement measures, adjusting device and safety protection device.KEY WORDS: Compound pendulum jaw crusher; transmission

7、; power consumption目錄前言1第1章 顎式破碎機的意義和現(xiàn)狀發(fā)展21.1 顎式破碎機破碎物料的意義21.2 顎式破碎機的應用21.3 顎式破碎機破碎物料的意義21.3.1 顎式破碎機現(xiàn)狀21.3.2顎式破碎機的發(fā)展3第2章 顎式破碎機類型和工作原理42.1 顎式破碎機的類型42.2 復擺型（復雜擺動型）顎式破碎機工作原理62.3 復擺顎式破碎機的優(yōu)缺點7第3章 主要零部件和基本數(shù)據(jù)83.1 傳動件83.2 機架83.3 動顎83.4 動顎襯板和定顎襯板83.5 偏心軸與其轉(zhuǎn)速N83.6 飛輪9第4章 PE600900 型顎式破碎機結構參數(shù)設計114.1 行程特性值114.2

8、嚙角114.3 動顎的水平行程114.4 偏心距 e124.5 動顎軸承中心距給礦口平面的高度h124.6 偏心距e對連桿長度的比值134.7 推力板長度K134.8 連桿長度134.9 懸掛高度13第5章 PE600900 型顎式破碎機的主要性能參數(shù)計算145.1 破碎力計算145.2 最大破碎力165.3 主軸轉(zhuǎn)速165.4 電動機功率175.5 電動機的選擇175.6 生產(chǎn)能力185.7 軸功率19第6章 偏心軸的結構設計及尺寸確定206.1 偏心軸的結構設計206.2 偏心軸細部結構216.3 偏心軸的校核21第7章 V帶及帶輪的設計257.1確定計算功率257.2 帶輪的結構設計27

9、7.3 方案的比較和選擇277.4 飛輪的設計27第8章 優(yōu)化改進措施和調(diào)整裝298.1 采用外錐套代替平鍵聯(lián)接298.2 偏心軸的改進298.2.1 改進前的狀況298.2.2 修復及改進措施308.2.3 改進效果308.3 調(diào)整裝置308.4 過載保護裝置308.5 密封防塵裝置31結論32謝 辭33參考文獻34前言從第一顎式破碎機的問世，顎式破碎機已經(jīng)有140年的歷史，在改善的過程中，其結構和性能進行了改進。因為顎式破碎機結構單一、工作性能可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)被普遍利用。由于破碎物料的需求不斷增加，而能源越來越短缺，因此對破碎作業(yè)的改善越來

10、越迫切，需要研究高效破碎設備和改進現(xiàn)有破碎設備，以現(xiàn)代設計方法的顎式破碎機進行研究和開發(fā)，提高顎式破碎機的性能和產(chǎn)量，提高設計效率和質(zhì)量，降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。為了改良顎式破碎機整體性能和提高工作效率，國內(nèi)外研制了各類型號顎式破碎機。復擺顎式破碎機主要是由動顎襯板和固定襯板組成。動顎襯板做往復運動的固定襯板的相對運動，周期接近和分離，動顎襯板和固定襯板之間的物料時，分裂和彎曲和破碎。復擺顎式破碎機重量輕，主要包括：結構簡單，連接桿，支架，軸和一對軸承，并與單擺顎式破碎機生產(chǎn)效率高的機器的規(guī)格。復擺顎式破碎機主要適用于破碎中硬度物料，多用于中、細碎，破碎比可達。隨著科學技術機械工業(yè)的提高，

11、復擺顎式破碎機傾向大型化方向發(fā)展。顎式破碎機的粉碎工作在動顎襯板和定額版之間進行，裝配在機架上的一塊顎板稱為定顎板，固定在往復運動動顎 上的另一塊襯板稱為動顎板，顎板表面一般加工成齒形。動顎板、定顎板以及側(cè)襯板構成了一個破碎腔，所以顎式破碎機的迸料口和排料口都是長方形。破碎機的命名規(guī)范用進料口寬度長度（BL）。我國研制的復擺顎式粉碎機規(guī)范機型中，用漢語拼音字頭P(破)，E(顎)和BL(mm)來表示其規(guī)格。例如，進口600mm900mm復擺顎式破碎機，本論文由PE600900表示。第1章 顎式破碎機的意義和現(xiàn)狀發(fā)展1.1 顎式破碎機破碎物料的意義(1) 增加物料的比表面積。物料粉碎之后，比表面積

12、會增加，提高了物料物理作用的效果和化學反應的速率。例如，幾個不同的固體材料的混合物，如果對象是破碎的和更細，混合均勻度較高。(2)可以制備為工業(yè)所用的物料。經(jīng)過破碎、篩分物料量大，能滿足材料不同粒度的要求，該材料可用于土木工程施工，可以配制混凝土，他們在民間，已被廣泛應用于水利工業(yè)。(3)使物料中的有用礦物分離。物料分為單金屬礦，以及多金屬礦，原礦多為一些品質(zhì)很低的物料，將原礦破碎篩分后，可以將有用金屬、脈石和有害雜質(zhì)分離開來，除去有害雜質(zhì)從而得到高品質(zhì)的精礦。(4)為原料的粉碎。磨礦過程需要小于1.5mm的材料，由材料的斷裂提供。1.2 顎式破碎機的應用 顎式破碎機是廣泛應用于建材工業(yè)、冶金

13、、煤炭、化工等工礦企業(yè)，該機主要用于各種材料的硬度高于7級。顎式破碎機材料硫鐵礦石、石灰石、重晶石和青金石。使用的顎式破碎機的生產(chǎn)過程，應事先設定控制進給速度裝置，預篩選和檢查篩選，將原料粉碎后粒度均勻，破碎率顯著降低，提高產(chǎn)品質(zhì)量。按最大給料粒度選擇型破碎機。生產(chǎn)小于550噸/小時，傾向于選擇顎式破碎機；應用于中、細碎，且在生產(chǎn)量較小時選用顎式破碎機。1.3 顎式破碎機破碎物料的意義 1.3.1 顎式破碎機現(xiàn)狀自從1985年美國人發(fā)明了簡擺顎式破碎機以來，一直在廣泛使用；另一方面顎式破碎機結構在不斷的完善，參數(shù)在不斷優(yōu)化，性能在不斷提高。20世紀70年代末以來，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家先后推出許多新型

14、、高效、節(jié)能式顎式破碎機，其特點采用新技術、采用新的結構方式、采用新的腔形和材質(zhì)。我國在顎式破碎機研制上取得了較為豐碩的成果，在一定程度上推動了破碎機行業(yè)的發(fā)展。1.3.2顎式破碎機的發(fā)展動顎最好的運動特征是保證顎式破碎機最佳機能的基本因素。借助機構優(yōu)化設計可以得到這類特性。所以有，顎式破碎機部分優(yōu)化設計是保證破碎機有最好的機能的根本方法。動顎破碎機重量比擬大的零件，并且結構繁雜。合理動顎結構設計應以動顎受力為根本依據(jù)，在強度和剛度要求都滿足的前提下，盡可能優(yōu)化結構，減小動顎重量。加強筋布置的位置，應滿足設計要求的應力下的改進?，F(xiàn)有機型的顎式破碎機的加強筋厚度從上到下相同的厚度。在應力狀態(tài)，減

15、輕體重可以采用變厚度鋼筋。這是加強筋厚度的頭應盡可能小，越往下越厚。此外，機架，動顎可以通過有限元，研究框架，動態(tài)有限元優(yōu)化設計結構，框架，對光照條件下，動顎，和高水平的可靠性。綜合破碎機發(fā)展現(xiàn)狀和破碎理念的反發(fā)展趨勢，破碎機應向大型化、輕型、綠色環(huán)保、機電一體化、標準化系列化、精加工高材質(zhì)化、高效節(jié)能化發(fā)展，逐步提高國內(nèi)破碎機產(chǎn)品質(zhì)量達到世界一流水平。第2章 顎式破碎機類型和工作原理2.1 顎式破碎機的類型顎式破碎機是廣泛應用于礦山，這是因為該機結構簡單，完整的和大規(guī)模的模型。顎式破碎機主要是用來作為粗碎破碎機應用。現(xiàn)有顎式破碎機按動顎的運動特征，分為簡單擺動型、復雜擺動型和混合擺動型三種型

16、式，如圖2-1（a）、（b）、（c）所示。(a)簡單擺動型 (b)復雜擺動型 (c)混合擺動型1定顎；2動顎；3推力板；4連桿；5偏心軸；6懸掛軸圖2-1 顎式破碎機的主要類型圖2-2 顎式破碎機機構簡圖顎式破碎機是曲柄搖桿機構，機構圖如圖2-2所示。圖2-3中AB是曲柄表示顎式破碎機破碎機偏心軸，BD連桿表示破碎機動顎，CD搖桿是圖2-3 復擺細碎顎式破碎機機構運動簡圖破碎機肘板，EF表示定顎。提高曲柄AB長度，移動每個點的顎值橫將增加，提高破碎機的生產(chǎn)能力，而且會增加破碎機功能的損失，增加破碎腔的應力狀態(tài)。一個關于E高度降低，從而降低懸架高度h，提高各點的動態(tài)橫在較低的顎式破碎機，破碎機降

17、低高度，重量，減少出行特征的各點的動態(tài)系數(shù)，從而大大提高破碎機整機工作性能。傳動角的大小對破碎機性能有很大的影響，增大傳動角關于改善破碎機受力很有利，提高了物料破碎力，但同時也減小了動顎下端水平行程大小。增大垂直行程，從而加大動顎襯板磨損，減小襯板壽命。簡擺式顎式破碎機，顎式破碎機的上、下橫分布合理，并具有垂直行程較大，所以有利于破碎腔的落料，使生產(chǎn)能力高于簡擺式顎式破碎機。但也因為它的垂直行程過大，使固定顎板，動顎襯板磨損是非常嚴重的，嚴重的低顎式破碎機的使用壽命，兩個彈道性能基本形式的顎式破碎機顯示在表2-l中，S代表破碎機排料口水平行程。所以本文顎式破碎機是基于PE600900型復擺式顎

18、式破碎機。表2-1兩種基本形式破碎機動顎軌跡性能比較簡擺式顎式破碎機復擺顎式破碎機進料口垂直行程0.15s2.5s水平行程0.5s1.5s特性值0.31.67排料口垂直行程0.3s3s水平行程1s1s特性值0.332.2 復擺型（復雜擺動型）顎式破碎機工作原理如圖2-1所示，動顎2直接懸掛在偏心軸5上，遭到偏心軸的直接啟動。用止推板3動顎底部支撐在機架的后壁。當偏心軸轉(zhuǎn)動時，直接帶動了活動顎，活動顎上部的運動軌跡近似為圓形，底部因受推力板的約束，運動軌跡為圓弧形，中部為橢圓形。因為這種破碎機工作時，動顎各點上的活動軌跡比較繁雜，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

19、動顎上部水平行程為下部的1.5倍，適合上部壓碎大塊礦石。他的垂直位移上部為2.5s、下部為3s。在破碎腔中礦石除受到顎板的積壓和彎曲作用外，還有研磨揉搓作用，其破碎比可達到10。圖2-4 復擺顎式破碎機動顎各點軌跡圖2.3 復擺顎式破碎機的優(yōu)缺點（1） 復擺型顎式破碎機功率損耗勻稱。（2） 動顎的筆直途程相對較大，這對于排料、特別是排出粘性及潮濕物料有益。（3） 和簡擺顎式破碎機，結構簡單，緊湊，生產(chǎn)能力高。（4） 由于動顎垂直行程較大，物料不僅受到擠壓作用，還受到部分的磨削作用，加劇了物料過粉碎現(xiàn)象，增加了能量消耗，產(chǎn)生粉塵較大，顎板比較容易磨損。（5） 復擺式顎式破碎機在破碎物料時，動顎受

20、到的巨大擠壓力，直接作用到偏心軸上。目前這類破碎機都制成中、小型的。（6）復擺顎式破碎機可以加速出料速度，提高生產(chǎn)能力。6洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）第3章 主要零部件和基本數(shù)據(jù)3.1 傳動件一般是Y系列電動機作為原動機，傳動件為V型帶傳動，裝有小帶輪，小帶輪用圓頭平鍵與電機主軸相連。電機與底座用螺栓銜接，底座開出槽用來調(diào)節(jié)電機皮帶的緊。3.2 機架主要用來支撐側(cè)襯板、偏心軸、動顎襯板和定顎襯板，并且承受工作粉碎中破碎力。普通鑄鋼（如ZG35）整體鑄造，構件組裝，也可用厚鋼板焊接。本文中討論的是，小型顎式破碎機的框架，以方便處理，采用鋼板焊接成。為了增加剛性、強度，增加了加強筋。3.3 動顎動

21、顎一般用ZG45或者ZG35鑄成，上部由偏心軸支撐，軸承用雙列滾動軸承，下部由推力板支撐。動顎工作表面裝配帶齒的破碎板，用螺釘緊固,要注意防松。為了減輕重量，增大剛性，有時動顎做成箱形體，動顎的最底部，用鉤頭拉桿鉤住。動顎的安裝傾斜角通常為。3.4 動顎襯板和定顎襯板顎式破碎機的破碎襯板包括了定顎板、動顎板及兩側(cè)壁的邊護板。在實際生產(chǎn)中破碎機破碎物料主要工作是由動顎及定顎上的破碎襯板來完成的，破碎襯板的齒面是與破碎物料直接接觸的，在破碎工作中承受了很大的沖擊擠壓力這就造成了襯板極易磨損甚至壞掉，成了破碎機上的易損件。3.5 偏心軸與其轉(zhuǎn)速N支撐動額、飛輪和大帶輪,承受彎曲、扭轉(zhuǎn),起曲柄作用。偏

22、心距一般為1035mm，是顎式破碎機最重要的零件，常用42MnMov、30MnMoB、34MnMo等高強度優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造加工而成，小型的也用45鋼。一般需經(jīng)調(diào)質(zhì)等處理。本顎式破碎機把偏心軸分成直軸和偏心軸套，偏心軸套質(zhì)同樣用45鋼，需要進行調(diào)質(zhì)處理。顎式破碎機的主軸轉(zhuǎn)速即指偏心軸的轉(zhuǎn)速n，偏心軸每轉(zhuǎn)動一圈動顎便往復擺動一次。3.6 飛輪安裝飛輪的目的是儲存能量，由于顎式破碎機的工作是間歇性的，工作沖程與回程消耗的功差別很大，從而引起負載與速度的波動。為將負載、速度的波動控制在一定工作范圍內(nèi)，顎式破碎機由于一端裝有大帶輪，故只需在另一端裝飛輪,使動能增加。顎式破碎機主要由定顎、動顎和推力板等零部

23、件組成，其結構如圖2-4所示。由破碎與篩分機械設計選用手冊可知PE600900 型復擺顎式破碎機的技術參數(shù)要求如表3-1所列，PE600900 型顎式破碎機安裝尺寸如表3-2所列。7表3-1 PE600900 型復擺顎式破碎機的技術參數(shù)進料口尺寸（寬長）/mm600900最大進料粒度/mm500排料口調(diào)節(jié)范圍/mm65160處理能力/（t/h）70120250電動機功率/kW5575表3-2 PE600900 型顎式破碎機安裝尺寸/mmA1840B1400C960D1540E()1515F2305G1590H390I15059 第4章 PE600900 型顎式破碎機結構參數(shù)設計4.1 行程特性

24、值行程特性值是指動顎齒面上各點的垂直行程h與水平行程S之比，公式為m=h/S。m值越大，破碎顎板對物料的破碎篩分效果越好，動、定顎襯板的磨損越快。復擺顎式破碎機的固有特性是m值大，因此，可以采用減小動顎懸掛高度h的方法來改善它的行程特性。當機器作細碎用，行程特性值可適當取m=2.12.5。4.2 嚙角圖4-1 顎式破碎機的嚙角示意圖顎式破碎機動顎襯板與定顎襯板間的夾角稱為嚙角。顎式破碎機正常工作時，物料在破碎腔內(nèi)不被擠壓出機器外面，在x、y方向的分力之和應該分別等于零，其計算公式為： （4-1）式中：f是物料與動顎齒板間的摩擦系數(shù)，f=0.28。代入式（4-1）計算得=3117。在實際生產(chǎn)過程

25、中，嚙角一般只取其理論計算值的65%，即=0.65=2020，因此在本設計中取破碎角21。4.3 動顎的水平行程動顎擺動行程是破碎機非常重要的結構參數(shù)。動顎的水平行程對生產(chǎn)效率的影響也很大，如果水平行程較小，就會導致生產(chǎn)效率的下降，但是排料口的水平行程過大，將產(chǎn)生排料口物料聚集現(xiàn)象，從而使破碎力的數(shù)值迅速增大，導致破碎機過載，使過載保護部件損壞。目前，常用下端水平行程的計算公式有： （4-2）下端點許用水平行程： （4-3）式中：-最小排料口尺寸（mm），=65mmB-進料口尺寸（mm），B=600mm由（4-2）式：（4-3）式：實際上，動顎行程大都是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的，通常對于大型顎式破碎

26、機，S=2545mm；而中小型顎式破碎機，S=1220mm。在此，參照顎式破碎機現(xiàn)有的設計經(jīng)驗，初取則合理。4.4 偏心距 e顎式破碎機的偏心距e對生產(chǎn)效率和機器的性能參數(shù)等都有很大的影響。使e增大可增加動顎的水平行程，改善了復擺機的行程特性，但是會導致顎式破碎機的功率增大,不符合節(jié)能要求。在傳統(tǒng)的顎式破碎機設計計算過程中，可以根據(jù)動顎行程和畫機構圖來確定偏心距的大??；也可以用分析法來確定；對一般常用的顎式破碎機，還可以采用經(jīng)驗公式來確定。e=/2.2mm （4-4）將=24mm代入（4-4），計算得出e=11mm。4.5 動顎軸承中心距給礦口平面的高度h為了保證破碎腔上部產(chǎn)生足夠大的破碎力破

27、碎體積大的物料，在給料口，動顎必須具備一定的擺動行程。動顎的軸承中心距給礦口平面的高度：復擺式顎式破碎機為hL。L為動顎的長度。4.6 偏心距e對連桿長度的比值在曲柄搖桿機構中，曲柄等速回轉(zhuǎn)，但是搖桿來回擺動的速度不同，具有急回特性。連桿越短，即越大，這種現(xiàn)象就越顯著。曲柄即偏心軸的轉(zhuǎn)速是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時間確定。因此，連桿的長度不可以過短。通常，對于中、小型顎式破碎機： （4-5） （4-6）由于e=11mm則715935mm，同時得出L=7941100mm。式中，L為動顎長度。4.7 推力板長度K動顎的擺動行程S和偏心距e確定后，在選擇推力板長度時，對于復擺式顎式破碎機，當曲柄

28、偏心位置最高時，兩個推力板的內(nèi)端點會低于兩個外端點的連線。推力板與連桿之間的夾角角近于，后推力板在角度為之間運動。推力板長度與偏心距e的關系為： （4-7） （4-8）式中，為推力板長度的最小、最大值，mm；e偏心距，mm。4.8 連桿長度連桿長度指的是動顎軸承中心到動顎肘板襯墊對稱中心之間的距離，當改變連桿長度時，實際上改變了動顎下端點在連桿上的位置，進而改變了肘板固定支承點在機架上的相對位置。4.9 懸掛高度懸掛高度h指的是曲柄固定支座到定顎板上水平面之間的垂直高度，其決定了動顎上端點在連桿上的位置，動顎上端點相對于連桿上的動顎軸承中心越高，其水平行程值便越大，特性值越小。12第5章 PE

29、600900 型顎式破碎機的主要性能參數(shù)計算5.1 破碎力計算以立方體和球體兩種典型物料形狀為依據(jù)，并考慮大尺寸進料快粒是逐漸階段破碎成品而卸出，求出總的破碎力，破碎力的大小取決于顎板凸齒作用點施加的（物料應力）和物料抗壓強度。實際破碎作業(yè)中，成品多位立方體，故破碎力計算多以立方體物料為依據(jù)，因入料尺寸相同時，立方體破碎力球體變大，還可保證機械工作的可靠性。下面以立方體物料分析。（1）第一階段破碎，圖5-1表示作用在立方上的力圖5-1 破碎力作用于物料示意圖立方體由于齒棱作用，受力面產(chǎn)生拉應力，支撐面產(chǎn)生壓應力，這些力在斷裂面上引起的應力為非標準機械設備設計P580：故得 （5-1）式中：-第

30、一階段使物料碎裂的破碎力（N）；-物料的抗劈強度（約等于抗拉強度N/cm2）；-立方體物料邊長（cm）；-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,并改變方向進行再破碎,第二階段的破碎力是: （5-2)(3)第三階段破碎.物料進行第二階段破碎以后,成為4塊體進行再破碎.第三階段的破碎 （5-3)假設所破物料的抗劈強度是=500N/cm2 。而顎板齒棱距Z=200mm；W=500mm,則第一階段破碎力 （5-4)此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設棱角為90,則側(cè)向力為631KN。 （5-5) (5-6)邊長500mm立方體，至少和動顎的一個齒棱相

31、接觸，因而此時破碎力為893KN。在特殊情況下，也可能同時與3個齒棱接觸，此時破碎力為2679KN。取平均值1786KN。經(jīng)過多次沖擊以后，新的立方體才能最后形成。原始進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 (5-7)這兩個破碎力的作用點取決于物料粒度與相應出料口寬度?？偲扑橐部赡苡衅渌慕M合方式.5.2 最大破碎力計算最大破碎力有兩種方法：一種是根據(jù)破碎機的功率、結構特點進行計算，經(jīng)過理論推導出來的理論公式；另一種方法是根據(jù)試驗和實際應用數(shù)據(jù)確定的破碎力經(jīng)驗計算公式。破碎力與很多影響因素有關，致使在實際計算中使用理論公式計算的破碎力與實際測得數(shù)值相差比較大，所

32、以多采用第二種試驗分析方法來計算破碎力。最大破碎力的經(jīng)驗公式為： (5-8)式中：為物料的抗壓強度，M；H為破碎腔的有效高度，mm；K為物料充填系數(shù)，K=0.240.30。取320MPa，此型號破碎機H=（2.252.5）B，H=13501500mm，取H=1430mm，B=600mm，K=0.3，將以上數(shù)據(jù)代入式(5-9)，得出=4118KN。5.3 主軸轉(zhuǎn)速顎式破碎機是帶動偏心軸，偏心軸的速度是顎式破碎機的主要性能參數(shù)，偏心軸旋轉(zhuǎn)一圈，動顎與偏心軸來回擺動一次，所以，偏心軸每分鐘的轉(zhuǎn)速即為動顎每分鐘的擺動次數(shù)，轉(zhuǎn)速這一主要參數(shù)直接影響破碎機的生產(chǎn)率、比功耗和過粉碎產(chǎn)品的含量等。破碎機的轉(zhuǎn)速

33、通過理論公式來計算： (5-9)將=2020；動顎水平行程，=2.4cm。代入公式，算出偏心軸轉(zhuǎn)速n=26r/min。再由理論公式倒推出鉗角，則合理。5.4 電動機功率電動機的功率要根據(jù)動顎的運轉(zhuǎn)和工作條件來確定，復擺顎式破碎機所需電動機的功率與破碎機的型號、嚙角、動顎的水平行程、偏心軸的轉(zhuǎn)速、偏心距、物料特性和動顎齒板的表面形狀等因素有關，這些參數(shù)會直接影響破碎機的功率消耗，使破碎機計算類型現(xiàn)在大多屬于經(jīng)驗公式，是應用最廣泛的維亞德公式，即P=0.114L (5-10)式中：L為進料口長度，L=900mm；為最大給料粒度，=500mm。將以上數(shù)據(jù)代入式，計算得出P=51.3kW。5.5 電動

34、機的選擇參考顎式破碎機的產(chǎn)品參數(shù)表，電動機的功率為51.6KW，所以電機75千瓦的功率選擇能滿足計算的要求。正常V帶傳動的傳動比i=25。所以，電動機的轉(zhuǎn)數(shù)： (5-12)查機械設計手冊選擇Y系列封閉式三相異步電動機。在設計中優(yōu)先選用的同步轉(zhuǎn)速為600r/min。由機械設計手冊查得電動機的型號：Y315M8電機型號其主要參數(shù)如下表5-1。表5-1 電動機的主要參數(shù)電動機型號額定功率（kW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩效率（%）Y315M-8757406.61.8935.6 生產(chǎn)能力破碎機的生產(chǎn)能力與被破碎物料的性質(zhì)（物料強度、硬度、喂料粒度組成等）、破碎機的性能和

35、操作條件（供料情況和出料口大?。┑纫蛩赜嘘P。目前還沒有把所有這些因素包括進去的理論計算方法，尚采用實際資料和經(jīng)驗公式。719顎式破碎機的生產(chǎn)能力可按下式計算：表5-3 進料粒度修正系數(shù)0.860.700.600.500.400.301.01.041.071.111.161.23表5-2 物料易碎系數(shù)物料硬度抗壓強度/M Pa普氏硬度高硬物料160-20016-200.9-0.95中硬物料80-1608-161低硬物料8081.1-1.2注：進料最大粒度，mm；B進料口寬度，mm。顎式破碎機規(guī)格250400400600600900900120012001500150021000.40.650.9

36、5-1.01.25-1.31.92.7表5-4 單位排料口寬度的生產(chǎn)能力 (5-13) (5-14)式中Q顎式破碎機生產(chǎn)能力t/h；物料易碎性系數(shù)，見表5-2，=0.93；物料松散密度修正系數(shù)；物料松散密度t/，1.6t/；進料粒度修正系數(shù)，見表5-3，=1.0；q顎式破碎機單位排料口寬度的生產(chǎn)能力q=0.97t/（mm），見表5-4；b破碎機排料口寬度b=110mm。計算得出Q=99.23t/h。5.7 軸功率 (5-15)式中破碎機的軸功率Kw；A進料口的長度mm；B進料口的寬度mm；與進料口有關的系數(shù)，見表5-5，=0.013。計算得出=7020kW。表5-5 進料口有關的系數(shù)破碎機規(guī)格

37、90012000.0170.0140.0120.010.008顎式破碎機功率計算方法較多，有以物料彈性變形功為基礎來計算功率、按破碎機受力來計算功率和計算功率的經(jīng)驗公式，本文按最簡單的經(jīng)驗公式來校驗選用的顎式破碎機功率是否合適。31第6章 偏心軸的結構設計及尺寸確定由于顎式破碎機偏心軸受力沖擊載荷大，所以必須考慮偏心軸的結構，保證具有良好的性能。在設計中考慮到軸承在軸上的受力、轉(zhuǎn)動。為了使軸承定位可靠、拆裝方便，采用了減少應力集中和提高疲勞強度的結構措施，偏心軸與飛槽輪之間的聯(lián)接采用脹套聯(lián)接，避免了主軸因開鍵槽而引起的應力集中和強度降低，提高機器的整體質(zhì)量。選取軸的材料為40CrNi，進行調(diào)質(zhì)

38、處理。首先通過求作用在動顎上的最大破碎力，根據(jù)最大破碎力及動顎受力圖，算出在動顎上的各支承力，從而求出偏心軸的合力。然后對偏心軸進行強度計算，根據(jù)偏心軸的受力圖，計算出偏心軸的零件圖。根據(jù)工作條件，初選軸的材料為40CrNi，進行調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度法進行最小直徑估算，即，初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當該軸段截面上有一個鍵槽時，增大5%7%，兩個鍵槽時，增大10%15%。值由所引教材表15-3確定，取。 (6-1)因最小直徑處安裝大帶輪，設有一個鍵槽，則：，取為整數(shù)：。因破碎機工作時沖擊載荷比較大，又有強烈的震動，應適當增大偏心軸的直徑，故取。6 1 偏心軸

39、的結構設計（1）各軸段直徑的確定：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，。：帶輪另一側(cè)采用套筒進行軸向定位，套筒另一側(cè)則采用軸肩定位，并且此處軸段設計成帶有螺紋的，可以安裝圓螺母對錐形套進行可靠定位，故初選。：錐套處軸段，此處設計成錐形，根據(jù)錐套和軸承的定位要求，此處選擇錐度為。：此處軸段是和錐形軸伸配合的，是安裝套筒的，可以通過錐形軸得出尺寸，此處選擇雙列圓柱滾子軸承：型號NN4944-W33，內(nèi)徑200mm，外徑280mm，厚度80mm。：滾動軸承處軸段，由滾動軸承確定。選擇雙列圓錐滾子軸承：型號352948，內(nèi)徑240mm，外徑320mm，厚度116mm。：安裝動顎板處軸段，此處設計直徑。（2

40、）各軸段長度的確定：由大帶輪輪轂寬度，以及套筒可以確定。:為軸肩，定位作用，可以初步設計。（退刀槽的長度）：通過查表可得圓錐形軸伸長度。：此處軸段通過安裝套筒和軸承端蓋對軸承進行軸向定位和維護，此處套筒選取長度為40mm，則由此可得。：安裝軸承端蓋和軸承處軸，可以根據(jù)軸承的規(guī)格得出。：此處軸段是安裝動顎板的可以通過動顎板尺寸得出。6 2 偏心軸細部結構由表查得大帶輪輪轂與軸的配合選為/；滾動軸承與軸的配合采用過渡配合，此軸段的直徑公差選為；各軸肩處的過渡圓角半徑和各軸段表面粗糙度見圖紙。116 3 偏心軸的校核在破碎工作時，破碎力通過動顎軸承傳到偏心軸上，由于該破碎力很大軸上其它零件傳遞的載荷

41、相對來說就顯得微不足道了，所以計算時可把這些載荷忽略不計，而只考慮破碎力的作用，破碎力平均分布在動顎的兩個軸承上。(1)軸的力學模型的建立軸上力的作用點位置和支點跨距的確定軸承對軸的作用點按簡化原則則應在軸承寬度的中點，因此可決定偏心軸上動顎兩軸承的位置。經(jīng)計算可得動顎處兩軸承之間的距離，軸承離支點的距離。繪制軸的力學模型根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制的軸力學模型圖見圖6-3（a）。(2)計算軸上的作用力破碎力平均分布在兩個動顎軸承上，分別用、來表示；機架軸承要當于兩個支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別用，來表示。 (6-2)(3)繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖由軸的力學模型圖可知偏心軸在水平的方向不受力

42、，故不產(chǎn)生水平面的彎矩，因而偏心軸只產(chǎn)生垂直面上的彎矩,如圖6-3（b）：C、D處的彎矩相等，即 （6-3)轉(zhuǎn)矩圖,見圖6-3（c）。圖6-2 偏心軸(4)當量彎矩圖，參看圖6-3（d）。因為是單向回轉(zhuǎn)圖，所以扭轉(zhuǎn)切應力視為脈動循環(huán)變應力，折算系數(shù)。 (6-4) (6-5)（5）校核軸的強度進行校核時，通常只校核偏心軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即動顎軸承處C、D)的強度。 (6-6)根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由所引教材表15-1查得。因，故強度足夠(a) 力學模型圖(b)(b）彎矩圖(b）(b）彎矩圖(c）轉(zhuǎn)矩圖(d）當量彎矩圖圖6-3 軸的力學模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖第7章 V帶及帶輪

43、的設計7.1確定計算功率（1）根據(jù)功率是根據(jù)傳遞的功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定的。即8 (7-1）式中：計算功率，單位為KW；傳遞的功率（例如電動機的額定功率），單位為KW；工作情況系數(shù)，見表8-6由表查得工作情況系數(shù)，故 (7-2）（2）選取窄V帶帶型根據(jù)由普通V帶選型圖確定選用SPC型。（3）確定帶輪基準直徑由表9.2-37和表9.2-38取主動輪基準直徑。從動輪基準直徑: (7-3）根據(jù)已知條件，取。8按要求驗算帶的速度， (7-4）帶的速度合適。（4）確定窄V的基準長度和傳動中心矩根據(jù)式,有初步確定。計算所需帶的基準長度 (7-5）由表查得，選帶的基準長

44、度。計算實際中心矩(7-6）4.驗算主動輪上的包角可得 (7-7）主動輪上的包角合適。5.計算窄V帶的根數(shù)z (7-8）由表查得、,查表得 則有 (7-9）取6.計算預緊力 (7-10）查表得，故 (7-11）7.計算作用在軸上的壓軸力（7-12）7 2 帶輪的結構設計選用原則，材料采用HT200。所以采用腹板式；710mm300mm采用輪輻式，具體結構尺寸見零件圖。87 3 方案的比較和選擇本次設計共考慮了三種傳動方案即|：1.主軸的一端采用V帶輪與電機相連；2.主軸的一端采用聯(lián)軸器與電動機相連，另一端配置飛輪；3.主軸的一端采用V帶輪與電動機相連，另一端再配置飛輪。比較這三個方法，由于本次

45、設計為一中型破碎機，要儲存一定的動能，帶輪本身能起到儲存動能的作用，但是不能完全顎式破碎機工作運行的需要，所以有必要在一端配置飛輪。所以首先應該摒棄第1種方案。先看第3種方案，根據(jù)電極機的功率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，由上文已知數(shù)據(jù)來設計V帶傳動：（1） 功率=105kW（2）選窄V帶帶型，根據(jù)、由普通V帶選型圖確定選用SPC型。（3）確定帶輪基準直徑，取=230mm，=710mm。由于大帶輪的直徑過小，并且V帶設計是要盡量使其質(zhì)量小，結構工藝性好，所以并不能滿足其儲存動能的作用，還需在另一端配置飛輪。綜上所述，最后確定傳動方案為在主軸的一端配置合適的飛輪，在另一端用大帶輪，小帶輪與電動機相連。7 4 飛輪

46、的設計飛輪實質(zhì)上是一個能量儲存器，它可以用動能的形式把能量儲存或釋放出來。利用了飛輪在機械非工作時間所儲存的能量來幫助克服其尖峰載荷，從而可以選用較小功率的原動機來拖動，進而達到減小投資及降低能耗的目的。根據(jù)機械原理可知飛輪矩為：（把飛輪當作矩形截面均圓環(huán)）飛輪重量G的計算公式: (7-13）式中P-電動機額定功率；D-飛輪的直徑，m；-考慮損失的機械效率，。復擺式顎式破碎機可取最高值。n-主軸轉(zhuǎn)速；-速度不均勻系數(shù)，對于小型的顎式破碎機可取。代入數(shù)值得：飛輪的實際質(zhì)量約為理論質(zhì)量的倍，所以圖7-1 飛輪第8章 優(yōu)化改進措施和調(diào)整裝8 1 采用外錐套代替平鍵聯(lián)接 通過研究分析可知，顎式破碎機的

47、偏心軸、皮帶輪和飛輪間，本來是間隙配合圓頭平鍵聯(lián)接，在工作過程中易造成事故，現(xiàn)在采用中間外錐套壓配合無鍵聯(lián)接代替原來圓頭平鍵聯(lián)接，就可以盡量避免事故，并且具有以下優(yōu)點：（1）一般小型機修廠能加工錐套；（2）裝配拆卸方便；（3）錐套可以反復使用；（4）較好地排除飛輪、皮帶輪在運行中產(chǎn)生的串軸、扭擺，并盡量避免了事故的發(fā)生；（5）有過載保護裝置（6）可以根據(jù)物料硬度調(diào)節(jié)力矩，可靠地傳遞扭矩；（7）錐套壓配合無鍵聯(lián)接，可以很大程度上提高偏心軸的靜強度；（8）錐套的加工比較難，錐套加工誤差決定了聯(lián)接成敗，粗糙度大小決定聯(lián)接好壞。8 2 偏心軸的改進顎式破碎機用于物料的粗、中碎作業(yè)，由于偏心軸上錐套、密

48、封圈有一些結構缺陷，致使偏心軸和錐套經(jīng)常出現(xiàn)磨損，而且修復的周期較長，影響正常生產(chǎn)的進行，因此，本論文做了一些改進8.2.1 改進前的狀況改進前的結構：錐套裝配在偏心軸錐形部分，密封圈靠螺紋和錐套聯(lián)接，飛輪、皮帶輪緊壓密封圈，軸端蓋與軸端螺釘把零件緊固在偏心軸上。自從破碎機工作以來，多次出現(xiàn)錐套松動，偏心軸、錐套、飛輪磨損現(xiàn)象。通過研究分析可知，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的因素有2個：（1）密封套及錐套螺紋的螺旋方向設計不恰當，皮帶輪端、飛輪端密封套和錐套螺紋均為右旋。在運轉(zhuǎn)中，從飛輪端方向看去，偏心軸做逆時針旋轉(zhuǎn)，偏心軸帶動錐套做逆時針方向轉(zhuǎn)動，由于慣性力的作用，密封套存在一個順時針方向旋轉(zhuǎn)的阻力矩，由于

49、飛輪端以及皮帶輪密封套螺紋都是右旋，所以兩個密封套均有向皮帶輪方向移動的趨勢，皮帶輪側(cè)密封套向皮帶輪方向移動，皮帶輪端錐套沒有出現(xiàn)過松動。飛輪端密封套向皮帶輪方向移動，會遠離飛輪端面，使錐套在偏心軸上失去頂緊力松動發(fā)生磨損。二是偏心軸配合面與錐形套之間的接觸面積不夠大，按理論研究設計，接觸面積應占配合面積的80%以上，才能產(chǎn)生足夠的摩擦力來克服錐套的慣性力。8.2.2 修復及改進措施（1） 改進優(yōu)化飛輪端密封套與錐套螺紋旋向。把飛輪端密封套和錐套螺紋由右旋修改為左旋，在偏心軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，由于慣性力的作用，密封套向飛輪方向移動時，會頂緊飛輪，反作用力將飛輪端錐套頂緊在偏心軸上，使錐套在偏心

50、軸上不產(chǎn)生松動。（2） 修復偏心軸與錐套配合面，增加配合接觸面積，對磨損的偏心軸和錐套用電焊進行堆焊，在粗車和精車后，對配合面進行精磨。（3） 修復磨損的飛輪端面。由于飛輪與密封套接觸端面磨損，所以在飛輪一邊鑲了一個相應長度的短套。以保飛輪在偏心軸上的位置不變。8.2.3 改進效果通過上述幾項的改進，效果良好，偏心軸與錐套沒有出現(xiàn)過松動，不但節(jié)省了大量的備件費用，減少了維修工作量，而且改善了設備技術狀況，保持了設備安全正常運轉(zhuǎn)，提高了設備運轉(zhuǎn)率。8 3 調(diào)整裝置調(diào)整裝置提供調(diào)整破碎機排料口大小作用。隨著襯板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產(chǎn)品的粒度也隨之變粗。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、鍥鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設計采用墊片調(diào)整。8 4 過載保護裝置金屬物對顎式破碎機是極大的威脅，為了防止金屬物進入破碎機造成事故，一般顎式破碎機都有安全保護裝置。在顎式破碎機的主軸上裝有安全銅套，皮帶輪套在銅套上，銅套與皮帶輪則用安全銷連接，當顎式破碎機內(nèi)進入