机械毕业设计（论文）-鄂式破碎机设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第92页1概述全套图纸，加1538937061.1破碎把大块物料变小的过程称为破碎。一般是施加外力，克服物料间的内聚力，而使物料破碎。破碎在选矿、化工、建筑材料等工业部门占有重要地位。目前在选矿厂中破碎磨矿的生产费用占全部选矿费用的40以上。而破碎磨矿的投资占选矿厂总投资的60左右。因此提高破碎生产率、降低破碎功率消耗有着重大的意义。根据破碎原料及产物粒度的不同，可大致将破碎作业分为五个阶段，即：1） 粗碎；2）中碎；3）细碎；4）粗磨；5）细磨每经过一次破碎，物料都有一定程度的缩小。破碎前物料最大块直与破碎后物料最大块直径之比，称为破碎比。即式中： 破碎原料中最大块直径 mm。 破碎产物中最大块直径 mm。通常所说的破碎比是指平均破碎比，既破碎前后物料颗粒的平均比值及粒度变化程度，并能近似的反映出物料的作业情况。为简易的表示和比较各种粉碎机械这一主要特征，也可用破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度的比值作为该破碎机的破碎比，并称其为公称破碎比。破碎机的破碎比一般在330之间，一般都比公称破碎比低。破碎比和单位电耗是破碎机械工作中的基本技术指标。单位电耗用以判别破碎机械的动力消耗是否经济，破碎比用以破碎过程的特征和质量。因此选用破碎机，并鉴定破碎机的使用工作效率应同时考虑其破碎比和单位电耗。1.2破碎的目的(1)制备工业用碎石大块石料经破碎筛分后，可得到各种不同要求粒度的碎石。这种碎石可制备成混凝土。它们在建筑、水电等行业中广泛应用，铁路路基建造中也需要大量的碎石。（2）使矿石中的有用矿物分离矿石中有单金属矿和多金属矿，而且原矿多为品味较低的矿石。将原矿破碎后，可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离，作为选矿的原料，除去杂质而得到高品位的精矿。（3）为磨矿提供原料磨矿工艺所需粒度不大于15mm的原料，是由破碎产品提供的。例如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中，都是由破碎工艺提供原料，通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。 13破碎的方法粉碎机械虽然类型繁多，但按施力方法不同，对物料粉碎有挤压、弯曲、冲击、剪切和研磨等方法。而在破碎机械中，施力情况很复杂，往往是几种施力同时存在，当然在某一种破碎机械中也只有一种或两种主要施力。由于物料形状是不规则的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同，利用机械力破碎物料按施加外力不同有如下几种方法。1. 压碎 将物料置于两块工作面之间，施加压力后物料因压应力达到其抗压强度而破碎。这种方法一般应用于破碎大块物料，如图12（a）(c ) F F F F F F (a) (b) (c) F F F F F （d） (e) (f) (g)图 1 物料的粉碎方法2劈碎 将物料置于一个平面和一个带尖棱的工作平面之间，当带尖棱的工作面对物料挤压时，物料将沿压力作用线的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限。物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小的多，其工作原理见图 11 （b）。3. 折碎 物料受弯曲应力作用而破碎。被破碎物料承受集中载荷作用的二支点简支梁或多支点梁，当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时，即被折断而破碎，其工作原理见图 11 (d) (e)。4. 冲击破碎 物料受冲击力作用而破碎。见图11（F）它的破碎力是在瞬间作用的，具有破碎效率高、破碎比大、能量消耗小。5磨碎 物料与运动的工作表面之间受一定的压力和剪力作用后，其剪切力达到物料的剪切强度极限，物料便破碎，或物料彼此之间的剪切、磨削作用而使物料破碎，见图11（g）。目前通用破碎机的结构应保证满足上述的破碎方式。每一种破碎机都应具有上述的一种或多种破碎方式。随着现代化工艺的发展和技术要求的提高，破碎物料有可能需要多种破碎方式的结合。1.4 破碎机的选型目前选矿工业上应用的破碎方法主要是利用机械力的作用。在现代工业的不断发展中，破碎机械也在不断的发展和改进。这些改进主要包括下列方面：减少机器零件本身的重量、制造成本和外型尺寸；减少功耗、提高单位生产率；改善产物的粒度组成；减少机器的磨损及检修费用等。同时也考虑到如何适应被破碎物料的不同硬度及其块度等。现代工业应用中的破碎设备种类繁多，按照使用的粒度范围可将破碎机械分为两类：破碎机和磨碎机。破碎机一般处理较粗的物料，所得的产品是粗粒（一般在3毫米以上），其结构上的特征是破碎部件之间有一定的间隙，不互相接触。一般又可分为粗碎机、中碎机、细碎机。磨矿机所处理的物料较细，产品是细粒（可达0.06毫米或更细），其破碎特点是部件相互接触。所采用的破碎介质是球、棒、砾石或矿块等。这一分类并不是很严格的。目前通用的破碎机分类原则是根据破碎方法、机械的构造特征来划分的，图13是各种主要类型破碎机示意图。 1 2 1 2 3 圆锥式破碎机示意图(a) 颚式破碎机破碎示意图(b) 锤式破碎机破碎示意图(c)（a）1动锥 2定锥 (b) 1固定颚 2动颚闭合时 3动颚开启时 辊式破碎机破碎示意图(d)图 2 常用破碎机原理示意图1、 圆锥式破碎机（如图12a）圆锥式破碎机的主要破碎部件是定锥和动锥，定锥主要有调整套和定锥衬板组成。衬板连同吊钩一起用高锰钢铸成，用V型螺栓悬挂在调整套的筋上，它们之间浇铸锌合金，使之紧密结合，接料漏斗用螺钉固定在调整套上，调整套和支撑套用螺纹联接，而支撑套又用弹簧螺杆压紧在机架上。动锥主要有动锥体、主轴、动锥衬板和分配盘组成，动锥体压装在主轴上，动锥衬板为高锰钢铸件，压套和锥头压在动锥体上，动锥体和衬板间浇注锌合金，使之紧贴，主轴头上安装分配盘，主轴下部成锥型，插入偏心衬套的锥型孔内，当偏心套转动时，就带动动锥做偏旋运动，为了保证动锥偏旋运动，动锥体下部加工成球面，并支撑在碗型轴承上。碗型轴承由碗型轴瓦和轴承座组成，轴承架用方销固定在机架套筒上，动锥所受的全部力量都有机架承受。圆锥破碎机的工作原理是对物料施加挤压力，使物料在两个圆锥之间同时受到剪切应力和弯曲力的作用而被破坏。物料破碎后自由卸料。其生产能力大，动力消耗低。圆锥破碎机按用途可分为粗碎、中细碎两种。用作粗碎的圆锥破碎机又称为旋回破碎机，因为该机需处理尺寸较大的料块，所以进口要求宽大。其动锥是正置的，而定锥是倒置的。用作中细碎的圆锥破碎机有两种。常规型圆锥破碎机，又称为菌型圆锥破碎机，其处理的物料为经过粗碎的，故进料口不需很大，但要求加大卸料范围，以提高生产能力。对破碎后的产品要求具有比较均匀的粒度，所以定锥和动锥都是正置的。2、颚式破碎机（如图 12b）颚式破碎机定颚动颚上都装有衬板，衬板上有齿牙，有助于破碎物料。衬板的作用是防止定颚、动颚受到磨损。心轴的两端有轴承支撑，其上安装有连杆。连杆的连杆头与杆身分开制造。电动机通过V带带动带轮及偏心轴。在连杆下端的凹槽中，装有推力板支座，前推力板和后推力板分别支撑在支座上，上方有楔铁压紧。在后推力板和后支座之间，有一组垫板，用来调整排料口宽度。增加垫板厚度，使推力板和动颚向左方偏移，排料口减小。反之，减小垫板厚度，排料口将增大。为了防止破碎机超负荷运行导致破碎机损坏，在零件设计计算时，将后推力板制成最薄弱的一个环节，过负荷时使它首先折断，以保护轴承及机器其它部分不受损坏，通常后推力板由铸铁制成，并在中间钻孔或切槽来减小其断面尺寸，过载时它们首先折断。这种保险装置的缺点是出现事故后处理较为复杂，停车时间长。颚式破碎机是靠可动颚板周期的压向固定的颚板，将夹于其中的物料破碎。它具有结构简单，制造容易，工作可靠，维护方便等优点。广泛应用于各工业部门。颚式破碎机通过动颚绕固定轴心周期的摆动，使其靠近或离开固定颚，造成矿石受挤压、破裂、弯曲而破碎。破碎后矿料从排料口排出。按颚式破碎机动颚的运动轨迹，可分为简单摆动颚式破碎机和复杂摆动颚式破碎机。简单摆动颚式破碎机主要用于粗碎，复杂摆动颚式破碎机用于中、细碎。3、冲击式破碎机 （ 如图 12C）锤式破碎机和反击式破碎机都属于冲击式破碎机。锤式破碎机中物料受高速回转的锤头冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而使物料破碎。反击式破碎机中其物料受高速运动的板锤的打击使物料向反击板高速冲击，以及物料之间的相互撞击而粉碎。冲击式破碎机都有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤，当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁。两者都是冲击破碎，所不同的是反击式破碎机中，物料受到更多次的反复冲击而破碎，具有高频冲击的特点。两种破碎机的破碎比都很大，适合于破碎软性物料。（4）辊式破碎机 （如图 12d）物料落到两个相互平行而旋转方向相反的辊子间，物料在辊子表面的摩擦力作用下，被扯进辊子之间，受到辊子的挤压而破碎。辊式破碎机的特点是：生产能力低，要求将物料均匀连续的喂到辊子的全长上，则辊子磨损不均，且所得产品粒度也不易均匀。需要经常修理，对于光面辊式破碎机，喂入料块的尺寸要比辊子的尺寸小的多。故不能破碎大块物料，也不宜破碎坚硬物料，通常作中硬或松软物料的中、细碎。齿面辊式破碎机虽然可以钳进较大块的物料，但也限于中碎时使用，而且物料的抗压强度不能超过60.8MPa，否则齿棱很易折断。按辊子的数目，辊式破碎机可分为单辊、双辊、三辊和四辊四种形式；按辊面形状，可分为光面、槽面和齿面辊式破碎机三种。5、磨机物料经过破碎机破碎后的物料粒度在820mm之间，为了达到生产工艺所需要的细度要求，破碎后的物料还必须经过粉磨机械磨细。粉磨也是现代化工业生产中的重要过程。在选矿、建材、水泥、煤炭、化工、电力、轻工和冶金等工业部门中，都需要磨碎作业，球磨机、振动磨机、气流磨机和其他磨机是这些工业部门中的重要设备之一。而球磨机的应用特为广泛，这类粉磨机的主要部件都是一个缓慢旋转的筒体，筒体内装有磨碎介质，由于球磨机结构简单、操作可靠、维修管理简单、能长期连续运转、对物料适应性强、破碎比大和生产能力大，所以能满足现代化大规模工业生产的需要。但球磨机的缺点比较明显，其工作效率低、体形笨重、研磨体和衬板的消耗量大、操作时噪声大，因而选用粉磨机械时要综合考虑物料的物性、物料磨碎的要求、操作条件、生产环境、机械能耗、工作效率和基建投资等多种因素，进行比较、筛选后才能决定。由于每一种粉磨机械都有其局限性和缺点，在选用设备时必须按上述要求进行比较，选取最合理的粉磨机械。磨机可分为：（1）球磨机 物料在一回转的并装有研磨体的筒体内。筒体在回转过程中将研磨体和物料提升到一定高度后抛落下来，研磨体对物料有较大的冲击和研磨，致使物料粉碎。（2）无介质磨机 物料进入磨机后，有提升板把物料提升到一定高度，然后自由下落，产生冲击作用，物料间的相互摩擦产生磨剥作用。同时物料因粒、块大小的不同，大型物料和楔形衬板撞击，由于楔形衬板的反击作用，防止物料产生轴向大小块的偏析，同时大块物料也能得到均匀分布。自排料端沿下面返回的粗料，也同新加进磨机的物料一样，均匀的落于筒体底部的中心，然后向两边扩散。大块和细料物料在筒体底部沿轴向运动的方向正好相反，于是产生粉磨作用，使物料粉碎磨细。无介质磨机又称为自磨机。（3）盘磨机 从结构上可分为圆盘固定型和圆盘转动型两种。物料由加料口均匀加入，由于离心力的作用，物料在盘磨的边缘，在弹簧力或离心力和磨体本身产生的重力的作用下，将物料挤压和研磨，使物料粉碎磨细。（4） 震动磨机 利用转轴产生高频率的震动，使介质和物料相互碰击而完成破碎作用；（5） 离心磨机 利用高速回转部件和介质产生的离心力完成破碎作用；（6） 气流磨 利用蒸汽、空气或其他气体以一定压力喷入机体内，产生高速旋转的涡流。机体内的物料颗粒随气流高速旋转，并在旋转过程中，颗粒与颗粒之间发生碰撞、冲击和研磨，使物料粉碎磨细。目前在选矿和选煤厂中，一般采用的破碎机大致是：粗碎采用颚式破碎和粗碎圆锥破碎机。中碎采用标准型圆锥破碎机或对辊机，细碎采用短头圆锥破碎机，磨碎采用球磨机或棒磨机，对于脆性物料，常采用锤式破碎机。今年来无介质磨机逐渐用于干式破碎，冲击作用的破碎也在推广。1.5鄂式破碎机的应用及发展1.5.1鄂式破碎机的原理和类型 鄂式破碎机经100多年的实践和不断改进，其结构已日趋完善。我国自50年的摸索和研究，设计资料更加完善，设计方法也更加先进，结构更加合理，产品性能更加优良。由于它具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便等其它破碎机无法替代的优点，至今仍广泛应用于工业各部门，而且我国生产的破碎机还远销世界各地。据不完全统计，我国目前每年生产各型号鄂式破碎机约万台。鄂式破碎机的破碎作业是在两块鄂板间进行的，其中一块鄂板固定在机架上称为定鄂板，另一块装在运动的动鄂体上称为动鄂板，起表面一般为齿形。当动鄂板周期性地靠近与远离定鄂板时，完成破碎与排矿作业。由动鄂、定鄂以及机架侧壁的护板构成破碎空间，因此鄂式破碎机的进料口与排料口均为长方形。破碎机的规格用进料口的宽度为900mm,长度为1200mm的破碎机表示为 9001200 鄂式破碎机。我国制定的复摆鄂式破碎机标准审批稿中，用汉语拼音字头P（破）、E（鄂）及BL。前苏联国标中的B、L（单位为mm）来表示其规格，即PE-BL。前苏联国标中的B、L单位为 dm ,如进料口为900mm1200mm 的复摆鄂式破碎机，我国规格记为 PE-9001200。鄂式破碎机按运动形式分为两种基本形式简摆鄂式破碎机和复摆鄂式破碎机。简摆鄂式破碎机是因为动鄂绕机架上的固定支座作简单的圆弧摆动而得名。复摆鄂式破碎机是因为其动鄂在其它机件下作复杂的一般平面运动而得名，因此动鄂上的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=36。复摆一般制成中型和小型鄂式破碎机的，其破碎比可达=410。随着工业技术的发展和要求，复摆鄂式破碎机已向大型化发展，并有逐步代替简摆鄂式破碎机的趋势。152 鄂式破碎机的构造1、简单摆动鄂式破碎机如下图所示，所有零件都安装在机架1上，它的上部装有两对互相平行的轴承，在第一对轴承中安装轴6，动鄂板5固定在该轴上，并利用轴6及其轴承悬挂在机架上，因此轴6称为动鄂悬挂轴（心轴）。在第二对轴承中装有偏心轴9和安放在轴上的连杆7，在偏心轴两端分别固定着飞轮和皮带轮8。连杆下端有凹槽，推力板7的端部伸入此凹槽内。左推力板的另一端支承在动鄂板的下部，而右推力板的另一端支承在机架后壁相连的特殊挡板上。借助于拉杆11和支持在机架后壁凸缘上的圆柱形弹簧10的拉力，动鄂板的下端经常向机架后壁的方向拉紧，使动鄂板张开时推力板不至于掉下来。图 3 9001200井下简单摆动鄂式破碎机1机架 2、4破碎板 3侧面衬板 5动鄂 6心轴 7连杆 8带轮 9偏心轴 10弹簧 11拉杆 12楔铁 13后推力板 14衬板座 15前推板按规格大小可把鄂式破碎机分为大型、中型、和小型三类。进料口宽度大于600mm者称为大型；进料口宽度为300600mm者称为中型；小于300mm者为小型。动鄂的摆动是借曲柄双摇杆机构来实现的。曲柄双摇杆机构由偏心轴5、连杆6、前推力板（前肘板）15和后推力板（后肘板）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的偏心部分上，前推力板的另一端支承在动鄂后壁下端的肘板座上，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，因而使动鄂绕心轴摆动。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，推力板于水平线所成的倾斜角通常为。鄂式破碎机有工作行程和空转行程，所以电动机的负荷极不均衡。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。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平的提高，今后将在大型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。动鄂轴承和肘板座的支承垫采用手动干油润滑枪定期压入干油润滑。这种简摆鄂式破碎机起动时，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液压简摆鄂式破碎机，它的结构如下图所示。液压简摆鄂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。破碎机分两段起动。首先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，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，但连杆活塞和动鄂不动作。主电动机起动后，立即使电磁换向阀换向，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鄂作往复运动，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。下图为液压简摆鄂式破碎机的液压系统原理图：图 4 12001500分段起动简摆鄂式破碎机的液压系统原理图1压力继电器 2电磁换向阀 3溢流阀 4压力表 5截止阀 6止回阀 7单级叶片泵 8油箱当破碎机进入非破碎物时，作用在连杆活塞上的拉力增大，油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液流阀规定的压力时，油缸下油室的压力油就通过高压液流阀流到油缸上油室，使连杆油缸与活塞分开，动鄂板就停止摆动，从而起到保险作用。如非破碎物自动排出，破碎机可继续工作，但须启动油泵电动机向连杆油缸下油室补充油量。如非破碎物不能自动排出，则应立即停车，进行处理。卸料口的调整采用液压方法进行。调整卸料口时，应在连杆油缸充满油的情况下进行，以便测得准确的卸料口大小。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），启动液压系统的油泵电动机，向位于机架后部的两个水平油缸内充油，柱塞即推动楔铁往前移动，当移动到所需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，靠破碎机的动鄂、推力板和连杆的向后压力将油缸内油压回邮箱，并将拉紧弹簧重新压缩到一定的位置后关闭截止阀。1.5.2复杂摆动鄂式破碎机复杂摆动式和简单摆动式基本相同，都由机架、动鄂板等组成，不同处是动鄂板悬挂轴也是偏心轴，由此连杆也随之取消，推力板也只有一块。其不同之处是复摆鄂式破碎机的动鄂悬挂轴不是固定不变动的，其悬挂轴同时也是曲柄，且只有一个肘板，故又称为单肘板鄂式破碎机。因此复摆鄂式破碎机的结构较简摆鄂式破碎机简单。图 5 复摆鄂式破碎机1楔铁 2弹簧拉杆 3调整座 4推力板 5动鄂 6动鄂板 7固定鄂板 8边护板 9飞轮 10电动机 11小带轮 12机架 13偏心轴 14带轮 如上图为复摆鄂式破碎机。电动机通过10通过小带轮及V带，将运动传给大带轮14，从而带动偏心轴13转动。动鄂5上部内孔两端的双列球面滚子轴承支承在偏心轴上。偏心轴外侧轴颈装有支座主轴承，主轴承外圈与机架12上的镗孔相配合，并用螺栓固定在机架上。在偏心轴两外端部分分别装有大带轮14与飞轮9，以调整破碎机工作时主轴运转速度的波动。动鄂的下部由推力板4支撑，推力板（即肘板）的另一端支承在与机架12的后壁相连的楔铁调整机构3上。可以在由机架侧壁上两凸台构成的滑道中滑动。当需要调整排料口尺寸时，只要调整楔铁上的螺栓，使楔铁上下移动，带动调整座在滑道中前后移动即可完成。推力板4的两端头为同心圆弧的圆柱面，且中部较两端薄些。其两端头圆弧与动鄂5和调整座3上的“”型衬垫接触，在破碎机工作时，两者间为纯滚动，以提高机械运转的机械效率并延长零件的使用寿命。由于推力板与肘板衬垫间为非几何锁合，而是靠动鄂的重量实现重力锁合，因此在机器运转时，由于动鄂产生的惯性载荷，会使推力板与其衬垫周期分离而产生冲击响声，严重时甚至会使推力板从其两端衬垫中脱落。因此在动鄂下端衬垫始终保持贴合状态。按照结构特点可把复摆鄂式破碎机分为三类型，即正悬挂（h0）,零悬挂（h=0）和负悬挂（h0）三种类型。悬挂高度h是从定鄂上端水平面量至曲柄支承轴承中心（又称悬挂点）间的距离。由于一定的型号的破碎机的进料口、排料口尺寸已经标准化，所以较大的悬挂高度将会得到较长的动鄂及较高的机架尺寸，而且也改变了实际参与破碎的动鄂各点距悬挂点的距离，从而影响各点的轨迹性能。因此不同悬挂点高度的复摆鄂式破碎机，将对破碎机的结构和运动性能产生较大的影响。如上图所示，我国生产的鄂式破碎机大多为正悬挂式。由于降低悬挂高度除可降低机器的整体高度减轻机重外，随着悬挂高度的降低，还可改善动鄂上部的轨迹性能以提高机器的性能，因此，建议采用较小的悬挂高度为宜。应该注意，当采用负悬挂结构，且采用很低的悬挂高度时，除使结构设计上带来很多困难外，必须考虑当单块矿石在进料口破碎时，发生动鄂倾翻（此时肘板与其衬垫脱开）的可能性。可见低悬挂复摆鄂式破碎机代表该机构设计的方向。1.5.3 两种鄂式破碎机的结构比较以上两种基本类型的破碎机在工程中得到广泛应用。两者的结构及性能各有下列优缺点。1）由于复摆鄂式破碎机将简摆鄂式破碎机的连杆与动鄂合而为一且只有一个肘板，所以其结构更加简单。具有结构简单、运动可靠、重量轻等优点。2）简摆鄂式破碎机实质上是一个增力六杆机构。特别是当前后推力板的夹角趋于时，可以产生很大的破碎力。因此在大型破碎机中一般采用这种结构，这是复摆鄂式破碎机所不具备的优点。3）复摆鄂式破碎机动鄂上各点的轨迹分布比较合理，其水平行程沿动鄂鄂板面由下至上逐渐加大，正好满足破碎大块物料需加大压缩量的要求，且排料时动鄂下端点向下运动，促进排料以利提高生产能力。简摆鄂式破碎机动鄂鄂板面上各点轨迹分布，正好与复摆鄂式破碎机相反，欲加大上部水平行程以满足破碎大块物料之需要，则下部水平行程将更大，从而造成产品粒度更加不均匀。为消除该缺陷，也有把动鄂悬挂点提高向前移动至破碎腔啮角平分线上，以减小上、下水平行程的巨大差异，但效果不大且加大了机构的尺寸。因此复摆鄂式破碎机比简摆鄂式破碎机的生存率高30%。4）复摆鄂式破碎机的动鄂垂直行程大，加剧齿板与物料间的摩擦作用，这样不但加快了破碎板的磨损，降低其使用寿命，使产品出现粉料，粒度更不均匀，而且使非生产性的能量消耗增加。因此，在复摆鄂式破碎机中采用滚动轴承，且在肘板支承处采用高副纯滚动联接，以提高破碎机的机械效率，降低其单位耗功。因此是否可设计制造出大型的复摆鄂式破碎机，主要取决于是否可提供大型滚动轴承产品。1.5.4主要零部件的结构分析（1）连杆只在简摆破碎机才有连杆，复摆鄂式破碎机连杆与动鄂为一体。连杆在工作中承受很大的拉力，故选用ZG270-500铸钢材料。它由上、下两部分组成，上部分的轴承端盖用大螺栓固定在连杆下部，两者中间镶有耐磨软合金的轴瓦，该轴瓦叫做连杆轴承，它套在偏心轴上。大型破碎机连杆轴承用循环润滑油润滑，并设有冷却水管，以便散去轴承的热量。(2)动鄂及齿板动鄂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。动鄂一般采用铸造结构。为了减轻动鄂的重量，国外采用焊接结构，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鄂。按结构特点，可把动鄂分成箱型结构与非箱型加筋结构两种。1）箱型结构动鄂 支承破碎板的动鄂即为箱型结构。为了铸造工艺的需要及减轻动鄂的重量，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鄂上。由于下部齿板磨损较快，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。2）非箱型加筋结构动鄂 对于型号较小的复摆鄂式破碎机，其动鄂一般做成非箱型加筋结构，以便有效地减轻动鄂的重量。它的上齿板也是通过螺栓、斜铁与动鄂相连。按其横截面形状又可分为“E”型与反“E”型两种。 图 6 动鄂结构剖视图当安装齿板的动鄂前部为平板结构，其后部有若干条加肋板以增强动鄂的强度与刚度，其横截面呈E型结构。这种动鄂的结构特点是当破碎力作用于动鄂使其弯曲时，由于动鄂剖面的中性层靠近动鄂前部安装齿板的一方，使得动鄂后部的加筋板表面承受较大的拉应力，容易使加筋板开裂；当动鄂的横截面呈反“E”型，即动鄂后部为平板结构，前部为加筋板。齿板安装在动鄂加筋板的加工而上。该动鄂剖面的中性层靠近动鄂后部平板的一边，因此，当动鄂受弯曲作用时，其后部平板表面的拉应力值将大大减小。与E型结构相比，相等的动鄂材料得到更充分的利用；当采用零悬挂或负悬挂时，由于动鄂齿板的上端部已位于动鄂轴承处，且不得不采用在动鄂的顶部用粗大的长螺栓、斜铁将齿板与动鄂相接起来，因此给结构设计带来较大的困难。因为动鄂较大的垂直行程产生的齿板与物料间的磨搓，使得齿板在动鄂支承平面上产生滑动趋势，因此将会对固定螺栓产生较大的拉力。实际工程中发生过联接螺栓被拉断的现象。如果巧妙的利用斜面连接原理，则可减小联接螺栓的尺寸并保证其安全可靠。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，特别对后三项影响较明显。齿板承受很大的冲击挤压力，因此磨损得非常厉害。为了延长它的使用寿命，可从两方面来研究：一是从材质上找到高耐磨性能材料；二是合理确定齿板的结构形状和几何尺寸。现有鄂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，形成既坚硬又耐磨的表面，同时仍能保持其内层金属原有的韧性，故它是破碎机上用得着得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，后来又分为三角形和梯形表面。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，生存率提高40%左右，寿命提高5%左右；但破碎力约增加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，也可采用平滑衬板。为了保证产品粒度和形状，通常还是采用三角形或梯形衬板。图 7 衬板齿形a)三角形 b)梯形（3）肘板（推力板）破碎机的肘板是结构最简单的零部件，但其作用却非常重要。通常有三个作用：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，肘板先行断裂破坏，从而保护机器其它零件不发生破坏；三是调整排料口大小，有的简摆鄂式破碎机是通过更换不同长度尺寸的肘板来调整排料口大小的。肘板按结构组成分为组装式和整体式两种。简摆鄂式破碎机使用的肘板为组装式结构。它是由一个肘板体与两个肘板头连接后组装而成的。这样就可以只更换易磨损报废的肘板头以节省易耗件金属。由于用在大型破碎机上的这种肘板较重，因此这种肘板都应设计起吊环。复摆鄂式破碎机上使用的为整体式肘板，因为其重量和尺寸都比较小。图8 肘头与肘垫形式a)滚动型 b)滑动型按肘头与肘垫（或称肘板衬垫）的连接型式，可分滚动型与滑动型两种，如下图所示。肘板与衬垫之间传递很大的挤压力，并受周期性冲击载荷。在反复冲击挤压作用下磨损较快，特别是图1-21b所示的滑动型结构更为严重。为提高传动效率，减少磨损，延长其使用寿命，可采用图1-21a所示的滚动型结构。肘板头为圆柱面，衬垫为平面。由于肘板的两端肘头表面为同一圆柱表面，所以当肘板两端的衬垫表面相互平行时，肘板受力将沿肘板圆柱面的同一直径、并与衬垫表面的垂直方向传递。在机器运转过程中，动鄂的摆动角很小，使得肘板两端支承的肘垫垂直线方向的夹角很小（大大小于其摩擦角），所以在机器运转过程中，肘板与其肘垫之间可保持纯滚动。（4）调整装置调整装置供调整破碎机排料口大小使用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸也不断地变大，产品粒度也随之变粗。为了保证产品粒度的要求，必须利用调整装置，定期地调整排料口尺寸。此外，当要求得到不同的产品粒度时，也需要调整排料口大小。现有破碎机的调整装置有多种多样，归纳起来有垫片调整装置、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 楔铁调整装置是一种比较老式的。它分为立式和卧式两种。立式楔铁调整装置（如下图）。它是借助于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。转动螺栓上的螺母，使调整楔铁3沿着机架4的后壁作上升或下降运动，推动调整座2向前或向后移动，从而推动肘板或动鄂，以达到调整排料口的目的。卧式楔铁调整装置（如下图）。它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，来实现破碎机破碎机排料口的调整。在机架后壁上有后肘座1、楔铁2及有正反螺纹的轴5构成的调整机构，和由电动机3与蜗轮减速器4所构成的传动装置。轴5另一端有手柄6。两种调整方式比较：卧式调整方便，在机器左右侧都能调整，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，因此不能保证两个楔铁同步上升或下降，所以调整不方便，有时甚至卡住。楔铁调整的优点是：能实现无级调整、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和重量都比较大，使机器尺寸增大，调整很费劲，所以只能用于中、小型破碎机。大型鄂式破碎机由于极少调整排料口，所以常用增减肘板座与后壁之间的垫片厚度，或改换不同长度的肘板方法调整排料口尺寸。图 9 立式楔铁调整装置 1肘板 2调整座 3调整楔铁 4机架图 10 卧式楔铁调整装置1-后肘座 2楔铁 3电动机 4减速器 5轴 6手柄2）垫片调整装置 有利用螺栓顶推和利用液压缸顶推两种调整装置。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，加入垫片则排料口减小。顶推肘板座之前，要适当放松拉紧弹簧，松开压紧垫板螺栓。这种方法适用于中、小型破碎机。利用液压缸顶推调整。它是借助液压缸的柱塞，推动后肘座，然后增加或减少垫片的数量，使排矿口减小或增大。然后停止供油，并用螺栓将肘座与后壁压紧。这两种调整装置比较，后者操作灵活、省力、方便，但结构稍复杂些，所以最适合于大中型破碎机。液压加垫片调整装置安装在破碎机侧壁。这种方式除能调整排料口外，同时又能使肘座压紧在后壁上，不必附加压紧螺栓。3）液压调整装置 这里是指液压调整兼液压保险装置的破碎机，它的结构和液压系统是最复杂的。所以，一般以液压缸加垫片调整装置为最合适。此外，也可用更换不同长度（用35个，每两个肘板之间相差510mm）的肘板，来调整排料口间隙。这种调整范围大，调整困难，费时间，一般不用。通过调整装置来改变调整座的位置，就可以改变排料口的大小。调整时，调整座是在其滑座内滑动的。现行采用的滑座有抽屉槽式和箱型梁式两种结构形式。如前面的复摆鄂式破碎机的图所示，调整座滑座即为抽屉槽式结构。调整座如同抽屉可在机架侧墙上由上、下两个凸台构成的抽屉槽中滑动。由于破碎机横向结构和尺寸的限制，将凸台设计成悬臂梁，其受力条件恶劣，工程应用中曾发生过凸台断裂情况。滑座与后墙合二为一的结构，具有结构简单、可靠等优点。（5）保险装置当破碎机落入非破碎物料时，为防止机器的重要零部件发生破坏，通常装有过载保护装置。保险装置有三种：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，动鄂自动复位，不用停车。所以，液压保险装置得到广泛的应用，也是鄂式破碎机发展的趋势之一。但是它必须备有专用的液压系统，且对液压元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都用于大型的简摆鄂式破碎机。中小型复摆鄂式破碎机都以肘板为保险件。设计时故意提高它的许用应力，以便能在机器超载时首先发生破坏，借此达到保险的目的。因为肘板是机器中最简单、最便宜的零件，所以得到了广泛应用且经济有效，但当肘板断裂后，机器将停车，应重新更换新肘板后方可工作。肘板保险件的另一个缺点是由于设计不当，常常在超载时它不破坏，或者没有超载它却破坏了，以致影响生产。因此设计时除应正确确定由破碎力引起的肘板的压力，以便设计出超载破坏的肘板面积外，在结构设计时，应使其具有较高的超载破坏敏感度。肘板通常有下列三种结构：中部较薄的变截面结构；弧形结构；S型结构。其中图a结构在保证肘板的刚度和稳定性的同时，提高其超载破坏敏感度。图b、图c两种结构是利用灰铸铁肘板抗弯性能差这一特性，选择合适的结构尺寸使肘板呈拉伸破坏，显然提高了肘板破坏的敏感度。尽管如此，肘板是否断裂主要取决于计算载荷的确定和截面尺寸计算是否正确。因此从加工制造方便性出发。（6）机架结构破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。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（对铸造机架为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，对整机性能和主要零部件的寿命均有很大的影响，因此，对破碎机机架的要求是：结构简单易制造，重量轻，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，但制造较复杂。从制造工业来看，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，国内外鄂式破碎机的焊接机架采用的越来越多，并且大型破碎机也采用焊接机架。设计时，在保证正常工作的情况下，应力求减轻重量。制造时要求偏心轴轴承中心镗孔，与动鄂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。2 鄂式破碎机的参数经过两个多月的生产实习和毕业设计实习，对鄂式破碎机有了一定的认识；对鄂式破碎机的具体工作过程和在实际生产中的应用有了一定的掌握；对鄂式破碎机的维护和维修具体要求也有一定的掌握。鄂式破碎机（以下简称破碎机）的主参数即决定机器技术性能及与其密切相关的主要技术参数。破碎机的主参数包括转速、生产能力、破碎力、功耗等。其中生产能力、破碎力、功耗除与破碎物料的物理、力学性能以及机器的结构和尺寸有关外，还与实地生产时的外部条件（如装料块度及装料方式等）有关，要作出精确的理论计算是比较困难的。因此，从设计的角度，下面的计算公式将是破碎机最优设计时建立目标函数和设计约束的重要依据。本次对鄂式破碎机的具体设计如下：已知条件:破碎能力为520 TH ,最大入料尺寸为200mm,出料粒度为5060mm.2.1结构参数的确定 （1）进料口与卸料口进料口长度L为宽度B的1.251.6倍。对于大型破碎机，取L=(1.251.6)B,中小型破碎机取L=(1.51.6)B。对于小型破碎机，为了获得较高的生产率和粉碎比，LB值可以选大些，LB=2.55。进料口宽度B=（1.11.25）。是最大给料粒度，这是由破碎机啮住物料的条件所决定的。(建材机械工程手册)进料口宽度B=(1.11.25) =240 mm中、小型破碎机L=(1.51.6)B =384 mm卸料口最小宽度e可以按下式确定：简摆鄂式破碎机： ()B复摆鄂式破碎机：（）B e=（）B =46 mm式中 最大卸料粒度； S 动鄂板的摆动行程（卸料口出的水平行程）。（2）动鄂板摆动行程S与偏心轴的偏心距r在理论上，动鄂板摆动行程S应按物料达到破坏时所需压缩量来决定。然而，由于破碎板的变形，及动鄂板与固定鄂板之间存在的间隙等因素的影响，实际选取的动鄂板摆动行程远远大于理论上求出的数值。在简摆鄂式破碎机中，动鄂板摆动行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大，物料大小是从破碎腔的上部逐渐向下逐渐减小的，所以只要动鄂板上部的摆动行程能够满足破碎物料所需的压缩量就可以。根据实验，破碎腔上部的动鄂板摆动行程大于0.01Dmax，Dmax是最大进料粒度。在复摆鄂式破碎机中，动鄂板摆动行程是破碎腔的上部行程大，下部行程小。根据实验，它的动鄂板摆动行程受卸料口宽度的限制，因为，如果动鄂板下部行程增加到大于卸料口最小宽度的0.30.4倍时，将引起物料在破碎腔下部的过压实现象，容易造成卸料口堵塞，使负荷急剧增大，所以动鄂板下部的摆动行程不得大于卸料口宽度的0.30.4倍。实际上，动鄂板行程是根据经验数据确定的。通常，对于大型鄂式破碎机，S=2545mm，中小型鄂式破碎机，S=1215mm。因此，动鄂摆动行程S=14mm。动鄂板摆动行程确定后，偏心轴的偏心距r可以根据初步拟定的构件尺寸利用绘制机构图的方法来确定。通常，对于简摆鄂式破碎机，Sr(22.2)r。对于复摆鄂式破碎机s=(22.2)r=2.1r,偏心轴偏心距r=6.7（3）破碎腔的形状破碎腔的形状是决定生产率、动力消耗和衬板磨损等破碎机性能的重要因素。破碎腔的形状有直线型和曲线型两种。直线型的破碎腔各连续的水平线间形成的梯形断面面积，向下依次递减，因而造成一种随着物料降落而向下递增的堵塞倾向。这种倾向在物料到达出料口时为最大，这是造成破碎机过载和衬板下端磨损严重的主要原因。直线型的破碎机生产率随卸料区的加深而大大减少。采用曲线型时，已破碎的物料在容积大的破碎区向下降落，这不仅使所有的大块物料容易移动，而且也可以使细小的物料有可能从破碎区内自由卸出，因而不易发生堵塞，衬板磨损减少，生存率大。同时，动鄂板和固定鄂板末端有一段平行带，在较长期工作之后仍可保持平行，故破碎产品较均匀。但目前仍有不少破碎机采用直线型，因为它在制造和修理时都较方便。如下图所示：图1是常用的腔形，应用最多，它的特点是定鄂竖直，动鄂在定鄂的一侧，啮角1824。图2动鄂、定鄂在同一竖直面的两侧，动鄂与竖直面所成夹角为，定鄂与竖直面所成夹角为，啮角=+=1824。该形分三种情况，即，=，当=0时，就是图1的腔形。图 11 常用破碎机腔形图 12 定鄂、动鄂在同一竖直面两侧2.2工作参数的确定1）偏心轴的转速偏心轴转一圈，动鄂板往复摆动一次，前半圈为破碎物料，后半圈为卸出物料。为了获得最大的生产能力，破碎机的转速n应该根据以下条件确定：当动鄂板后退时，破碎后的物料应在重力作用下全部卸出，然后动鄂板立即返回破碎物料。转速过高或过低都会使生产能力不能达到最大值。如下图所示，b为公称排料口，为动鄂下端点水平行程，为排料层的平均啮角。为腔内物料的压缩破碎棱柱体，为排料棱柱体。破碎机的主轴转速n是根据在一个运动循环的排料时间内，压缩破碎棱柱体的上层面（）按自由落体至破碎腔外的高度h计算确定的。而该排料层高度h与下断点水平行程及排料层啮角有关。即排料层上层面（）降至下层面（）,正好把排料层的物料全部排出所需的时间来计算主轴的转速。对于排料时间有不同的意见：一种认为排料时间t应考虑破碎