PE250-400复摆颚式破碎机设计【全套含CAD图纸、说明书、答辩稿】
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摘 要当前社会，我国正在进行城镇化发展，工业化、现代化进程也不断加快，我国的建筑行业也飞速发展。在这个过程中，我们国家将拆除大量的危楼，破旧房屋，将以最新最高水平的高楼大厦取而代之。在建设过程中，石子和沙土必不可少，但自然界并没有这么大量的沙石，这就需要破碎机的帮助。负摆颚式破碎机是应用最为广泛的破碎机械。本文研究学习了负摆式破碎机的基本原理，并制定了设计方案后，逐步进行设计，并在一些零件上进行了改进，以提高机器的生产率和安全性以及减小机械的磨损。本设计重点在于对V带轮，主轴，机架设计，轴承以及动鄂的设计研究，确保零件满足生产中所需要的各种要求，并对负摆式破碎机的磨损情况进行了分析。关键词：复摆式颚式破碎机 ；齿板；动鄂；机架设计。IIAbstractIn the current society, China is undergoing urbanization. The process of industrialization and modernization is also accelerating. The construction industry in China is also developing rapidly. In this process, our country will demolish a large number of dangerous buildings and dilapidated houses, replacing them with the tallest high-rise buildings. In the process of construction, stone and sand are essential, but there is not such a large amount of sand in nature. This requires the help of a crusher. Negative pendulum jaw crusher is the most widely used crusher. This paper studied and studied the basic principles of the negative pendulum crusher, and after the development of the design plan, it was gradually designed and improved on some parts to improve the productivity and safety of the machine and reduce the mechanical wear and tear. The focus of this design is on the design of V-belt pulleys, spindles, frame designs, bearings, and moving jaws to ensure that the components meet the various requirements that are required during production, and the wear of negative-swing type crushers is analyzed.Key words: compound pendulum jaw crusher; moving jaw; tooth plate; frame design.II目录目录第1章 概述11.1 破碎物料11.1.1 破碎的目的11.1.2破碎比及粉碎流程21.1.3物料破碎力学分析51.2破碎理论与破碎机类型61.2.1破碎机类型6第2章 破碎机的设计方案72.1复摆颚式破碎机工作原理72.2两颚板的布置方式的设计82.3破碎机动鄂的悬挂设计92.4调整装置9第3章 复摆颚式破碎机的主参数设计113.1颚式破碎机动颚运动轨迹113.2复摆式颚式破碎机主要参数的确定123.2.1已知条件123.2.2 破碎机中对于钳角的设计123.2.3 破碎机中关于动鄂负摆运动中水平运动设计133.2.4 破碎机中关于传动角的设计133.2.5 偏心距e133.3电动机选择143.3.1电动机容量143.3.2破碎机中关于电动机型号的选取143.4主轴中关于转速的设计153.5破碎机中关于生产率的设计16第4章 结构尺寸184.1关于皮带轮的相关设计184.1.1计算皮带轮所需要的功率184.1.2 V带带型184.1.3确定两带轮的直径194.1.4设计大带轮的直径194.1.5 V型带的中心距以及基准长度194.1.6小轮包角的检测204.1.7检验带速204.1.8 V型带的根数204.1.9 V带根数224.1.10检验一根V带所承受的拉力224.2 偏心轴234.2.1轴径234.2.2偏心轴强度234.3飞轮重量254.4破碎力284.5肘板284.6动颚结构314.7 轴承34第5章 复摆颚式破碎机的腔形与机架设计355.1机架结构形式355.2机架结构设计355.3机架前壁结构设计355.4机架侧壁结构设计365.5机架后壁结构设计385.6颚式破碎机的腔形设计385.7本章小结39第6章 复摆颚式破碎机齿板磨损的分析与设计406.1复摆颚式破碎机齿板磨损的分析406.2 颚板磨损机制416.3对颚板材质的选择43结论44谢 辞45参考文献46III第1章 概述破碎机就是通过施加外力从而使较大直径的物料转变破碎成较小直径的物料的过程中所使用的机械。之后将小颗粒粉末化成为粉磨。二者统称为磨碎。在建筑中得到最为广泛应用的破碎机就是负摆式颚式破碎机，颚式破碎机发展到今天已经拥有上百年的历史了。在最开始的建筑过程中，没有符合的物料沙子石子等，只有大量的石头，破碎机应运而生，以其具有原理结构简单，产量大，工作稳定，方便操作等特点，飞速发展。如今建筑中负摆式颚式破碎机应用最为广泛。第一台颚式破碎机发明了之后，大大加快了工程进度，是破碎机应用更加广泛。现在的负摆式颚式破碎机发生了很多改进。改进动鄂的悬挂方式，降低悬挂高度有利于减低高度，节省材料，提高生产率。改变动鄂、定鄂的摆放，以定鄂垂直，动鄂倾斜的方式，提高稳定性。使用下置式正支撑肘板摆放，使机械更加安全，减低破碎机高度。负摆式颚式破碎机的主要机构就是采用简单的曲柄连杆机构，作用部位由动鄂和定鄂两部分组成，定鄂固定在机架上不动，动鄂在主轴的带动下进行周期性的往复运动，如同动物吃东西时的上下鄂一样，将物料挤压、破碎。负摆式破碎机与简摆式破碎机相比，结构上有很大程度的优化，减少了一根连杆，肘板，连心轴和轴承也均有减少，使传动效果提升，生产率高。适宜挤压中硬度石料，并有较高的破碎比，可达。如今的负摆式破碎机的传动更加合理，优化衬板材料，降低动鄂的磨损，噪音、碰撞、抖动都有所降低，降低成本、劳动强度和生产周期。但在某些方面，负摆式破碎机仍存在一些缺陷，齿板是破碎机中最容易受到磨损的部位，频繁的更换齿板增加了生产成本，降低了生产效率，应选择更好的材料制作齿板，提高性能。1.1 破碎物料1.1.1 破碎的目的破碎物料具有以下目的：A将物料颗粒化，增加其比表面积 将物料细化后，扩大其比表面积，提高其各个物料之间的接触面积，从而提高反应速度和最终效果。是物料之间均匀混合，达到预期效果。 B制作骨料和人造砂 将大块物料粉碎成碎石，用于混凝土的制造。磨碎制作人造砂。 C解离物料中的需要成分 解离就是在紧密结合的物料中分离出有用的成分。之后，通过选矿得到精矿。 D 为下一道工序做准备 在各个部门中，生产都需要物料在一定的粒度。但原料一般粒度较大，需要破碎，将粒度控制到一定范围内，以供下一道工序使用。 1.1.2破碎比及粉碎流程破碎比 使用概念破碎比来衡量破碎机效果。将原料的粒度的值与产品颗粒的粒度的值做商，得到一个比值，这个比值我们定义为破碎比，这个破碎比将用来表示物料压碎变小的倍数。 破碎比（i）通常有以下多种算法：（1）使用破碎之前物料最大颗粒粒度与破碎之后产品颗粒的最大颗粒粒度之比运算： i=Dmax/dmax (1-1)式中Dmax 破碎之前物料最大颗粒粒度；dmax 破碎之后的物料最大颗粒粒度。 世界各地对于最大粒度取值要求不同。在欧美国家中，对于最大颗粒粒度直径的定义使用的是将物料通过塞孔宽度的80%；而我国对于最大颗粒粒度直径的定义与欧美国家不同，是将物料通过塞孔宽度的95%定义为最大颗粒粒度直径。（2）使用给料口宽度比排料口宽度计算： i=0.85B/b (1-2)式中 B破碎机的给料口的有效宽度； b破碎机的排料口的有效宽度。式中的0.85是有效宽度系数。此处为小型破碎机b取20。上述两式中，使用式（1-2）较为方便的可以计算破碎机的破碎比，因为生产中很难对物料以及产品进行准确的筛分测量计算，增加了难度。所以通过式（1-2），只需要知道两口的宽度即可简便的算出破碎比。（3）平均粒度计算破碎比： I=Dcp/dcp (1-3)式中 Dcp物料发生破碎之前的平均直径； dcp 物料发生破碎之后的平均直径。 这个式子是反应物料发生破碎程度最简单方便而且准确的方法，同时也是应用最为广泛的方法。粉碎流程在实际生产中，单段破碎无法实现要求的破碎比，所以需要将物料分几次或多次破碎与粉磨，最终达到要求的破碎比。我们将连续使用不止一台破碎机或者粉磨机参与破碎的过程称之为多段破碎，将整个过程中使用的破碎机或者粉磨机机器的串联的台数称之为破碎段数。所有的每一段破碎比之积定义为总破碎比。一般情况下第一次的破碎选择使用 工程破碎比为2.5的颚式破碎机；第二次破碎则选用工程破碎比为8的环式破碎机；然后应用工程破碎比2.5的圆锥破碎机进行破碎；最后使用破碎比最高的80的球磨机进行粉磨，实现4000破碎比的破碎与粉磨。1.1.3物料破碎力学分析物料破碎方法如今物料普遍采用压碎、劈碎、折断、冲击破碎以及磨碎等方法实现物料的破碎。 A 压碎 挤压物料，使物料受到的压应力大于抗压强度后破碎。 B 劈碎 使用拉应力将物料劈裂 C 折断 使用弯曲应力将物料折断 D 冲击破碎 使用较大冲击力是物料破碎，瞬间作用于局部而后裂纹从内部蔓延。 E 磨碎 同时使用压应力和剪切应力作用于物料，当剪应力超过抗剪强度极限时破碎。通常采用多种方式相互配合的方法进行破碎，每次破碎都是多种方式共同作用的结果，其中一种为主，其他方式辅助。不同性质的物料采取不同的方法才是最合适的。使用劈、弯折和压破碎脆性材料，使用磨和劈处理韧性和黏性较大的物料。 1.2破碎理论与破碎机类型1.2.1破碎机类型除了颚式破碎机还有圆锥破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、立轴破碎机、冲击式制砂机以及辊式破碎机 。第2章 破碎机的设计方案2.1复摆颚式破碎机工作原理鄂式破碎机工作时由动鄂挂在主轴上，然后定鄂固定在机架前壁上。偏心轴旋转带动动鄂往复运动。动鄂底下和机架通过一块肘板相互连接支撑。动鄂顶部运动轨迹为圆弧，动鄂中间部分运动轨迹为椭圆，动鄂越靠近底部运动轨迹的椭圆越扁长。因为运动轨迹的复杂，成为复杂摆动型颚式破碎机，简称负摆式破碎机。动鄂上部的水平摆幅大于下部的水平摆幅，是鄂腔上部具有强烈的破碎作用，大块的物料在上部 就可以破碎，从而使整个鄂板作用均匀，提高生产率。与此同时，动鄂向定鄂靠近，在挤压的过程中，动鄂各点向下移动，可以是物料稳定的夹持在鄂腔内，从而使得物料尽快的向外排除。负摆式破碎机与简摆式破碎机相比，生产力提高了20%30%。图2-1、图2-2：2.2两颚板的布置方式的设计 破碎机两鄂板的布置方式一共有三种：第一种是动鄂板倾斜，定鄂垂直；第二种是两板都倾斜；第三种是动鄂板垂直，定鄂板倾斜。 见图2-3： a b c 在三种方式中第一种最为普遍实用，此处选择第一种。在固定排矿口尺寸b、破碎机尺寸L、和动鄂摆动次数n以及动鄂行程s的条件下，生产率与两倾斜角的正切值成反比。因为tantan1+tan2，所以第二种布置方式更合理，但是动鄂在运动学上会受到约束，影响机器的正常运作，综合考虑所有的因素，选择第一种方案。2.3破碎机动鄂的悬挂设计负摆式鄂式破碎机常见的悬挂方式如图2-4，通常有正悬挂h0，零悬挂h=0，以及负悬挂h0三种形式。负悬挂可以降低机架的高度，改善动鄂运动轨迹，提高机器运动性能。所以最好采用小的悬挂高度。但是负悬挂需要综合考虑的因素太多，单块矿石进入进料口并且进行破碎时，动鄂容易倾翻。零悬挂和负悬挂设计难度高于正悬挂，此次采用正悬挂。2.4调整装置破碎机的排料口因为衬板的磨损需要不断变化，调整排料口大小的任务有破碎机调整装置完成。在机器工作后，定鄂与动鄂上的两块衬板不断磨损，导致产品粒度变粗，产品不达标，所以要用调整装置，定期的调整排料出口的大小尺寸。不同情况下，对产品的粒度要求也不同，要根据产品粒度的具体要求调整排料口的大小以便于获得目标产品粒度。目前的颚式破碎机的调整装置大致分为垫片调整装置、液压调整装置和衬板调整装置以及楔铁调整装置四种。在本设计中选择采用较为简单，发展成熟的，老式的立式楔铁调整装置。楔铁调整装置分为立式以及卧式两种。调整楔铁之所可以在后壁上做向上或者向下的运动完全是由于调整装置通过转动螺栓的调整螺母实现。楔铁的上下运动会推动调整座2前后移动，从而达到控制排料口大小的目的。如图所示： 第3章 复摆颚式破碎机的主参数设计3.1颚式破碎机动颚运动轨迹负摆式颚式破碎机就是一种曲柄摇杆机构，动鄂上部的水平运动幅度大于下部，下部的竖直运动的幅度大于上部，整天上动鄂的竖直运动幅度大于水平运动幅度。动鄂上部的运动接近于圆弧，向下则为椭圆形轨迹的运动，越靠近下部椭圆运动轨迹越扁长。3.2复摆式颚式破碎机主要参数的确定主要参数分析： 3.2.1已知条件PE250400破碎机基本参数： 在进料时进料口所需要的尺寸： 在出料时出料口所需要的尺寸： 在进料时进入物料块的最大尺寸： 要求机器的产量：3.2.2 破碎机中对于钳角的设计我们通常将位于动鄂与定额间的角度定义为钳角，必须选择合适的钳角，过大的钳角会使物料掉落，无法夹持；较小的钳角可能出现卡料的现象并降低破碎比。图3-3 钳角示意图 根据图3-3中的受力分析可得，物料在腔内应处于平衡状态，所以受力平衡，个方向的分力之和为零。 同时可以根据公式 式中: 摩擦系数。按照经验，=0.3则=， 实际生活中，适当的降低钳角可以提高安全系数，保证安全，所以通常钳角取理论值得65%，得： 在日常使用破碎机时，我们总结了钳角的一般取值范围：取钳角。 3.2.3 破碎机中关于动鄂负摆运动中水平运动设计如果在设计中将动鄂水平位移取的值过小，会导致生产率降低；动鄂的水平行程过大，会两鄂出会发生里的突变，可能会损坏机器。根据公式3-4选取适当的动鄂水平行程： 式中: 最小排料口尺寸。动鄂的水平行程取： 3.2.4 破碎机中关于传动角的设计传动角越大偏心距也越大，动鄂衬板上部水平行程越大，可能会引起卡料现象。根据经验，一般传动角范围，在这里取。 3.2.5 偏心距e偏心距的增大可以增大动鄂行程 ，提高生产率，但是容易卡料造成受力突变，损坏机器等。依照经验公式： （3-5）3.3电动机选择电动机的选择首先应根据功率进行选择。在压力测试机上测试出来，压碎进料口最大尺寸物料210mm的石块，需要1280Nm的力。3.3.1电动机容量维雅德公式：， 式中：为颚式破碎机主电机功率（安装功率）；为破碎机进料口长度；为最大给料粒度。所以， 3.3.2破碎机中关于电动机型号的选取本设计在考虑节能，较小的噪声，较大的启动转矩以及较小的震动与较高的可靠性等因素下，选择Y系列三相异步电动机，符合IEC标准。电压的额定值为380v，功率的额定值为50Hz，绝缘等级B级。当功率小于3kW时采用Y接法；此电动机采用接法。电动机正常工作地点要求在1000m以下，温度要求-1540之间；最湿月平均最高想对湿度要求低于90%；月平均最低气温低于25。综合考虑其他方面，选用型号电动机，只需要接三相电流，额定电压380V，同是不需要升压，而且转速也在要求范围之内，经济实惠等，综上所述最终选择型号电动机。电动机，额定功率：11KW，满载转速：730r/min3.4主轴中关于转速的设计动鄂由偏心轮带动，偏心轮旋转一圈，动鄂随之往返运动一次，即偏心轮的转速就是动鄂摆动一分钟的次数。转速决定了生产效率，产品质量等，是设计破碎机时的最主要因素。根据经验与实验数据得，当偏心轴转速维持到一定值约为430r/min时，生产率达到最大值，再提升转速将造成功率的大量消耗，但是生产效率并没有显著挺高。所以综合因素，偏心轴的转速不应大于430r/min。根据两鄂板之间的夹角，按照图3-3受力分析所示： 设物块在腔内高点到动鄂上最低点出的高度变化为h，使用时间为t从而使高度h发生变化，由经验公式： 其中：h 物块自由落体的高度； t 物块自由落体所消耗的时间，且所以:将代入得： 3.5破碎机中关于生产率的设计此处应根据所需物料的强度、硬度、进料时的粒度和物料的力学性质以及物料的供料和进出料口的大小等因素，经验公式： 单位：t/h; 式中：标准条件下（堆积密度为的中等硬度物料）的单位出料口宽度的生产率，见表3-1 出料口宽度（mm） 物料易碎性系数，见表3-2 物料堆积密度修正系数 物料堆积密度 （） 进料粒度修正系数查表得：q=0.4， 根据经验，一般物料的堆积密度是,故： 所以： 47第4章 结构尺寸4.1关于皮带轮的相关设计由前知：电动机型号选择 Y250L-8 ；电动机功率： P=11kw；满载转速： =730r/min ，偏心轴转速： =160r/min，每天工作时间大于 ： 8h.4.1.1计算皮带轮所需要的功率根据表4-1中的相关数据可以得到Kg=1.3；故 4.1.2 V带带型在综合考虑到功率与转速的共同作用后，最终选用B型设计带轮。4.1.3确定两带轮的直径从结构紧凑和已知数据表格4-2中的数据综合考虑，取 4.1.4设计大带轮的直径 根据表格4-3中的数据可以得到，取 4.1.5 V型带的中心距以及基准长度 (1)计算带长：求dm dm =(+) /2=435mm 求 =(-) /2=275mm 对中心距要求0.7(+)120 4.1.7检验带速 在范围内，所以合适。4.1.8v型带的根数 (1)计算单根V带的额定功率Pr由dd1=160mm，n1=730r/min,查表4-5得 插值法求B型带 因为传动比的作用，需要增加V带所传递的功率，计算一根V带所需要增加的功率： 传动比，查表4-6、4-7得，则KW 于是Pr=（+）=(2.159+0.23) 0.921.092.40kw 4.1.9V带根数由 根据数据表格4-8和4-9，查到，则此处取六根。 4.1.10检验一根V带所承受的拉力 查参考文献机械设计P149中表8-3得，所以计算单根V带初拉力： 偏心轴在破碎时所承受的力 4.2 偏心轴4.2.1轴径由公式来确定动颚轴颈： 式中：p 破碎机电机功率； n 主轴转速 r/min；根据已选择电机的功率p=11kw和转速 n=160r/min，代入公式即可得到： 4.2.2偏心轴强度支反力： 弯矩： 扭矩： 当量弯矩：= 对于轴径的强度校核：= 所以根据以上得出结论为合格； 许用弯曲应力：； 式中弯曲疲劳极限，材质为40Cr，在高频淬火后调质处理，其=1100MPan安全系数 取n=1.8表面质量系数，取=0.91.8=1.62b受弯矩时，绝对尺寸系数，查表得=0.54K受弯矩时，有效应力集中系数，查表得=1.69所以有 计算该点的断面系数W： 计算出在危险截面作用弯矩产生的应力： 即 =316.33（MPa） 合格。 经过以上计算与校核之后，得出此偏心轴的强度符合设计要求。4.3飞轮重量电动机在动鄂的非工作行程中小号的功率为千瓦，电动机在动鄂工作行程中小号的功率为千瓦，电动机的正常工作功率为N千瓦，则三者的关系为：N。设电动机处于动鄂非工作行程的时间为秒，此时飞轮储存电动机产出的多余的能量；设动鄂在工作行程中的时间为秒，飞轮就会向动鄂部分释放多余的能量，辅助动鄂破碎物料。设飞轮的角速度为W，则工作行程结束后，非工作行程开始前，飞轮的角速度最小，为；当非工作行程结束后，工作行程开始之前，飞轮的角速度最大。 所以得到平衡方程： 102N=102+J/2() 即：102N=102+J 用于存储在飞轮中的能量： = 假设为空程时消耗的功率，则=，在此处表示损失系数。则得到方程： 其中表示机械效率，通常经验取值=0.75-0.85。此处的负摆式破碎机取0.85。则得到： 飞轮转动惯量： 飞轮飞转矩： 将以上两式子联立，就可以得到G： 飞轮重量: 式中： 重力加速度，=9.8米/秒； D飞轮直径，单位为米； 平均角速度，； 速度不均匀系数，对于此处中小型颚式破碎机的值的可取范围为。此处可以将和近似认为两值相等，则主轴的单周转速为秒，所以秒，将以上式子代入后即可得到： 单位：kg； 已得： 飞轮质量： 利用经验公式计算飞轮厚度： 式中： 存在于轮毂和齿顶圆之间的距离； 飞轮密度；取7.2 飞轮直径；D=650mm飞轮厚度；=174mm4.4破碎力破碎力是设计破碎机的最重要数据，有了破碎力才能校核各个零件的强度、刚度等因素。对于颚式破碎机现如今最主要的测力方法就是实验法。通过实验进行实际的两鄂板受力的测定。由于动鄂上收到的破碎力和矿块断面面积成正相关，所以得到的公式如下： 式中：单位面积的齿板所受的均匀压力，取； 、破碎腔的长和高。则： 在考虑零件的强度时，应提高50%的力进行计算，以保证冲击载荷对破碎机零件的影响下不被破坏，则破碎力计算公式为： 4.5肘板推力板在破碎机中用作保险件，采取降低其抗压强度，在超载时，推力板最先承受不住，破坏；由于推力板制造方便简单，成本低廉，适合作为保险件。本设计中使用材料HT150-200制作推力板。许用压应力=90。使用前苏联公式，并以压断校核肘板： 式中：B肘板实际宽度； 肘板厚度； 肘板材料许用压应力；依图4-3，肘板压力： = = （4-52）合格。肘板见图4-4：图4-4 肘板在肘座的设计时，根据目前肘座的种类，目前现有的肘座为滑动型肘座和滚动型肘座。因为滑动型的肘座是完全接触的形式，在破碎机来回的冲击下磨损较大，但是选择滚动型肘座后，就可以将滑动变位滚动，大大减少了摩擦对肘头的磨损，所以此处选择滚动型肘座。4.6动颚结构动鄂在破碎机中是一个十分重要的零件，也是一个最复杂的零件之一，一个好的结构优良的动鄂才能保证破碎机的正常运行。经过多年的运用与实验发现，鄂式破碎机的应力图如图4-5所示，最容易发生破坏的地方是动鄂下方处，处在I-I截面处容易发生破坏裂纹等。如图所示，在该截面处，是动鄂件中截面积最小的一处，难以承受较大的应力。如图所示对于PE250400应力测试中，在I截面处的所受到的应力为，在后一个截面II处所受到的应力值为，而在再向后一个截面III截面上所受到的应力值为，在最靠近动鄂上部的IV截面处的所受应力值仅有。所以在第一截面与第四截面处的应力相差极大，达到了133MPa之高，所以在一截面出最容易发生破坏。 根据以上分析可知，在一截面处是薄弱环节，第四截面应力最小但是壁面却很厚，使得动鄂不灵活，不方便，结构不合理，需要进行改进。改良动鄂结构需要首先从手里考虑，其次是加工工艺性和经济性以及外观考虑。在考虑受力时，应尽量加少第一截面和第四截面之间所受到应力的差值，这样能使材料合理利用，节省材料，提高寿命。根据以下图4-6和表4-10，进行动鄂的轮廓的厚度尺寸的确定。 因为不同类型破碎机，对动鄂要求不同，动鄂的质量方面产生的误差相对较大，即使相同规格的破碎机，悬挂方式采用的不同，其质量相差也十分巨大。对于笨重的动鄂头部，因为要保证动鄂的刚度，避免影响轴承的寿命，尽量不减薄动鄂头部，否则轴承出易发生事故。安装轴承处会发生动力的传递，动鄂的头部主要负责此处发生的动力传递。中小型动鄂结构的截面形状一般选择“E”形截面或者反“E”形截面中的一种。此处由于是在国内，所以动鄂选择使用ZG35材料的铸件。对于动鄂的加强筋，本设计改变原有的矩形加强筋，此处采用梯形加强筋。因为受力由上到下逐渐增大，所以采用由上部到下部逐渐增大的梯形加强筋，既可以满足强度要求，又可以节省材料，减轻机器的重量。根据电动机的功率和主轴的转速初步确定动鄂的轴径，之后根据上述的动鄂头部厚度和主轴轴颈以及选择轴承确定动鄂的孔径 。本文不在叙述动鄂头部掉沟，脚部挂钩等。本设计中主要通过经验如图4-6和表4-10最终选择动鄂的各个尺寸。4.7 轴承在轴承选择时，在开采破碎方面，通常采用既能够承受径向载荷，也可以承受轴向载荷的调心轴承，而且轴承其外圈为球面，可以起到调心的作用，承受较大的载荷，所以此处也选择调心轴承。轴承寿命： 式中 ：n轴承的转速，r/minP 当量动负荷，kN轴承的寿命指数，滚子轴承 =10/3C轴承的额定动载荷，kN查机械设计手册，可得轴承的C值。对于d4=100mm处的轴承22320CC/W33，有对于d3=130mm处的轴承22226CC/W33，有合格。第5章 复摆颚式破碎机的腔形与机架设计5.1机架结构形式主要由整体机架和组合机架两种形式的机架构成了颚式破碎机的机架部分。整体机架相比于组合机架，其具有良好的刚性，但对于大型机器来说，制造、安装、运输等方面较为困难，此处的中小型破碎机可以较好地采用整体机架。从制造工艺的角度出发，整体机架最主要分为两种，一种是整体铸造机架，另一种是整体焊接机架。焊接机架具有方便加工制造，减轻机器重量的优点，如今普遍采用焊接机架。同事铸钢不利于节约能源，焊接机架才是机架的发展趋势。5.2机架结构设计再设计机架时，优先考虑机架的受力，首先要满足机架的强度和刚度方面的基本要求；在制造方面，要考虑机架的工艺性，设计出方便制造的机架；最后尽量使机架外观美观。由前壁，后壁和轴承座以及侧壁四个部分构成了机器机架，形成了机架自身的空间框架。图5-1简单展示了机器机架形状。机架上的受力已经在图5-1中标出，定鄂板收到垂直于定额板的压力F；偏心轴给机架一个斜向下的压力；后壁肘座收到一个来自于肘板斜向上的压力F。5.3机架前壁结构设计根据图示，机架的前壁收到了最大的压力F，其力的方向垂直于定鄂板，是横向力，所以需要设置多块横向筋板，对于小型破碎机只需要一块纵向筋板即可，中小型宽度较宽的鄂式破碎机可以增加一到两根筋板，做成“反E”形状的前壁，提高性能。5.4机架侧壁结构设计侧壁的加强筋设置应根据受力的方向和受力的大小设置。如图5-4所示，主轴承受有压力F的图5-1 机架受力分析图5-2 侧壁加强筋作用，由于力F是斜向右下方，所以会形成悬臂，产生一个倾翻力矩，就要求在主轴承座下方设置竖筋板。对于一些机器的主轴承中心与机架侧壁板中心处于相同横截面上时，此时的侧壁不需要筋板。对于侧壁，侧壁的后部需要设置导槽，中小型的破碎机一般选取F方向也就是水平方向的导槽，用于安装衬板座，可以用来减少F力冲击导轨。需要将肘座和上导轨以及后壁之间间隙为零，才能消除导轨受到的冲击。5.5机架后壁结构设计设计机架后壁时，结构上与前壁差别不大，因为后壁受力分解为一个水平方向的力和竖直向上的力，水平的力可由后壁和后壁筋板承受，竖直方向的力经肘座传导到导轨上。设计侧壁时的零间隙解决了冲击问题，通过在后壁设置E型筋板即可满足要求。5.6颚式破碎机的腔形设计本设计选择采用曲线形破碎腔。在受力分析后能够轻易发现，破碎腔的中下部的某个部分鄂板磨损最为严重，所以选择将此处衬板加厚，即形成了一个弧线形的衬板，得到了曲线形的破碎腔。曲线形破碎腔既可以提高生产率，满足强度要求，提高了衬板的抗磨损程度，减少了更换衬板的频率，综合各方面的优点，采用曲线形破碎腔。5.7本章小结本章设计主要设计了机架结构和破碎腔结构。本章中的零件部分多采用焊接件，机架采用整体焊接机架，E形后壁筋板，反E形前壁筋板和轴承座以及竖直侧壁筋板；将破碎腔设计成曲线形，便于排料，安全可靠。第6章 复摆颚式破碎机齿板磨损的分析与设计6.1复摆颚式破碎机齿板磨损的分析1、对齿板的磨损最突出的原因是产品粒度，产品粒形和最大破碎力三项；除此之外还有生产率，功率等原因也会产生一定影响。我国目前规定齿板的寿命为60h，如果每天齿板都要工作10个小时，那么每六天就要更换一次齿板，十分影响工作效率。另外衬板的材料，物料的软硬程度，以及要求最终产品的颗粒粒度大小等均对衬板有一定影响。2、选择一个合理的齿形，可以使物料竟可能一次就达到产品要求，但也不会产生过粉碎现象，这样就减少了物料在腔内的停留时间，减少了衬板的消耗。齿板横截面包括平滑型表面和齿形表面两种横截面，在齿形表面中又包含了三角形面和梯形面两种，齿形表面的两种形式如下图所示：图6-1衬板齿形由于齿形板比平滑板的生产率提高了40%，寿命也提高了50%，产品的破碎粒度也高于平滑衬板，所以本设计中决定采用齿形板中的梯形衬板。3、变截面破碎腔由于破碎腔上中下三部分的截面逐渐缩小，排料的时间也越来越长，实验表明物料通过下部的时间是通过上部时间的十二倍，这就表示衬板下部的磨损是上部的十二倍，所以有些衬板再设计时将衬板结构设计为对称形状，当下部磨损了一部分时，就将衬板的上下对称使用，这样基本上可以使衬板的使用寿命延长一倍，但是仍需要调整衬板，仅仅节省了衬板方面的经济成本，在其余方面几乎没有减轻工作量，将衬板调头并没有在根本上解决问题。 4、曲柄一摇杆传动机构上图机构是简摆式破碎机的曲柄摇杆机构，由曲柄带动连杆和遥杆运动，此时齿板绕圆心做简单的圆弧摆动。此时的齿板进行的破碎运动受力几乎是水平受力，对上或者下方向的分量都非常小。这种运动方式对齿板的磨损非常小。6.2 颚板磨损机制经过以上内容可知，主要是较高的应力在短时间频繁快速的对齿板进行冲击造成了磨损，一下将从微观方面分析齿板的磨损机制。(1)在齿板的表层补位，因为物料频繁多次挤压，产生微小的裂痕，列痕随着物料不断地挤压，逐渐蔓延扩大，最终导致表层材料的掉落，造成磨损。图6-4：(2)齿板表面由于物料在局部发生了挤压，造成部分表面材料隆起或者局部挤压变形，产生碎裂，在多次挤压后变成磨屑，造成磨损。图6-5：(3)尖锐的物料如同车刀一样在齿板表面形成了切削，产生了切屑。图6-6： 在本文中，由以下三种磨损：脆性断裂磨损和显微切削磨损以及变形疲劳磨损形成了齿板的最终磨损，所以将破碎机齿板的磨损率表示为： （6-6） 进过对上式的分析，动鄂的韧性和硬度是对动鄂磨损程度影响的最主要因素，动鄂材料越硬越不容易产生压坑，不易磨损；韧性越好，就月可以减轻物料挤压造成的脆性断裂的影响。6.3对颚板材质的选择齿板是整个破碎机中最容易受到磨损的零件，所以要选用高耐磨的材料制作齿板。现在的破碎机一般选用高锰铸钢（ZGMn13），因为高锰铸钢具有较高的硬度和较好的韧性，而且在受到冲击时具有表面硬化的特性，并在表面硬化的同时，其本身仍可以保持原有的韧性。因为高锰铸钢也属于铸件，需要进行水韧处理。使用高锰铸钢制成的齿板，在受到冲击载荷时表层材料硬化，但其内部材料仍保持优良的韧性，用此材料制成的齿板，即使很薄，也可以承受较大的载荷。结论本文设计的破碎机，主要的曲柄连杆机构构成了本次设计产品的机构，总体来看，本产品结构准确，但是由于本人设计和学术水平有限，设计产品在细节方面肯定还存在于一些问题。负摆式颚式破碎机经过了140多年的发展，如今已经发展的较为完善，在上网查阅了较多的资料之后，经借鉴学习终于设计出了本产品，并且深入了解掌握了基本原理，而且在一些细节方面做出了一些改进，如动鄂和定鄂两鄂板上的衬板，更换更加合适的材料使破碎机更加耐磨提高了生产率；在悬挂方式上选择了较小的正悬挂，降低了对外界各种因素的要求，同时也极大的降低了破碎机的高度尺寸，节省了材料；在推力板的安装方式上，选择了最为安全的，极少发生事故与堵塞的下置式（正支撑）方式，提高机器的安全性。本次的毕业设计运用了大学四年的综合知识，同时也锻炼了个人的资料收集，文献检索，绘图，计算和零件的校核，还有零件加工的工艺性经济性，以及综合考虑问题的能力。再设计的途中，还遇到了各种难以解决的问题，在积极的向老师和同学询问之后，都得以解决，学会了解决问题的方法技巧，调高了解决问题的能力，并学习补充了专业知识。为今后的生产工作与学习方面提供了经验。谢 辞毕业设计已经接近尾声，首先向所有教导过我的老师，帮助过我的同学表示感谢。在毕业设计中，给予我最大帮助的是我的指导老师咸成吉老师，咸老师耐心认真地教导我们，从指导我们选择毕业设计题目，教导我们如何收集资料，检索信息，制定设计方案，到最终的定稿，都给了我们极大的帮助。我们在做设计的过程中，积攒下的问题，每周老师都会抽出时间专门为我们答
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