PE250×400复摆鄂式破碎机设计（三维建模CAD图纸）.pdf

前言前言 破碎机一般都用于矿山行业 破碎机是指排料中粒度大于三毫米的 含量占总排料量 50 以上的粉碎机械 破碎作业常按给料和排料粒度的 大小分为粗碎 中碎和细碎 常用的破碎机械有颚式破碎机 旋回破碎机 圆锥式破碎机 辊式破 碎机 锤式破碎机和反击式破碎机等几种 本论文颚式破碎机的选型设计作一番介绍 并在最后针对实际的一个 设计题目 进行模拟设计 并得出了一个颚式破碎机 PE250X400 的设计模 型 1 设计任务及要求 破碎是大块物料变成小块物料的过程 这个过程是用外力 人力 机 械力 电力 化学能 原子能或其它方法等 施加于待破碎的物料上 克 服物料间的内聚力使大块物料分裂成若干小块 破碎机广泛用于选矿 建 筑材料 冶金 交通建设 城市建设和环保等工业中 在国民经济中占有 重要的地位 1 1 设计条件 1 最大进料粒度 210mm 2 进料口尺寸 250 400 3 排料口调整范围 20 60mm 4 生产能力 8 16t h 5 小批量生产 1 2 设计内容 1 对传动部分主要零件进行设计 校核计算 2 成套图纸与设计说明书 1 3 设计关键 1 进行合理的机构设计 2 形成最佳的设计方案 3 符合人机工程的外观造型 1 4 设计要求 1 安装安全罩 防止人体或异物夹入运动部位 主要机械部位有过 载保险装置 做到人机安全 2 能较好地破碎各种矿石 调整装置应能达到规定的调整范围 3 结构简单 易于折装 运货 4 零件系列化 并且无特殊加工的零部件 以减少制造成本 5 机械整体运转平稳 支承零件有足够的刚度 轴承润滑良好 能 轻快 灵活地运转 6 尽量减少粉尘飞扬 降低噪声 无漏油现象 2 破碎理论概述 2 1 物料破碎 2 1 1 物料破碎概述 从矿山开采出来的矿石称为原矿 原矿是由矿物与脉石组成的 露天 矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在200 1300mm之间 地下矿开采 出来的原矿最大粒度一般在200 600mm之间 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1 5mm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 2 物料破碎原理 带轮与偏心轴固联成一整体 他是运动和动力输入构件 即原动件 其余构件都是从动件 当带轮和偏心轴 2 绕轴线 A 转动时 驱使输出构件 动颚 3 做平面复杂运动 从而将矿石压碎 推力板 动 鄂 板 偏 心 轴 定 鄂 板 图 1 3 复摆颚式破碎机结构图 图 1 4 复摆颚式破碎机机构运动简图 最终破碎粒度是根据产品的用途确定的 需要进行磨矿作业的矿石 应考虑到破碎与磨矿总成本较低来确定破碎产品的粒度 一般较适宜的粒 度为10 25mm 把原矿粒度与破碎产品的粒度的比 称为总破碎比 若 露天矿开采出来的原矿粒度为200 1300mm则破碎作业的总破碎比的范 围为 maxmaxmin 1300 10130 iDd minminmax 200 258 iDd 一台破碎机只能在一定限度的破碎比下才有合理的结构 才能最有效 地工作 因此使一台破碎机达到这样的破碎比是很有困难的 各种破碎机 的破碎比范围见表 1 1 可见 要把原矿破碎到需要的粒度 必须将若干 台破碎机串连进行分段破碎 总破碎比等于各段破碎比的乘积 为了发挥 串联破碎机的破碎能力 不使小块矿石进入破碎机反复进行破碎 因此将 破碎与筛分有机结合 构成合理的破碎工艺流程 表 1 1 各类破碎机的破碎比 破碎机型式 流程类型 破碎比范围 颚式破碎机的旋回破碎机 开路 3 5 标准圆锥破碎机 开路 3 5 标准圆锥破碎机 中型 闭路 4 8 短圆锥破碎机 开路 3 6 短圆锥破碎机 闭路 4 8 2 3 破碎目的和方法 2 3 1 破碎的目的 1 制备工业矿石 大块石料经破碎筛分后 可得到不同要求粒度的碎石 这些碎石可制 备成水泥 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 矿石有单金属矿和多金属矿 并且原矿多为较低的矿石 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 1 5mm 的原料 是有破碎产品提供的 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 再通过磨碎是产品达到要求的粒度和粉末状态 2 3 2 破碎的方法 当外力如挤压 冲击 摩擦和劈等机械力作用在物料上 克服了物料 本身的内聚力时 物料从大块变成小块 这就是物料的破碎 物料的破碎方法主要有以下几种 1 压碎 将矿石置于两个破碎表面之间施加压力后矿石因压应力达到其抗压强 度极限而被破碎 图 2 2a 2 劈裂 矿石受两个楔状物体的劈力作用被破碎 这种方法对矿石的破碎是最 有利的 图 2 2b 3 折断 用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时 矿石就象受集中载荷的 两支点或多支点梁 当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度极限时矿石被折 断 图 2 2c 4 磨碎 矿石与运动丁作表面之间受到一定压力和剪切力时 矿石内的剪切应 力达到其剪切强度极限时 矿石粉碎 图 2 2d 5 冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎 图 2 2e 由于破碎力是瞬 间作用 的 所以破碎效率高 破碎比大 能量消耗大 但锤头磨损严重 图 2 2 矿石的粉碎方法 a 挤压 b 劈裂 c 折断 d 磨碎 e 冲击 2 3 3 破碎比 衡量单台破碎机的破碎效果还可用破碎比表示 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 破碎比有如下几种计算方法 1 破碎比 1 i 用破碎前物料最大平均直径D与破碎后产品最小平均 直径d 之比计算 1maxmin iDd 物料平均直径是指物料长 宽 后的平均值 2 用 2 i 间接表示破碎比 2 i 即破碎机给料口有效宽度和公称排料口 尺寸b 之比 2 0 85 iB b 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 破碎比 2 i 还可以用该破碎机允许的最大给料宽度 max D 与公称排料口 宽度b 之比表示 2max iDb 3 用破碎前后各种粒度混合物料的等值粒度 eq D 之比来计算破碎比 3 i 312 eqeq iDD 2 3 4 破碎流程 图 2 3 典型破碎筛分流程 1 棒条筛 2 旋回破碎机 3 5 5 振动筛 4 中碎机 6 细碎机 7 料仓 8 球磨机 原矿先进入棒条筛 1 进行预先筛分 这样可以把原矿细粒级分出 从 而减轻破碎机负荷 筛分物料进入旋回破碎机 2 经破碎后 所得产品与 1 号筛下物料都落到振动筛 3 上 经筛分后 筛上物料进人中碎圆锥破碎机 简称中碎机 筛下物料落到振动筛 5 上 从破碎机 4 排出的产用落到振 动筛 5 上 经筛分后 筛上物料再进入细碎圆锥破碎机 简称细碎机 里 这样 振动筛 5 既是预先筛分又是检查筛分 检查筛分的作用 是对破碎 机排料进行筛分 其筛孔尺寸大致等于预先筛分筛孔尺寸 筛分不合格的 物料进入细碎机 6 其产品返回到振动筛 5 而筛下合格品落入料仓 7 里 然后送人球磨机 8 振动筛 5 上的不合格物料再进入细碎机 6 这个流程中 细碎机为闭路破碎 旋回与中碎机都是开路破碎 旋 回破碎机为一段破碎 一次破碎 中碎机为二段破碎 二次破碎 细碎机 为三段破碎 三次破碎 整个流程也可称为粗碎段 中碎段 细碎段及磨 碎段 各破碎段给料和破碎产品的粒度范围见表 2 1 表 2 1 破碎段的划分 表 2 1 的划分方法于要适用于颚式 旋回 圆锥 辊式等破碎机 冲击式和锤式破碎机能将 1000mm 的大块物料 一次破碎至 10 一 30mm 以 下 又如自磨机能将 600mm 大块物料 一次破碎到 0 044mm 以下 即一台 机器能完成粗 中细碎或粗 中 细碎及磨碎的全部作业 3 矿石主要机械性能 矿石的机械性能对物料破碎效果 破碎机零部件的磨损 强度和选 择破碎方法等有重要意义 也是破碎机选型和设计的主要考虑因素 如国 内某选厂 企业引进美国底部单缸液压圆锥破碎机时 没能充分结合本厂 办 石很硬或矿石含泥量大 最后导致不能使用 不得不拆除这种破碎机 2 4 破碎机的分类及工作原理 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 1500 500mm 的物料破碎到 350 100mm 2 中碎破碎机 使 350 100mm 的物料破碎到 140 40mm 3 细碎破碎机 使 100 140mm 的物料破碎到 30 10mm 2 按破碎机结构和工作原理分类 常用的破碎机械有颚式破碎机反击式破碎机 冲击式破碎机 复合式 破碎机 单段锤式破碎机 立式破碎机 旋回破碎机 圆锥式破碎机 辊 式破碎机 双辊式破碎机等几种 颚式破碎机 具有结构简单 制造容易 工作可靠 维护方便等特点 虽已问世百 余年 仍然被广泛地采用 名义破碎比 i 3 9 图2 4颚式破碎机工作原理图 1 固定颚板 2 活动颚板 3 偏心轴 4 肘板 颚式破碎机是以挤压方式为主 兼有弯曲 冲击和磨剥作用的破 碎机械 复杂摆动颚式破碎机的工作原理如图2 4所示 两颚板间形成上大下小的 破碎腔 动颚的上端与偏心轴配合 下端与肘板铰接 肘板的另一端则与固定交点 铰 接 当偏心轴回转时 活动颚板的上端作圆形轨迹的运动 下端与肘板铰 接 处作圆弧轨迹摆动 中部则作由圆形到圆弧形逐渐过渡的各种椭圆和近似 于圆弧的封闭曲线运动 使动颚时而靠近固定颚板 时而又离开固定颚板 两颚板靠近时 将其间所夹之物料压碎 离开时 破碎了的物料下落 给 料 由破碎腔上部给入 破碎产品由下部间断排出 这种破碎机因有结构简单 工作可靠和能破碎坚硬物料等优点而被广泛应用于选矿 建筑材料 硅酸 盐和陶瓷等工业部门 到二十 20 世纪 80 年代 每小时破碎 800 吨物料的大型颚式破碎机的 给料粒度已达 1800 毫米左右 常用的颚式破碎机有双肘板的和单肘板的 两种 前者在工作时动颚只作简单的圆弧摆动 故又称简单摆动颚式破碎 机 后者在作圆弧摆动的同时还作上下运动 故又称复杂摆动颚式破碎机 单肘板式颚式破碎机动颚板的上下运动有促进排料的作用 而且其上 部的水平行程大于下部 易于破碎大块物料 故其破碎效率高于双肘板式 它的缺点是颚板磨损较快 以及物料会有过粉碎现象而使能耗增高 为了 保护机器的重要部件不因过载而受到损坏 常将形状简单 尺寸较小的肘 板设计为薄弱环节 使它在机器超载时首先发生变形或断裂 另外 为满足不同排料粒度的要求和补偿颚板的磨损 还增设了排料 口调整装置 通常是在肘板座与后机架之间加放调整垫片或楔铁 但为了 避免因更换断损零件而影响生产 也可采用液压装置来实现保险和调整 有的颚式破碎机还直接采用液压传动来驱动动颚板 以完成物料的破碎动 作 这两类采用液压传动装置的颚式破碎机 常统称为液压颚式破碎机 2 5 破碎机工作效果和影响因素 2 5 1 破碎效果的评定 破碎作业都希望满足以下要求 将所有大块物料都破碎到要求的粒度 破 碎后的产品粒度不要过小于要求粒度 即不要过粉碎 我国指导性技术文件规定 可采用破碎效率为主要指标 细粒增量为 辅助指标 综合评定破碎机的破碎效果 破碎效率按下式计算 100 dd p d 式中 d 破碎效率 有效数字取到小数点后第一位 d 入料中大于要求破碎粒度的的d的含量 d 入料中小于要求破碎粒度d的含量 d 排料中小于要求破碎粒度d 的含量 细粒增量按下式计算 aa 式中 细粒增量 有效数字取到小数点后第一位 a 排料中的细粒含量 a 入料中的细粒含量 细粒粒度的下限规定为0mm 细粒粒度上限d规定如下 对排料粒度大于和等于50mm 的粗碎 采用 13mm 对排料粒度小于 50mm的中碎和细碎 采用0 5mm 2 5 2 影响破碎效果的因素 1 破碎机性能 不同的破碎机 其排料装置结构不同 如颚式破碎机的排料口是随着 动颚的往复运动变化的 齿辊破碎机的弹簧保护装置可使排料口宽度改 变 这样将使产品块度过大 此外 破碎机转速过小 未设蓖条 破碎腔 不合适以及齿板固定方式不好等 也会使破碎效率降低 不同的破碎方式 其破碎效率也不同 2 给料性质 主要指给料硬度 最大粒度 含矸量 水分及合其他硬物的情况 过硬 过大的物块 会使齿辊破碎机的弹簧压缩 排料间隙增大 从而产物中产 生过大块 3 操作管理 给料要均匀 不能过负荷 排料口要调节适当 不可过大 要及时更 换过渡磨损了的衬板和齿辊 否则 都会大大影响破碎效率 物料的过粉碎不仅增加了机器的磨损和无益功的消耗 而且影响破碎 产品质量 造成过粉碎主要是物料与物料间的摩擦 物料与破碎部件间的 摩擦以及已合格的破碎产品不能及时排出等原因 因此 要从这几方面消 除产生过粉碎的不利因素 2 6 颚式破碎机的分类 颚式破碎机出现于 1858 年 它虽然是一种古老的碎矿设备 但它由 于具有结构简单 工作可靠 制造简易 维修方便等优点 所以至今仍在 冶金矿山 建筑材料 化工和铁路等部门获得广泛应用 颚式破碎机在矿山 建材和基建部门主要用作粗碎机和中碎机 按照 给料口的大小 分为大 中 小三种类型 给料口宽度大于 600mm 的为大 型机 给料口宽度在 300 600mm 的为中型机 给料口宽度小于 300mm 的 为小型机 颚式破碎机的工作部分是两块颚板 一是固定颚 垂直 或上端略外 倾 固定在机体前壁上 另一是活动颚板 位置倾斜 与固定颚板形成上 大下小的破碎腔 工作腔 活动颚板对着固定颚板作周期性的往复运动 时而分开 时而靠近 分开时 物料进入破碎腔 成品从下部卸出 靠近 时 使装在两块颚板之间的物料受到挤压 弯折和劈裂作用而破碎 图 2 5 颚式破碎机的主要类型 a 简单摆动式 b 复杂摆动式 1 一定颚 2 一心轴 3 一偏心轴 4 一动颚 5 一连杆 6 一推力板 颚式破碎机按照活动颚板的摆动的方式的不同 可以分为简单摆动式 颚式破碎机 复杂摆动式颚式破碎机和综合摆动式颚式破碎机三种 简单摆动颚式破碎机的工作示意图见图2 5a动颚4 悬挂在心轴2 上 可做左右运动 偏心轴 3 旋转时 连杆 5 做上下往复运动 实现破碎和卸 料 此种破碎机采用曲柄双连杆机构 虽然动颚上受有很大的破碎反力 而其偏心轴和连杆却受力不大 所以工业上多制成大型机和中型机 用来 破碎坚硬的物料 此外 这种破碎机工作的时候都是以心轴为中心的圆弧 圆弧半径等于该点至轴心上的距离 上端圆弧小 下端圆弧大 破碎效率 较低 其破碎比 i 3 6 由于运动轨迹简单 故称为简单摆动式颚式破 碎机 简单摆动式颚式破碎机由电动机用过 V 带带动偏心轴转动 所用的电 动机有高压和低压两种 工程上 这种破碎机多用做粗碎和中碎各种坚硬 的矿石 简单摆动式颚式破碎机的优点是 结构紧凑简单 偏心轴等传动部件 受力较小 由于动颚垂直位移较小 加工时物料较少有过度破碎的现象 但动颚颚板的磨损较小 简单摆动式颚式破碎机的动颚的摆动幅度上小下大 一般上部进料口 的水平位移与垂直位移只有下部出料口的 1 2 左右 不利于对已经装入 物料块的夹持与破碎 也不能够对下部充分供料 造成破碎腔下部盛料不 足 降低了生产率 此外 由于下端摆动幅度大 卸出的物料块大小不均 匀 造成质量欠佳 复杂摆动颚式破碎机的工作示意图见图 2 4b 动颚 4 上端直接悬挂在 偏心轴 3 上 作为曲柄连杆结构的连杆 由偏心轴的偏心直接驱动 动颚 的下端铰接着推力板 6 支撑到机架的后壁上 当偏心轴旋转时 动颚上各 点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线 半径等于偏心距 逐渐向下变成椭圆 形 愈向下部 椭圆形愈偏 直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线 图 2 6 由于这种机械上各点的运动轨迹比较复杂 故称复杂摆动式颚式破 碎机 图 2 6 复摆颚式破碎机动颚各点轨迹 复杂摆动颚式破碎机工作时 偏心轴作逆时针旋转 因此 对所装入 的物料块有向下推并夹持的作用 在动颚的整个往返摆动过程中 顶部的 水平摆动约为下部出料口的 1 5 倍 而垂直摆幅则下部略大 就整个动颚 而言 垂直摆动为水平摆动的 2 3 倍 由于水平摆动幅度上大下小 有 利于对上部的的块物料进行破碎 并使整个破碎腔内的物料受到的破碎力 比较均匀 由于垂直摆动幅度下大上小 有利于整块动颚作复杂运动 因 此 对物料块不但起到挤压 劈裂 弯折作用 还能起碾搓作用 故可破 碎一些稍微粘湿的物料 复杂摆动颚式破碎机 由于偏心轴的负载大 一般都制成中型或小 型机 目前也朝大型机的方向发展 在工程上适用于破碎中等硬度的石块 作为中碎设备 破碎比较大 可达到 10 图2 7 复杂摆动颚式破碎机 1 机架 2 可动颚板 3 固定颚板 4 5 破碎齿板 6 偏心传动轴 7 轴孔 8 飞轮 9 肘板 10 调节楔 11 楔块 12 水平拉杆 13 弹簧 图2 7所示为复杂摆动颚式破碎机 当破碎机工作时 飞轮8带动偏心 轴6转动 由于其偏心作用 悬挂在它上边的动颚2在肘板9的制约下 相 对于固定颚板往复地做一种复合摆动运动 当动颚板2 靠近固定颚板3时 物料被破碎 在破碎过程中 当动颚被推向前方时 拉杆12末端的弹簧13 受压缩 因而可以帮助动颚后退至原来位置 水平拉杆的作用还在于阻止 动颚往返运动时肘板9不致脱落 复杂摆动颚式破碎机与简单摆动式颚式破碎机相比 优点 1 质量较轻 构杆较少 结构更紧凑 2 破碎腔内充满程度较好 所装物料块受到均匀破碎 加以动颚下端 强制性推出成品卸料 故生产率较高 比同规格的简单摆动式颚式破碎机 的生产率高出 20 30 3 物料在动颚下部有较大的上下翻滚运动 容易呈立方体的形状卸出 减少了像简单摆动颚式破碎机产品中那样的片状成分 产品质量较好 缺点 由于这种破碎机的动颚垂直摆动幅度较大 物料对颚板的磨削 作用严重 颚板磨损快 增大了能量消耗 加剧了物料的过度破碎 产生 的粉尘也较多 2 7 颚式破碎机使用范围和主要参数 破碎机主要用于冶金 矿山 化工 水泥 建筑 耐火材料及陶瓷 等工业部门作中碎和细碎各种中硬矿石和岩石用 破碎机最适宜于破碎抗 压强度不高于 300MPa 兆帕 的各种软硬矿石 被破碎物料的最大块度 不得大于技术参数表所规定 表 2 2 颚式破碎机主要技术参数 规格型号 最大进料粒度 mm 出料口调整范围 mm 产量 T H 电机功率 外形尺寸 mm 长 宽 高 PEF150 250 125 10 40 1 3 5 5 720 700 856 PEF200 300 180 15 50 2 6 7 5 100 800 1025 PEF200 350 180 18 70 3 10 11 1100 900 1125 PEF 250 400C 210 20 80 4 14 15 1150 1075 1340 PEF 250 400B 210 25 60 5 20 15 1310 1118 1145 PEF 400 600 350 40 100 8 40 30 1700 1742 1530 PEF 500 750 425 50 100 30 90 55 1930 2062 1852 PEF 600 900 480 65 160 50 190 75 2792 3828 2525 PEF 900 1060 685 230 290 100 250 110 2958 4128 2659 PEF 150 750 120 10 40 8 30 15 1380 1658 1025 PEF 250 750 210 15 50 15 40 30 1420 1921 1528 PEF 250 1000 210 15 50 15 40 37 1550 1964 1380 2 8 颚式破碎机的发展简况 动的颚式破碎近几年来 随着露天矿开采比重的增加 以及大型电铲 挖掘机 大型矿用汽车的采用 而露天矿运往碎矿车间的矿石块达到 1 5 2 0 米 同时 由于原矿石的品味日趋降低 要想保持选矿厂原有 的生产能力 就得大大增加原矿石的开采量和碎矿量 因此颚式破碎机正 在向大型的方向发展 目前 国外制造的最大规格的颚式破碎机是 3000 2100 毫米 简摆 给矿块度为 1800 毫米 生产能力为 1100 吨 台时 2100 1670 毫米 复摆 排矿口为 355 毫米时 其生产能力为 3000 吨 台时 随着耐冲击的大型滚动轴承的出现 国内外有采用复摆颚式破碎机代 替简摆破碎机的趋势 这是因为在条件相当的情况下 前者较后者生产能 力提高 30 在两者生产能力相同时 前者比后者重量减轻 20 30 但 是 复摆颚式破碎机的结构方面还存在某些问题 尚待研究改进 应当看到 近年来由于我国大型滚动轴承材质的提高 以及井下粗 矿设备的需要 复摆颚式破碎机也有向大型发展的趋势 随着设备规格的大型化 一般颚式破碎机的调整装置和保险装置必 然要采用新的机构 因此 当前颚式破碎机发展的另一个趋势 就是排矿 口大小采用液压调整机构 不仅简单迅速 并在工作中随时可以根据需要 进行调整 同时 机器的超负荷的保险装置也采用液压机构 以达到安全 可靠 亦不损坏推力板 而且故障排除后 机器立即恢复工作 国内外都 在大力发展这种液压颚式破碎机 我国在生产 900 1200 液压简摆颚式破 碎机 并在莱芜铁矿和罗茨铁矿投入生产使用 生产实践证明 液压颚式 破碎机的保险机构和调整机构 达到了安全保险和调整方便的目的 情况 良好 深受岗位工人的欢迎 在提高颚式破碎机的破碎效率方面 除了在原有设备的结构上作局 部改进 如 增加破碎腔高度 提高生产能力 减小排矿口 增加破碎比 增加动颚摆动速度 以提高设备生产能力和改进产品质量以外 目前 各 国都在研试新型结构的破碎机 如 冲击颚式破碎机 双动颚的颚式破碎 机和液压传动式破碎机机等 3 颚式破碎机参数的选取和计算 3 1 颚式破碎机的结构及运转 电动机通过小带轮及三角带 将运动传递给大带轮 从而带动偏心轴 转动 动颚上部内孔两端的双列调心滚子轴承支承在偏心轴上 偏心轴外 侧轴颈支座支承主轴承 主轴承外圈与机架上的镗孔相配合 并用螺栓固 定在机架上 在偏心轴两外端分别装有大带轮和飞轮 以调整破碎机工作 时主轴的运转速度的波动 使其运转平衡 动颚的下部由肘板 推力板 支撑 肘板的另一端支承在与机架的后壁相连的调整机构上 调整机构中 的调整座可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 只需要增减调整垫片的多少 使调整座在滑道中前后移动即可完 成 有的机构上采用的是楔铁调整装置或液压调整装置来调整排料口的尺 寸 3 2 基本参数的选取与计算 为了保证颚式破碎机运动的可靠性和经济性 在设计时必须正确的确 定它的结构参数和工作参数 并以此作为计算零件强度的基础 3 2 1 给矿口尺寸 由于给定最大进料粒度 max D 210mm 对于小型破碎机的给矿口宽度 B B 1 1 1 25 max D 1 1 1 25 210 231mm 262 5mm 取 B 250mm 为了获得较高的生产率 将破碎机的给矿口长度取大一些 取 L 400mm 3 2 2 钳角 破碎机的动颚与固定颚之间的夹角称之为钳角 当物料破碎时 必须 使物料块既不向上滑动 也不会从矿中跳出来 为此 钳角 应 该保证 物料块与颚板工作表间产生足够的摩擦力以阻止物料被挤出去 图 3 1 物料块受力分析 图 3 1 表示从力学角度推算钳角的计算图式 当物料能被夹持在破碎 腔内 不被推出机外时 这些 力应相平衡 即在 x y 方向的分力之和应 该等于零 即 x 方向 0 sin cos 1 1 2 p p p y 方向 sin cos 1 1 2 p fp fp 联合以上两式可得 2 1 2 f f tg 由 tg f 故 2 tg tg 式中 钳角 物料与颚板间的摩擦角 f 物料与颚板间摩擦系数 为 了 保 证 破 碎 机 工 作 是 物 料 块 不 致 被 推 出 机 外 必 须 令 2 2 arctgf 一般情况下 18 22 不宜超过 23 正确的选择钳角对于提高破碎机的破碎效率具有很大的意义 减小钳 角可使破碎机的生产能力增加 但会引起破碎比的减小 增大钳角 虽可 增大破碎比 但同时又减少生产能力 因此 在选择钳角时 应当全面考 虑 在此 初取 0 20 3 2 3 动颚排矿口处行程 L S 动颚摆动行程 s 是破碎机最重要的结构参数 在理论上 动颚摆动行 程应按物料达到破坏时所需之压缩量来确定 然而 由于破碎板的变形 及其与机架间存在的间隙等因素的影响 实际选取的动颚摆动行程远远大 于理论上求出的数值 目前 常用下端水平行程的计算公式有 min 241 0 8 b S L 下端点许用水平行程 85 0 1415 0 B S L 式中 min b 最小排料口尺寸 mm B 进料口尺寸 mm 由 min 241 0 8 b S L 8 0 241 20 12 82mm 85 0 85 0 250 145 0 1415 0 B S L 15 45mm 实际上 动颚行程是根据经验数据确定的 通常对于大型颚式破碎机 S 25 45mm 中小型颚式破碎机 S 12 15mm 在此 参照颚式破碎机现有的设计经验 初取 L S 14 5mm 0 零悬挂 h 0 和负悬挂 h 18 则合理 3 3 2 生产能力 Q 待碎物料堆积密度为 1 6 3 m t 抗压强度为 150mpa 的矿石 自然状 态 tg d S L n Q L 60 式中 Q 破碎机生产率 t h n 主轴转速 r min L S 动颚下部的水平行程 m d 破碎产品的平均粒径 m 2 2 s b d b 排矿口宽度 m 破碎产品的松散系数 一般 0 25 0 70 破碎硬矿 石 可取小值 破碎不太硬矿石 则取大值 矿石的堆积密度 3 m t 一般假定 3 6 1 m t 钳角 2 2 s b d 2 0145 0 04 0 2 0 04725 m 取 4 0 则 tg d S L n Q L 60 7 19 6 1 4 0 04725 0 0145 0 4 0 300 60 tg 8 82t h 复摆式颚颚式破碎机的生产率要再增加 25 则实际生产能力 03 11 25 1 82 8 实 Q t h 3 3 3 最大破碎力 max F k tg b B F B 034 0 max 式中 max F 最大破碎力 N B 抗压强度 2 cm N k 有效破碎系数 对中小型 k 0 34 0 48 L b B 的单位是 cm 取 4 0 k 2 15000 150 cm N mpa B 则 k tg b B F B 034 0 max 4 0 15000 7 19 40 4 25 034 0 tg 478589 9N 479KN 当计算破碎力零件强度时 考虑冲击载荷的影响 应将 max F 增大 50 故破碎机的计算破碎力为 max 1 51 5479718 5 js pF KN 3 3 4 功率 P 4 max 10 6 cos n s k F P m e 式中 P 计算功率 KW max F 最大破碎力 KN m s 动颚褚点水平行程平均值 mm n 主轴转速 r min 钳角 机器总效率 可取 0 81 0 85 e k 等效破碎系数 对中小型 e k 0 27 0 37 取 0 83 e k 0 3 m s 14 5mm 则 4 max 10 6 cos n s k F P m e 83 0 10 6 7 19 cos 300 5 14 3 0 479 4 11 8KW 在选取电动机时 应使电动机功率有一定的富裕 故选取功率为 15KW 的电动机 通常 V 带传动的传动比 i 2 4 所以 电动机的转数 电机 n 2 4 轴 n 2 4 300 600r min 1200r min 查 实用机械设计手册 选择 Y 系列封闭式三相异步电动机 同步转 速在 660 1320r min 之间的转速有 750r min 和 1000r min 在设计中优 先选取同步转速为 1000r min 的电动机 由 实用机械设计手册 查得电动机的型号 Y180L 6 其主要参数如下 功率 转速 效率 功率因数 15KW 970r min 89 5 0 81 电动机伸出轴直径 D 电动机伸出轴长度 E 42mm 110mm 表 3 1 电动机主要参数表 3 4 机构各杆长的确定 图 3 3 机构尺寸设计图 如图 3 3 所示已知 破碎腔高度 H 500mm 钳角 7 19 偏心距 1 l r 7mm 传动角 50 根据几何关系 可估算出连杆 2 l 和肘板 3 l 的长度 mm H l 531 7 19 cos 500 cos 2 取 2 l 540mm sin 1 2 3 l l l 7 19 sin 7 540 180mm 取 3 l 200mm 则支座 O C 间的垂直水平距离 oc oc x y 为 cos cos 3 1 2 l l l y oc 50 5 19 cos 200 7 19 cos 7 540 432mm sin sin 1 2 3 l l l x oc 7 19 sin 7 540 50 7 19 sin 200 8mm 机架位置参数 mm x y l oc oc 432 8 432 2 2 2 2 4 1 1 432 8 4 arctg y x arctg oc oc 在此四杆机构中 曲柄 1 l 转动 且为最短杆 2 l 为最长杆 mm l l 547 7 540 2 1 mm l l 632 432 200 4 3 则满足周转副条件 4 颚式破碎机主要零件结构尺寸设计 4 1 带传动设计 查 机械设计手册 选用窄 V 带传动 电动机型号 Y180L 6 功率 P 15KW 转速 n 970r min 传动比 i 3 每天工作 12 小时 4 1 1 确定计算功率 ca P P K P A ca 式中 ca P 计算功率 kw P 传递的额定功率 例如电机的额定功率 KW A K 工作情况系数 由 机械设计手册 表 14 1 12 查得 A K 1 4 P K P A ca 1 6 15 21kw 4 1 2 选用窄 V 带带型 根据 ca P n 查 机械设计手册 由表 14 1 3 确定选用 SPB 型 4 1 3 确定带轮基准直径 查 机械设计手册 由表 14 1 18 和表 14 1 19 取主动轮基准直 径 1 d d 200mm 所以 从动轮直径 2 d d mm d i d 600 200 3 1 验算带轮速度 s m s m n d v d 35 15 10 1000 60 970 200 14 3 1000 60 1 1 所以 带的速度合适 4 1 4 确定窄 V 带的基准长度 d L 和传动中心距a 根据 2 7 0 2 1 0 1 d d da d d d a d d 初步确定中心距 mm a 1100 0 计算带所需的基准长度 0 2 1 2 1 2 0 4 2 2 a d d d d a L d d d d d mm mm 4 3492 1100 4 200 600 200 600 2 1100 2 2 查 机械设计实用手册 由表 14 1 7 选择带的基准长度 d L 3150mm 计算实际中心距a 2 0 d d L L a a mm 929 2 3492 3150 1100 4 1 5 验算主动轮上的包角 1 3 57 180 1 2 1 a d d d d 120 3 155 5 53 929 200 600 180 所以主动轮上的包角合适 4 1 6 计算窄 V 带的根数 Z L a ca K K P P P Z 0 0 式中 a K 包角系数 L K 长度系数 0 P 单根 V 带的基本额定功率 0 P 单根 V 带的额定功率的增量 由 n 970 min 1 d d 200mm i 3 查 机械设计实用手册 表 14 1 17d 和表 14 1 13 得 0 P 3 77KW 0 P 0 30KW a K 0 95 查 机械设计实用手册 表 14 1 15 L K 1 0 则 L a ca K K P P P Z 0 0 0 1 95 0 30 0 77 3 21 5 3 取 Z 5 根 考虑破碎机经常不满载工作 4 1 7 计算预紧力 0 F 2 0 1 5 2 500 v q K Z v P F a ca 查 机械设计手册 表 14 1 14 得 m kg q 20 0 故 2 0 1 5 2 500 v q K Z v P F a ca N 8 357 15 10 20 0 1 95 0 5 2 5 15 10 21 500 2 4 1 8 计算作用在轴上的压轴力 p F 2 sin 2 1 0 F Z F p 式中 Z 带的根数 0 F 单根带的预紧力 N 1 主动轮的包角 2 sin 2 1 0 F Z F p N 3495 2 3 155 sin 8 257 5 2 4 1 9 带轮的结构设计 图 4 1 带轮的结构设计 由表 14 1 24 查的小带轮结构为轮辐式 材料为 HT200 与 V 带轮配合 处的轴径为 mm d 90 基准宽度 d b 14 0mm 基准线上槽深 min a h 3 5mm 基准线下槽深 min f h 14 0mm 槽间距 e 19 0 4mm 第一槽对称面至端面的距离 f 12 5 2 1 mm 最小轮缘厚 min 7 5mm 3 1 290 a nz P h 式中 P 传递的功率 KW n 带轮的转速 r min a z 轮辐数 带轮宽 B B Z 1 e 2f 8 1 19 2 12 5 158mm 外径 a d a d h d 2 2 600 2 4 608mm 轮槽角 因为 600 d a 可取 30 38 其他 mm h d d f da 572 14 2 600 2 mm d D 557 5 7 2 572 2 1 L 164mm 3 1 290 a nz P h mm 77 6 300 96 0 164 290 3 mm h b 31 4 0 1 1 mm h h 62 8 0 1 2 mm h b 25 4 0 2 2 4 2 偏心轴的设计 材料 偏心轴的材料选用 40 r C 参数 许用扭切应力 T 35 55MPa 0 A 112 97 4 2 1 初步计算直径 3 0 n P A d 式中 P 轴传递的功率 KW n 轴的转速 r min 电机 P P V 带传动的效率 96 0 电机 P P KW 4 14 96 0 15 3 0 n P A d mm 7 40 300 4 14 112 3 因为轴截面上开有一个键槽 所以轴径应增加 3 7 故 d 40 7 1 07 43 5mm 因破碎机工作时的冲市载荷很大 又有强烈的振动 所以必须加大轴 的直径 参考现有的各种破碎机设计经验 取 d 67mm 4 2 2 偏心轴结构设计 此偏心轴选用一般阶梯长轴 按轴在机架上的安装情况和结构要求 机架轴颈处取 1 95 dmm 为了使零件能够很好的轴向固定 在机架上的轴承与皮带之间加装圆螺 母 其作用是 与轴肩 轴环配合使用 作轴上零件的双向固定 适用于 两零件端面距离不太大 使用套筒不方便时 查 简明机械设计手册 选用螺母 M115 2 GB812 1988 材料 45 号钢 槽或全部热处理 表面氧化 基本参数 2 100 dmm 3 120 dmm 4 130 dmm 动颚宽度为 1200mm 两端有密封零件及轴承透盖 初定轴的结构如 图 4 2 所示 图 4 2 初定轴的结构 4 3 动颚结构分析 动颚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 动颚一般采用铸造结构 也可采用焊接结构 但由于其结构复杂 因此对焊接工艺的要求较高 现尚未有使用的 按结构特点 可把动颚分成箱型结构和非箱型加筋结构两种 1 箱型结构动颚 为了铸造工艺的需要及减轻动颚的重量 可在箱型梁壁及加筋隔板上 开孔若干个齿板通过长螺栓和斜铁块固定在动颚上 由于下部齿板通过磨 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 对于型号较小的复摆颚式破碎机 其动颚一般做成非箱型加筋结构 以便有效的减轻动颚的重量 动颚按其横截面形状有 E 型与反 E 型 两种 安装齿板的动颚前部为平板结构 其后部有若干条加筋板已增加动颚 的强度与刚度 其横截面呈 E 型 故称 E 型结构 这种动颚的缺点是当破 碎力作用于动颚使其弯曲时 容易使加筋板开裂 另一种动颚的横截面呈反 E 型 即动颚后部为平板结构 前部为 加筋板 齿板安装在动颚加筋板的加工面上 该动颚剖面的中性层靠近动 颚后部平板一边 因此当动颚受弯曲作用时 其后部平板表面的拉应力值 将大大减少 与 E 型结构相比 相等的动颚材料得到更充分的利用 当动颚采用零悬挂或负悬挂时 由于动颚齿板的上端部已位于动颚轴 承外且不得不采用在动颚的顶部用粗大的长螺栓 斜铁将齿板与动颚相接 起来 因此结构给设计带来较大困难 而在此 采用图 4 3 所示动颚的结 构设计 则能很好的解决这个问题 动颚材料选用 ZG310 570 图 4 3 动颚结构剖视图 4 4 密封装置 4 4 1 机械设备的泄漏 在工程实际中 泄漏现象屡见不鲜 生产设备的泄漏造成多方面的危 害 设备中工作介质的泄漏 会造成物料浪费 有时可能污染环境 易燃 易爆 剧毒 腐蚀性 放射性物质泄漏将危害人身安全 引起设备事故 环境中的气 水和粉尘等侵入设备会污染工作介质 影响产品质量或剧烈 零件磨损 缩短机器寿命 机械的内部泄漏影响容积效率 甚至工作失效 4 4 2 密封机理 防止工作介质从机器和设备中泄漏或防止外界杂质侵入机器和设备 内部的一 种装置或措施称为密封 被密封的工作介质可以是气体 液体或粉状固体 密封性能常是评价机械产品质量的一个重要指标 密封的功能是阻止泄漏 造成泄漏的原因主要有两方面 一是密封面 上有间隙 二是密封两侧有压力差 消除或减小任一因素都可以阻止或减 小泄漏 但就一般设备而言 减小或消除间隙是阻止泄漏的主要途径 密 封的作用就是将结合面间的间隙封住 隔离或切断泄漏通道 增加泄漏通 道中的阻力 或者在通道中加设小型做功元件对泄漏物质造成压力 与引 起泄漏的压差部分抵消或完全平衡 以阻止泄漏 4 4 3 密封的选型 密封结构种类繁多 所采用密封机理也各不相同 因而 对于任何具 体应用 都必须进行细致的衡量 然后作出选择 选择是必须考虑压力温 度速度腐蚀情况及材料等因素 要作出正确的选择 其首要条件是正确地 认识所要解决的密封问题 各种形式的密封 均有其特点和使用范围 设计密封时应先进行分析 比较 查 机械设计手册 第四册表 33 1 4 中列出的各种密封方法 结合颚式破碎机工作的实际情况 选择迷宫式密封 其特点是 使用条件 优 转动 优 往复运动 优 耐压性 优 耐高速性 优 耐热性 优 耐寒性 优 耐久性 优 4 4 4 密封用材料 密封材料应满足密封功能的要求 由于被密封的介质不同 以及设备 的工作条件不同 要求密封材料具有不同的适用性 对密封材料的要求一 般是 1 材料致密性好 不易泄漏介质 2 有适当的机械强度和硬度 3 压缩性和回弹性好 永久性变形小 4 高温 厂不软化 不分解 低温下不硬化不脆裂 5 抗腐蚀性能好 在酸碱油等介质中能长期工作 其硬度和体积变 化小且不粘附在金属表面上 6 摩擦系数小 耐磨性小 7 具有与密封面贴合的柔软性 8 耐老化性好 经久耐用 9 加工制造方便 价格便宜 取材容易 显然 任何一种材料要完全满足上述要求是不可能材料能够满足上述 大部分要求 此设计所选的迷宫式密封选用的材料是有色金属 4 4 5 迷宫密封 迷宫密封式利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道使 工作介质 产生节流效应 以限制泄漏的非接触式动密封 迷宫式密封的特点 1 密封性能较好 特别是高速小密封性能更好 可以做到封严不漏 2 对一般密封所不能胜任的高温高压高速和大尺寸密封部位特别有 效 3 维修简单 如若密封件加工和组合良好 在运行中一般不会出现 故障 不需经常维修 4 密封零件与机器其它零件一起设计制造 5 无摩擦 功耗少 使用寿命长 无需采用其它密封材料 6 但是密封零件加工精度要求高 装配较为困难 此外 由于间隙 小 机器运转不良时会发生摩擦磨损 从而降低密封性能 4 5 飞轮的设计 颚式破碎机是间歇工作的机器 因而必然回引起阻力的变化 使其电 动机的负荷不均匀 形成机械效率的的波动 为了降低电动机的额定功率 且使机械的效率不致波动太大 故在偏心轴上装飞轮 飞轮在空行程时储 存能量 这样就可以使电动机的负荷均匀 飞轮的转动惯量为 平 2 1 102 N t J 式中 J 飞轮的转动惯量 2 s m N t 动颚在空行程时间 s 机械效率 平 飞轮的平均角速度 min r 速度不均匀系数 对于中小型颚式破碎机 可取 0 03 0 05 根据理论力学知道飞轮的飞轮矩为 gJ mD 4 2 将飞轮的转动惯量表达式代入上式中 则得到飞轮的质量 2 2 1 2 102 4 4 D N t g D gJ m 平 式中 m 飞轮的质量 Kg g 重力加速度 2 81 9 s m g D 飞轮的直径 m 对于复摆颚式破碎机 空转时间 1 t 近似等于有载运转时间 2 t 偏 心轴回转一周的时间 n t 60 则 n t t 30 2 1 将上述各值带入上式 简化后可得 2 3 6 10 11 D n N m 为了使飞轮与皮带轮平衡 则飞轮的名义直径 D 取值接近于皮带轮的 基准直径 在此取 mm D 650 已知 s r n KW N 300 15 则 2 3 6 10 11 D n N m 2 3 6 65 0 04 0 300 85 0 15 10 11 Kg 4 307 通常 飞轮实际的质量 0 m 约为理论质量G 的 1 2 1 3 倍 即 2 1 0 m 369 4 307 3 1 Kg 400 取 Kg m 400 0 5 颚式破碎机主要零件的校核验算 5 1 主要零件受力分析 破碎机的最大破碎力为 k tg b B F P B jk 034 0 max 4 0 15000 7 19 40 4 25 034 0 tg 478589 9 N 479KN 计算颚式破碎机各个零件的强度和刚度以前 必须先求得作用在各个 部件上的外力 计算破碎力 js P 是确定这些外力的原始数据 根据力 js P 利 用分析法或图解法即可求得各个部件上的计算载荷 下面采用分析法对复 杂摆动式破碎机进行受力分析和计算 图 5 1 复摆动式破碎机各个部件受力图解 mm l b 540 2 动颚长 75 0 2 l l 7 0 2 l 720 772mm 取 mm l 750 mm l a 500 3 2 肘板受力 k P KN P b a P js k 444 479 540 500 动颚轴承反力 s P