毕业设计 鄂式破碎机的设计与制造（设计部分）.doc

二六届扬州职大毕业设计说明书扬州市职业大学毕业设计说明书设计题目：鄂式破碎机的设计与制造（设计部分）系别：机械工程系 专业：数控应用技术 班级：03数控（2）班姓名：胡艾青 学号：0301040232 指导老师：周益军完成时间：2006年5月目 录1 摘要（或绪论） 42 物料性能及破碎机结构52.1 物料破碎及其的意义52.1.1 破碎的目的52.1.2 破碎工艺52.2 粒度的表示方法52.3 矿石的破碎及力学性能62.4 腭式破碎机及其分类82.4.1 破碎机分类82.4.2.腭式破碎机的分类82.4.3 腭式破碎机的动腭轨迹特性92.4.4 其它型式的腭式破碎机102.5 腭式破碎机的结构112.5.1 简摆腭式破碎机的结构112.5.2 主要零部件的结构分析 203 腭式破碎机的主要参数计算 223.1 主轴转速 233.2 生产能力 243.3 影响生产能力的因素 253.4 破碎力 253.4.1破碎力变化规律253.4.2最大破碎力实验分析计算公式253.5 功率263.5.1功率计算263.6 破碎比的计算274 腭式破碎机形腔设计274.1 分层破碎假说284.2 直线腔形的分析284.3 对主轴进行强度校核295 腭式破碎机的使用与测试315.1 腭式破碎机的操作315.1.1起动前的准备工作325.1.2操作顺序325.1.3起动和运转中应注意的事项335.2 腭式破碎机的维护与保养345.2.1腭式破碎机的日常维护355.2.2腭式破碎机故障分析与排除355.3 腭式破碎机的安装修理与运转365.3.1腭式破碎机的安装375.3.2腭式破碎机的运转385.3.3腭式破碎机的主要零件的修理39结论42致谢43参考文献44摘要破碎机械和筛分机械这两类机械设备，同属于矿山机械范畴，在各种工业生产在线通常前后工序布置使用，故有密切的关联。破碎机械和筛分机械的联合使用，可以把各种天然的矿物，或者工业生产中间过程物料，通过破碎和筛分，成为最终产品或者进一步深加工的原料。因此这两类机械设备在冶金、建材、化工、能源、交通建设、城市建设和环保等诸多领域有广泛的用途。我国自50年代生产腭式破碎机以来，在破碎机设计方面经历了模拟，仿制、图解法设计阶段，目前正向计算机辅助设计阶段过渡。生产制造的腭式破碎机越来越大、性能越来越好，品种越来越多，并在国际上占有一定的市场。我国曾以前苏联腭式破碎机标准toct7084-80为依据，制定了腭式破碎机国标送审稿，对腭式破碎机的设计、制造和使用提出了更高的要求。1990年，由中国矿山机械质量监督检测中心，对国内主要厂家制造的中小型腭式破碎机的技术性能进行了检测，只有若干腭式破碎机达到toct7084-80和国标送审稿中规定的指标。因此全面总结腭式破碎机在设计、使用和测试方面的经验，积累合适我国破碎机结构特点的实验数据和数据，建立破碎机最优化设计的理论与方法并使之推广普及是提高我国腭式破碎机技术性能，赶超国际先进水平的关键。腭式破碎机以其结构简单、安全可靠的优点问世百余年，仍在工程中广泛使用。各种不同型号的腭式破碎机虽经常期实践，不断改进，但其工作原理和结构大同小异，而其工作性能的好坏却相差甚大。腭式破碎机的技术性能主要取决与主参数的确定、机构尺寸参数、运动参数和动力参数的设计。2 物料性能及破碎机结构2.1 物料破碎及其的意义露天矿井开采出来的原矿其最大的粒度一般在2001300mm之间，地下矿井开采出来的原矿最大粒度一般在200600mm之间。但是这些原矿不能直接在工业中应用，必须经过破碎和磨矿作业，使其粒度达到规定的要求。破碎是指将块状矿石变成粒度大于15mm产品的作业，小于1mm粒度的产品是通过磨碎作业完成的。2.1.1破碎的目的(1)制备工业用碎石(2)使矿石中的有用矿物分离(3)为磨矿提供原料2.1.2破碎工艺最终的破碎粒度是根据产品的用途来确定的。一般适宜的粒度为1025mm。把原矿粒度与破碎产品粒度的比叫总破碎比。各种破碎机的破碎比范围见表11。表11 各类破碎机的破碎比破碎机机型流程类型破碎比范围腭式破碎机和旋回破碎机开路35标准圆锥破碎机开路35标准圆锥破碎机（中型）闭路48短圆锥破碎机开路36短圆锥破碎机闭路482.2 粒度的表示方法(1) 平均直径d=(l+b+h)/3式中 l矿块的长度（mm）；b矿块的宽度（mm）；h矿块的厚度（mm）；或用长、宽的平均值表示：d=(l+b)/2平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸，以确定破碎比。(2) 等值直径deq矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。等值直径是将细粒物料颗粒作为球体来计算的。deq=1.24式中 m 矿粒品质（kg） 矿物密度（） v 矿粒的体积（m3）(3) 粒级平均直径d对于由不同粒度混合组成的矿粒群，通过用筛分的方法来确定矿粒群的平均直径。例如上层筛孔尺寸为d1下层筛孔尺寸为d2,通过上层而留在下层的其粒度既不能用d1表示，也不能用d2表示。当粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过1.414时，可用粒度平均直径表示即d=(d1d2)/2否则用d1d2表示粒级。2.3 矿石的破碎及力学性能机械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块物料分裂成若干小块。若矿石是脆性材料，它在很小的变形下就会发生破裂。机械破碎矿石有以下几种破碎方法：（1） 压碎（2） 劈裂（3） 折断（4） 磨碎（5） 冲击破碎实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的，一般都是两种和两种以上的形式联合进行破碎。而由于腭式破碎机的破碎工作表面是两块相互交错布置的齿形衬板，因此其破碎作业兼有前四种破碎形式。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理力学性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的。腭式破碎机可用于破碎各种性能的矿石，对于坚硬的矿石有更高的破碎效果。矿石分坚硬矿石、中等坚硬矿石和软矿石。各种矿石的物理力学性能见表12表12 矿石的物理力学性能矿石性质矿石名称抗亚强度/mpa普氏硬度系数软矿石煤方铅矿菱铁矿无烟煤闪锌矿疏松石灰石244.57约9约104024软至中硬矿石致密石灰石褐铁矿磁铁矿50100约82106.5610中硬矿石花岗岩纯褐铁矿正长岩大理石致密砂岩12015012512515650150约1601215硬矿石半假像赤铁矿辉绿岩闪长岩片麻岩158195.51802002001722201518极硬矿石石英岩闪长岩斑岩铜矿石钛磁铁矿玄武岩花冈长英岩198218180240153280150280234200300约35018202.4 腭式破碎机及其分类2.4.1 破碎机分类（1） 按破碎机粒度分类1)粗碎破碎机 一般使1500500mm的物料破碎到350100mm。2)中碎破碎机 使350100mm的物料破碎到14040mm。3)细碎破碎机 使10040mm的物料破碎到3010mm。（2） 按破碎机结构和工作原理分类1）腭式破碎机 其工作部分由固定腭板和活动腭板组成。当活动腭板周期性地靠近固定腭板时，借助压碎作用将装于期间的物料破碎；远离固定腭板时物料靠自重向下移动，直至从排料口排出。由于腭板为齿形结构，因此破碎时兼有劈裂、折断和磨碎作用。（图1-4a）2）旋回和圆锥破碎机 其工作部分由内腔为锥形的固定外锥和可运动的内锥体组成。内锥体以一定的偏心半径绕外锥中心线作偏心运动，不断改变内外圆锥间的空间形状，使矿石在两锥体间受到压碎和折断作用而破碎（图1-4b）3）辊式破碎机 矿石在两个平行且反向转动的圆柱形辊子中受到压碎（光辊）或受压碎和劈裂作用（齿辊）而破碎。当两辊的转速不等时，还有磨碎作用（图14c）。4）冲击式破碎机锤式破碎机和反击式破碎机 利用装于其上的高速旋转的锤子的冲击作用和矿石本身高速冲击固定衬板而使矿石破碎（图14d）。2.4.2. 腭式破碎机的分类腭式破碎机按运动形式分为两种基本型式简摆腭式破碎机和复摆腭式破碎机。简摆腭式破碎机是因为动腭绕机架上的固定支座作简单的圆弧摆动而得名。复摆腭式破碎机是因为其动腭在其它机件带动下作复杂的一般平面运动而得名，因此动腭上点的轨迹一般为封闭曲线。简摆大都制成大型和中型的，其破碎比可达i410。按规格分大型，中型，小型。进料口宽度大于600mm为大型；进料口宽度为300600mm为中型；小于300mm为小型。2.4.3 腭式破碎机的动腭轨迹特性简摆腭式破碎机动腭上点的轨迹为绕动腭悬挂点转动的圆弧，其弧长沿进料口到排料口逐渐增大。沿水平方向与垂直方向量取轨迹的位移s和h,则s称为动腭水平行程，h称为动腭垂直行程，其比值称为动腭的行程特性值，即m=动腭上各点行程及其特性值决定了破碎机性能的优劣。水平行程可以产生破碎物料所必须的压缩量，由于物料在破碎时，其块度愈大，所需的压缩量也愈大，因此一般水平行程应从进料口到排料口逐渐减小。由于排料口处的物料是按自由落体排下的，所以排料口处的水平行程的大小，还应考虑到排料层物料下落时所需的排料高度。动腭的垂直行程使得动定腭间产生垂直方向的相对运动，以对物料进行磨搓，尽管可使物料磨碎但是也容易产生粉料，这对于产品粒度具有规定的要求的情况显然时不利的。下表14是两种基本型式破碎机动腭轨迹性能的比较。表14 两种基本型式破碎机动腭轨迹性能比较简摆腭式破碎机复摆腭式破碎机进料口垂直行程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ss特性值0.33从此表可以看出简摆腭式破碎机上部水平行程，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特性值m0.3。根据实践经验，上部水平行程不能太小，一般取（082.5）s,各点轨迹特性值取m=1.12.5为宜。由于排料口水平行程s是按破碎机所具有的最大生产能力确定的，远远大于破碎物料所必须的压缩量，因此当上部水平行程取得小于下部水平行程时也足以使大块物料破碎。2.4.4 其它型式的腭式破碎机（1） 简摆型腭式破碎机简摆腭式破碎机的基本型式如图16a所示，它是由六杆构成的双肘板简摆腭式破碎机。由于其机件多、结构大等缺陷，又出现了图16b所示四杆简摆腭式破碎机。图16c为上部驱动的四杆简摆腭式破碎机，如果将图1-6b中的曲柄ab改为偏心盘，连杆bc改为偏心套，将使结构进一步简化而得到图1-6d的结构型式。由于液压技术的发展，在简摆腭式破碎机上也采用液压驱动（图16e）尽管图16a破碎机的结构复杂，但是因为其具有受力合理，能产生更大的破碎力，衬板寿命长等突出优点，在工程中得到广泛应用，尤其是大型的破碎机。（2） 复摆型腭式破碎机（3） 组合式破碎机2.5 腭式破碎机的结构如图19所示，腭式破碎机的破碎腔是由固定在机架上的固定破碎板2（又称为定腭板）、动腭上的活动破碎板4（又称动腭板）以及机架两侧壁上的两块侧面衬板3（又称边护板）围成的上大下小的矩形截柱体而构成的。被破碎物料喂入破碎腔后，通过动腭的运动，使破碎腔容积周期改变而完成物料的破碎与排料。破碎机由电动机驱动，通过带传动带动偏心轴9（又称曲柄）上的带轮8，再通过曲柄9的传动，使破碎机构中的动腭5相对定腭板2周期性地靠近与分开。腭式破碎机的结构除满足运转、润滑、安装、检修等常规设计准则外，还需要考虑有其具体的运动和结构特点带来的特殊结构要求。由于破碎载荷为周期突加载荷，因此必须考虑运转中的速度波动调节，以使运动平稳并能合理利用原动机能量。在破碎过程中，破碎腔内可能落入非破碎物料（如断裂的钢钎、铲齿），因此需要考虑机器的超载保护。当要求改变产品的粒度时，应考虑排料口的调整装置，当肘板支承型式为非几何锁合时，还必须考虑肘板与其支承衬垫间的锁合装置等等。2.5.1 简摆腭式破碎机的结构如图1-9所示。腭式破碎机的破碎腔是由固定腭板（即机架1的前壁）和可动腭板5构成。固定腭和可动腭都衬有锰钢制成的破碎板2和4。破碎板用螺栓和楔固定于定腭和动腭上。为了提高破碎效果，两破碎板的表面都带有纵向波纹，而且是凸凹相对。这样，对矿石除有压碎作用外，还有弯曲作用。破碎机工作空间的两侧壁上也装有锰钢衬板3。由于破碎板的磨损是不均匀的，特别是靠近排矿口的下部磨损最大，因此，往往把破碎板制成上下对称的，以便下部损害后，将其倒置而都可以互换，这样就可以延长破碎板的使用期限。为了使破碎板与动腭和定腭紧密贴合，其间须衬有可塑性材料制成的衬垫。衬垫用锌合金或塑性大的铝板制成。因为贴合不紧密，会造成很大的局部过负荷，使破碎板损坏，紧固螺栓拉断，甚至还会造成动腭的破裂。动腭悬挂在心轴6上，心轴则支承在机架侧壁上的滑动轴承中。动腭绕心轴对固定腭板作往复摆动。动腭的摆动是借曲柄双摇杆机构来实现的。曲柄双摇杆机构有偏心轴9、连杆7、前推力板（前肘板）15和后推力板（后肘板）13组成。偏心轴放在机架侧壁上的主轴承中，连杆（上连杆头）则装在偏心轴的偏心部分上，前后推力板的一端支承在下连杆头两侧凹糟中的衬板座14上，前推力板的另一端支承在动腭后壁下端的衬板座上，而后推力板的另一端则支承在机架后壁的楔铁12中的肘板座上。当偏心轴通过v带轮从电动机获得旋转运动后，就使连杆产生上下运动。连杆的上下运动又带动推力板运动。由于推力板不断改变倾斜角度，因而使动腭绕心轴摆动。连杆向上运动时进行破碎矿石。当连杆位于下部最低位置时，推力板与水平线所成的倾斜角通常为1012。后推力板不仅是传递力的杆件，而且也是破碎机的保险零件。当破碎机中落入不能破碎的物体而使机器超过正常负荷时，后推力板立即折断，破碎机就停止工作，从而避免整个机器的损坏。当连杆向下运动时，为使动腭，推力板和连杆之间互相保持经常接触，因而采用以两根拉杆11和两个弹簧10所组成的拉紧装置。拉杆1铰接于动腭下端的耳环上，其另一端用弹簧10支承在机架后壁的下端。当动腭向前摆动时，拉杆通过弹簧来平衡动腭和推力板所产生的惯性力。腭式破碎机有工作行程和空转行程，所以电动机的负荷极不平衡。为了减少这种负荷的不均衡性，在偏心轴的两端装有飞轮8和带轮。带轮同时也起飞轮的作用。在空转行程中，飞轮把能量储存下来，在工作行程中再把能量释放出来。在机架后壁与楔铁12之间，放一组具有一定尺寸的垫片。当改变垫片的厚度时可以调整排矿口的宽度。破碎机的全部轴承都采用铸有巴氏合金的滑动轴承。随着滚动轴承制造技术水准的提高，今后将在大型的破碎机上采用滚动轴承。主轴承和连杆头的轴瓦过热时可用循环水冷却。破碎机的摩擦部件用稀油和干油润滑。偏心轴和连杆头的轴承采用齿轮油泵压入稀油，进行集中循环润滑。动腭轴承和肘板座的支承采用手动干油润滑枪定期压入干油润滑。这种结构的简摆腭式破碎机起动时，消耗的功率大，排矿口的调节是用人力，破碎机采用机械保险装置，更换保险零件推力板时操作困难。为了克服上述缺点，我国又生产了9001200液压简摆腭式破碎机，结构如图1-10。液压简摆腭式破碎机的特点是采用了液压连杆结构，实现分段起动，降低了起动功率，机器的超负荷保险装置也是利用液压连杆装置，排矿口的间隙采用液压调整，机器的体积小，重量轻。液压原理图见图1-11。1上油室 2组合阀 3、12止回阀 4下油室 5连杆液压缸6连杆活塞 7截止阀 8调整排料口用液压缸 9电磁换向阀10溢流阀 11压力表 13单级叶片 14油箱9001200液压简摆腭式破碎机液压连杆的构造如图1-12所示。它主要由连杆头，杆身（缸体）、活塞和肘板座组成，他们之间用螺栓连接在一起。破碎机分两段起动。首先是起动液压系统的液压泵电动机，然后使电磁换向阀的左侧电磁铁通电，将阀心推向右端，接通油路（图1-11），于是压力油推开组合阀中的止回阀，使连杆液压缸的下油室和上油室相通。这时再起动主电动机，偏心轴带动连杆液压缸做上下往复运动，但连杆活塞和动腭不动。主电动机起动后，立即使电磁阀换向换向阀，切断油路，组合阀内的止回阀也自动复位关闭，切断了连杆液压缸的下油室与上油室的通路。当电磁换向阀的阀心移向左端时，则接通油路，向连杆液压缸的下油室充满压力油，使液压缸与活塞形成一个整体连杆，此时，偏心轴的旋转运动就经连杆而使动腭作往复运动，破碎机达到正常运转。这时就使换向阀的电磁铁断电，关闭液压泵电动机，停止液压系统的工作，起动过程完成后，破碎机就开始正常工作。当破碎机中进入了非破碎物时，作用在连杆活塞上的拉力增大，液压缸下油室的油压也随着增大，若增大到超过组合阀内的高压溢流阀规定的压力时，液压缸下油室的压力就通过高压溢流阀流到液压缸上油室，使连杆液压缸与活塞分开，动腭就停止摆动，从而起到保险作用。如非破碎物自动排出，破碎机可以继续工作，但是须起动液压泵电动机向连杆液压缸下油室补充油量。如非破碎物不能自动排出，则应立即停车进行处理。排矿口的调整是采用液压方法进行的。调整排矿口时，应在连杆液压缸充满油的情况下进行，以便测得准确的排矿口大小。调整时，首先放松拉紧弹簧的螺母，打开截止阀（平时是常闭的），起动液压系统的液压泵电动机，向位于机架后部的两个水平液压缸内充满油，柱塞即推动楔铁往前移动，当移动到所需要的位置时就关闭截止阀，调整垫片的厚度。调整后打开截止阀，靠破碎机的动腭，推力板和连杆的向后压力，将液压缸内的油压回油箱，并将拉紧弹簧重新压缩到一定的位置后关闭截止阀。液压摩擦离合器同时也作为机器的超负荷保险装置。机器正常工作时，如果突然超载，过电流继电器通过延时继电器使液压泵电动机起动，则离合器分离，同时切断主电机。排矿口的大小也是通过液压系统来调整的。2.5.2 主要零部件的结构分析（1）连杆连杆在工作中承受很大的拉力，故选用zg270-500铸钢材料。连杆结构如图1-16所示。它由上、下两部分组成，上部的轴承盖4用8个大螺栓3固定在连杆下部，两者中间镶有耐磨软合金的轴瓦，该轴瓦叫连杆轴承，它套在偏心轴上。大型破碎机连杆轴承用循环油润滑，并设有冷却水管，以便散去轴承的热量。当偏心轴转动时，连杆作上下运动，在改变方向时，必须克服惯性。为了减少其惯性，减少振动，减少无用功的消耗，设计时应当尽可能减轻连杆的重量，所以连杆的断面常制成“工”字“十”字形或箱形。连杆部件（包括偏心轴、轴承）重量约占整机重的813。（2）动腭动腭是支承齿板且直接参与破碎矿石的部件，要求有足够的强度和刚度，其结构应该坚固耐用。动腭一般采用铸造结构，为了减轻动腭的重量，国外也有采用焊接结构的，由于其结构复杂，因此对焊接工艺的要求较高。国内尚未见使用焊接结构的动腭。按结构特点，可把动腭分成箱型结构和非箱型加筋结构两种。一般简摆腭式破碎机采用箱型结构，为了减轻动腭的重量，可在箱型梁壁及加筋隔板上开孔。若干个齿板通过长螺栓与斜铁块固定在动腭上。由于下部齿板磨损的比较快，因此齿板做成分体式，以便使具有对称形状的上下齿板对换后能继续使用。（3）齿板的结构 齿板也叫衬板，是破碎机中直接与矿石接触的零件，结构虽然简单，但它对破碎机的生产率、比能耗、产品粒度组成和粒形以及破碎力等都有影响，特别对后面的三项影响较明显。齿板承受很大的冲击挤压力，因此磨损的非常厉害。为了延长它的使用寿命，可以从两个方面来研究：一是从材质上找到高的耐磨性能的材料；二是合理确定齿板的结构形状和几何尺寸。现在腭式破碎机上使用的齿板，一般是采用zgmn13。其特点是：在冲击负荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同时仍能保持其内层金属原有的韧性，故它是破碎机上用的最普遍的一种耐磨材料。齿板横断面结构形状有平滑表面和齿形表面两种，后者又分三角和梯形表面。对平滑表面衬板的试验表明，在相同条件下与齿形衬板比较，生产率提高40左右，寿命提高5左右；但是破碎力约增加15，又不能控制破碎产品粒度，而且增加功率消耗。因此，对破碎层状物料，要求产品粒度较高的条件下，不宜采用平滑衬板；对于破碎腐蚀性很强的极坚硬物料，为延长衬板寿命，也可以采用平滑衬板。为保证产品的粒度和形状，通常还是采用三角形或梯形衬板（如图1-20）。（4）肘板（推力板）破碎机的肘板是结构最简单的零件，但是其作用却非常重要。一般又三个作用：一是传递动力，其传递的动力有时甚至比破碎力还大；二是起保护险件作用，当破碎腔落入非破碎物料（如钎杆、折断的铲齿）时，肘板首先断裂破坏，从而保护机器的其它零件不发生破坏；三是调整排料口的大小，有的简摆腭式破碎机是通过更换不同长度尺寸的肘板来调整排料口的大小的。按肘头和肘垫（或称肘板衬垫）的连接型式，可分为滚动型与滑动型两种，如图121所示。衬板与衬垫之间传递很大的挤压力，并受到周期性冲击载荷。在反复冲击挤压作用下磨损较快，图中1-21b所示的滑动型结构风味严重。为了提高传动效率，减少磨损，延长其使用寿命，可采用图121a所示的滚动型结构。（5）调整装置调整装置供调整破碎机排料口大小作用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸也不断的变大，产品粒度也随之变粗。所以为了保证产品的粒度要求，必须利用调整装置，定期地调整排料口尺寸。此外，当需求得到不同的产品粒度时，也需要调整排料口大小。调整装置有多种：垫片调整装置、楔铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。1）楔铁调整装置是一种比较老式的，它分立式和卧式两种如图122和图123。 立式是借助后肘板座与机架后壁之间的两个垂直放置的楔铁作相对运动，来实现破碎机排料口的调整。卧式是借助后肘板座与机架后壁之间的水平放置的楔铁作相对运动，来实现破碎机排料口的调整。两种比较：卧式调整方便，在机器的左右侧都可以调整，且调整过程楔铁不会歪斜。立式由于一个人不能同时拧动两个螺栓，因此不保证两个楔铁同步上升或下降，所以调整不方便，有事甚至卡住。楔铁调整的优点是：能实现无极调整，调整方便、不必停车、结构简单和制作方便。缺点是它的外形尺寸比较大，使机器尺寸增大，调整很费劲，所以只能用于中小型破碎机。2）垫片调整装置有利用螺栓顶推和利用液压缸顶推两种利用螺栓顶推调整，利用螺栓顶推肘板座，取出垫片则排料口增大；反之减小。利用液压缸顶推调整如图124它是借助液压缸4的柱塞3，推动后肘座2，然后增加或减少垫片8的数量，使排矿口减小或增大。两种比较：后者操作灵活、省力、方便，但是结构复杂，所以适于大中型破碎机。3）液压调整装置 是指液压调整兼液压保险装置的破碎机，各种调整装置比较起来，这种最先进的，但是它的结构和液压系统也最为复杂。所以，一般以液压缸加垫片调整装置为最合适。9001200简摆腭式破碎机就是采用这种装置。（6） 保险装置保险装置通常有三种：液压连杆。液压摩擦离合器和肘板。液压保险装置结构紧凑，工作可靠，非破碎物能自动排出，动腭自动复位，不用停车。所以得到广泛的应用，也是腭式破碎机的发展趋势之一。但是它必须备有专用的液压系统，且对液压组件和零部件的液压密封部位有较高的要求，否则容易出现漏油现象。因此液压保险装置一般用于大型的简摆腭式破碎机。（7）机架结构破碎机机架是整个破碎机零件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击载荷，其重量占整机重量很大比例（铸造机架为50左右，对焊接机架为30左右），而且加工制造的工作量也较大。机架的刚度和强度，对破碎机机架的要求是：结构简单易制造，重量轻，而且要求有足够的强度和刚度。破碎机机架按结构分，有整体机架和组合机架；按制造工艺分，有铸造机架和焊接机架。1）整体机架 由于其制造、安装和运输困难，故不宜用于大型破碎机，而多为中小型破碎机所使用。它比组合机架刚性好，但制造复杂。从制造工艺来看，它也分整体铸造机架和整体焊接机架。前者比后者刚性好，但是制造较困难，特别是单件、小批量生产。后者便于加工制造，重量较轻，但是刚性较差。同时要求焊接工艺、焊接质量都比较高，并焊接后要求退火，但是随着焊接技术的发展，国内外腭式破碎机的焊接机架用得越来越多，并且大型破碎机也采用焊接机架。焊接机架用q235钢板，其厚度一般为2550mm。整体铸造机架处用铸钢zg270-500材料外，对小型破碎机破碎硬度较低的物料时，也可用优质铸铁和球墨铸铁。设计时，在保证正常工作调节下，应力求减轻重量。制造时要求偏心轴承中心镗孔，与动额心轴轴承的中心孔有一定的平行度。 2）组合机架 大型破碎机机架很重，不仅制造困难，而且运输也不方便，故将它制成组合机架。组合机架有两种：一种是通过架壁间的嵌销，另一种是用焊接组合，它比刚性嵌销连接的组合机架好，加工、装配和拆装也比较好方便。3 腭式破碎机的主要参数计算3.1 主轴转速sl=0.1415b0.85sl=8+0.241bmin式中 bmin最小排料口尺寸（mm）；（150182mm） b 近料口尺寸（mm） （900mm）代入计算得：sl=45.9mmsl=44.15mm （3-1）式中 n主轴转速 （r/min）； sl动腭下端点水平行程 （mm）； l排料从平均啮角（）； q 系数，考虑在功耗允许的情况下转速的增减系数。取q0.951.05。根据文献中的有关资料来确定式中各系数的取值q1；l23190.7r/min3.2 生产能力破碎机的生产能力是指机器每小时所处理的物料的立方米数。由于生产能力不但与排料口尺寸有关，而且与待破物料的强度、韧性、物料性能以及近料口的几何尺寸和块度分布有关，因此为了统一衡量机器生产能力的高低，标准中的生产能力，是指机器在开边制公称排料口下，每小时所处理的抗压强度为250mpa、堆密度为1.6t/m3的花岗岩物料立方米数，称为公称生产能力（m3/h）。计算公式为：q=30nlsl(2b-sl)1/tanl （3-2）式中 q生产能力（m3/h） n主轴转速（r/min） l破碎腔长度（m） b公称排料口尺寸（m） sl动腭下端点水平行程（m） 1压缩破碎棱柱体的填充度，中小型机在公称排料口下一般取10.650.75。取10.75代入计算得：q=159.8m3/h3.3 影响生产能力的因素通过对影响生产能力各因素的分析，可寻求提高生产能力得途径。由式（3-2）可知，近料口长度和公称排料口尺寸为常值。影响生产能力的参数有sl、l、n、1。 （1）适当增大sl是提高生产能力的关键可以将公式（32）改写为 （3-3）可以明显的看出，当动腭下端点水平行程sl增大时，生产能力q有明显增大。当然sl过大时，将会使排料层物料产生过压实现象，并增大产品粒度的离散性，甚至会出现在最小排料口下动腭与定腭的干涉现象，这是应该避免的。（2）动腭上部水平行程对生产能力不发生直接影响强调必要的上部水平行程st对提高上产能力的重要性是值得注意的，因为进料口处的大块物料不一定在动腭一次往返行程中就得到充分的破碎。（3）减小排料层啮角l能提高生产能力由式（32）可知，减小排料层啮角l可以提高生产能力。这是因为能促进充分破碎。当采用直线型腔形时，破碎腔啮角与排料层啮角l相等，要减小l以提高生产能力，在要求的破碎比下必定增大机高。如果将下部设计成曲线腔形，就可以在不增大机高的情况下，仅减小下端部啮角，以便有效地提高生产能力可见采用下端部曲线腔形减小排料层啮角，是不增大机重又能提高生产能力的有效措施。（4）sl、l、n三参数相匹配由式（32）可知增大转速n可以提高生产能力，但人为地加大主轴转速，将会使已破碎的物料尚未完全排出时，又重新被破碎而在腔内出现堵塞现象，影响生产能力的进一步提高，因此应按式（32）使n，sl、l、三参数相匹配。式（3-1）是保证排料层物料充分破碎并完全排出时的三参数间的的关系式。尽管在这种匹配下， 由提高转速可以增大生产能力，同时也因转速增大而使功耗增大；另一方面，由式（31）可知，当增大转速时，与其匹配的行程sl必会减小，又会导致生产能力下降。因此，应该按额定功率要求，使机器达到最大生产能力来确定n、sl、l三参数的最佳匹配。如果人为地增大转速来追求提高生产能力，其功耗可能超过额定值，以至在破碎坚硬物料时甚至出现功率 不足，这种做法时不可取的。（5）下端水平行程与物料填充度尽管增大下端水平行程sl可以提高上产能力，但不是说sl值越大越好。sl的最大值除应考虑产品的粒度要求，以及当排料口调到最小尺寸时，动、定腭不发生干涉外，还应考虑到排料层的物料填充度。3.4 破碎力破碎力在腔内的分布情况及其合力作用点位置、大小，是机构设计和零件强度设计的重要依据。由于破碎力分布以及其合力大小、作用点位置具有随机性，用理论分析的方法将会产生较大的误差。3.4.1破碎力变化规律（1）实验条件破碎物料为硅化凝灰岩、青石继花岗岩。经过对石料试件的机械强度测定，其抗压强度为1793019310n/cm2，抗拉强度b与抗压强度之间约为by/(1920)。装料率为腔高的85100，进料块度大都为各机型的最大进料尺寸。（2）破碎力的变化规律腔内破碎载荷是齿板的分布载荷，其合力即破碎力。测试的各机型的破碎力在腔内的分布及破碎力的合力作用点，在一个运动循环中沿腔高的移动规律大致相同。如图（24），在一个破碎循环中，破碎过程发生在主轴转角160240之间（主轴偏心垂直向下时为转角起始位置），其余为排料过程。在破碎过程中，破碎力的大小及作用点位置也随转角而变化，破碎力的峰值对应于转角1150160处；作用点位置沿定腭下端破碎腔高度h的0.20.48倍范围内移动，即破碎力作用点在腔高下部的1/51/2范围内移动。若以h表示破碎腔的高度，以k表示破碎力在破碎腔内的作用点的高度，即k/h0.20.24。破碎力峰值作用点在破碎腔下部1/2.5腔处。（3）图24中的曲线是根据破碎力示波图上较大的峰值的统计结果绘制的。实验中把较大峰值的统计值称为满载破碎力，是破碎力过程中出现次数最多的破碎力。把满载破碎时破碎力的最大峰值称为最大破碎力。3.4.2 最大破碎力实验分析计算公式 （3-4）式中 fmax最大破碎力（n）; p抗拉强度（n/cm2）； b抗压强度（n/cm2）； k有效破碎系数，对中小型机一般取k0.340.48，当20时取k0.380.42，一般啮角减小时取小值。破碎腔尺寸b、b、l的单位是cm。把b183mpa，k0.4,b=90cm，b15cm，l=120,=23代入可得到fmax5276.607kn3.5 功率在破碎机的机构参数设计中功率是一个重要的约束条件，因此要进行功率的计算。3.5.1 功率计算 （3-5）式中 p计算功率（kw）； fmax最大破碎力(kn)； sm动腭诸点水平行程平均值（mm）；sm0.8sl=0.844.1535.32mm n主轴转速（r/min）； 破碎腔平均啮角（）； 机器总效率，可取0.810.85； ke等效破碎系数，对于中小型机ke0.270.37对于中大型机，取ke0.210.28。则p=134.8(kw)3.6 破碎比的计算衡量单台破碎机的破碎效果还可以用破碎比表示。破碎比即破碎前原料粒度与破碎后产品粒度之比。它表示破碎物料经破碎后减小的程度。破碎比有如下的几种计算方法：（1） 破碎比i1用破碎前物料最大平均直径dmax与破碎后产品最大平均直径dmax之比计算。物料平均直径是指物料长、宽、厚的平均直径。（2） 用i2间接表示破碎比，i2即破碎机给料口有效宽度和公称排料口尺寸b之比。式中 b破碎机的给料口宽度（mm）; b破碎机的开边制公称排料口宽度（mm）。带入数据的i2=4.25破碎比i2还可以用该破碎机允许的最大给料粒度dmax与公称排料口宽度之比表示。（3） 用破碎前后各种粒度混合物料的等值粒度deq之比来计算破碎比i3。以上各破碎比的计算公式根据不同的要求进行选择计算。i1表示破碎机的破碎效果有能表示处理矿石的咬入能力；i2表示该台破碎机的公称破碎比；i3能够科学地真实地反映该破碎机的破碎效果。4 腭式破碎机形腔设计破碎机的破碎腔是由动、定腭齿板及机架侧壁组成的空间。其形腔是由给，排料口尺寸（已标准化），破碎腔啮角，动、定腭板布置方式，衬板纵向剖面形状及齿板的齿形等确定的。齿形对破碎机的生产能力影响很小；对功耗影响不大窄形齿的比能耗稍大；高齿比矮齿的产品筛下率高，且有较多的方形颗粒产品；梯形齿的耐磨性能较高。腔纵向剖面的形状对生产能力、单位功耗及齿板寿命有较大的影响，而曲线型破碎腔具有多种优点。因此，采用曲线型破碎腔是现代破碎设备结构的主要发展方向之一，是对原有破碎机腔形改造和新型破碎机腔形设计的重要途径，无疑具有很重要的现实意义和明显的经济效果。4.1 分层破碎假说如图4-6所示，动腭齿面板虚线表示闭边位置，实线表示开边位置。图中各水平线表示根据腔形及轨迹性能值所决定的各层高度，把腔形分成各个破碎层。当动腭由闭边运动到开边位置时，由于第j层的闭边层顶宽等于第j1层开边层顶宽，所以第j层的物料落入第j1层。因此，当排料层（图中的0层）的物料从排料口排出后，各层物料依次落入下层，使得整个破碎腔内的物料向下移动后，等待下次破碎。如果上层物料少于下层，将出现待料现象。当上层物料多于下层物料时，将出现堵料现象。因此保证各层物料通畅地供、排料而不发生待料和堵料的条件是各层的当量物料质量相等。4.2 直线腔形的分析按顶腭板动腭板的形状，可以把现有腔形分归纳一下；1、 直线直线型。即定腭板和动腭板均为直线的腔形。2、 曲、直线曲、直线型。即定腭板和动腭板下部为曲线、上部为直线的腔形。3、 曲、直线直线型（或直线曲、直线型）。即定腭下部为曲线上部为直线，而动腭为直线的腔形。4、 直线曲线型。即定腭为直线，动腭为曲线的腔形。腔形直接确定了各层的当量物料质量。当啮角减小时，生产能力增加，堵料情况减缓。在同一啮角下，以排料层的堵塞情况最严重。对于直线型腔形，由于各破碎层的啮角不变，无法消除物料堵塞，尤以排料层处为最。由于动腭齿面各点垂直行程由上至下逐渐加大，排料口处有最大垂直行程，所以，在排料口附近被堵塞的物料反复摩擦，使得在该处的齿板严重磨损并增大无用功耗。因此，应该采用曲线型破碎腔，调整各破碎层的啮角，使各层当量物料质量趋于相等，以避免发生物料堵塞。 4.3 主轴的强度校核1）绘制轴的受力图，如下图所示：2）求水平平面内的支反力及弯矩 求支反应力：fha=fhb=ft2/2n=5276/2n=4619n 求截面c处的弯矩：mhc=fhal/2=(46191.65/2)n.m=3810.675n.m3)求垂直平面内的支反应力及弯矩 求支反应力：由ma=0,得fvbl-fr2l/2-fa2d2/2=0fvb1650-fr21650/2- fa2520/2=0fvb=(19301650/2+965520/2)n=1117.06nfva= fr2 -fvb =(1930-1117.06)n=812.94n 求截面c左侧的弯矩：mvc1= fva l/2=812.941.65/2 n.m=670.725 n.m 求截面c右侧的弯矩：mvc2= fvbl/2=1117.061.65/2=921.57 n.m4)求合成弯矩 求截面c左侧的合成弯矩：mc1=mhc2+ mvc12=3810.6752+670.7252 n.m=3869.25n.m 求截面c右侧的合成弯矩： mc2=mhc2+ mvc22=3810.6752+921.572 n.m=3920.53n.m5)计算转矩t=9550p/n2=(9550134.8/190.72)=35.4 n.m6)求当量弯矩。因单向运动，转矩为脉动循环变化，故折算系数a=0.6。危险截面c处当量弯矩为：mec=mc22+(at) 2=(3920.53) 2+(0.635.4) 2=3920.6n.m7)计算危险截面处的轴径d=3mec/0.1-1b=33920.6/0.155=26.7n.m 结构设计草图中此直径为380mm，所以强度足够，因此，以原结构设计的直径为准。飞轮直径的选择 飞轮同时起带轮的作用，在空运行时把能量储存下来，在工作行程中把能量释放出来。用于大直径（d1000mm）时的轮辐式飞轮，常用轮辐数为46.在选择飞轮的直径d时需验算飞轮的切线速度v，v不能超过许应值v。 v=dn/60v 式中n飞轮的转速， v飞轮的材料的许用线速度，铸铁 v=3035m/s，钢v=4060m/s v=3.141.73190.7/60m/s=17.27m/sv所以，飞轮的直径以原草图设计的1730mm为准.5 腭式破碎机的使用与测试正确操作、精心维护、及时检修，可以保证破碎机正常运转和延长其使用寿命，提高破碎机运转作业率和充分发挥它的潜力。为此，必须在通晓破碎机工作原理和结构构造的基础上，掌握破碎机的操作和维护修理方面的基本知识。为了判定机器的优劣程度，还应对破碎机的性能、机械强度及理学性能参数进行测试，这样不仅可对现有的破碎机提出技术鉴定，还可以为破碎机的改进提供依据。5.1腭式破碎机的操作破碎机的操作有起动、运转和停车等5.1.1起动前的准备工作（1）认真检查破碎机的主要零部件，如腭板、轴承、连杆、衬板、拉杆弹簧和传动装置是否完好，各连接件是否有松动以及各防护件的状况等。（2）检查破碎腔内有无矿石。（3）检查给料机、带式输送机、电器设备、信号设备是否完好。（4）对于大型破碎机，若偏心轴的偏心位置处于偏心轴回转中心线的下部，应用吊车或提升机驱动飞轮，使它处在最有利于起动位置，即将偏心转到偏心轴回转中心线的上部。采用分段起动时候，可以直接起动。对于中小型破碎机，确认能用人工盘动曲轴的带轮后，方可起动。（5）对大中型破碎机，起动前还要检查油箱的油量。然后起动油泵，向破碎机轴承等各润滑部位供油