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平面铰链四杆机构模型设计 组员 徐杰、方鹏橙、汪杨、陈大荣 系部 联合系 班级 机械二班 时间 2014年6月30日7月9日 摘要从破碎机的现状来看，国内产品的机重高于国外，而且颚式破碎机的设计目前仍偏重于经验方法。随着计算方法与计算机技术的发展，在满足强度、刚度以及安全性能的前提下，对动颚结构设计进行优化，以减轻机重是一个可行的解决方案。从动颚水平位移的仿真结果可以看出动颚的水平行程较大，这样有利于破碎物料。沿动颚运动轨迹的运动方向有促进排料作用，所以在一定的程度上可以保证破碎机的生产效率。从动颚竖直位移仿真结果中也可以看出垂直的行程较大，从而导致衬板磨损较快，降低衬板的使用寿命，故复摆颚式破碎机一般用于中小型机型。但随着耐磨材料的不断发展，衬板耐磨性的提高，这种机型也逐渐向大型化方向发展。我的设计中主要研究复摆颚式破碎机的运动分析、V带的选择，鄂板、齿板磨损的分析，各种工作参数的选择，工作机构的优化。重点研究传动的设计和系统的优化。II目录摘要I1 绪论11.1研究的目的和意义11.2特点和现状与发展31.2.1复摆鄂式破碎机的特点32 总体设计过程52.1基本结构和工作原理52.1.1基本结构：52.1.2工作原理62.2主要参数72.2.1钳角82.2.2 动颚水平行程82.2.3传动角82.2.4偏心距E92.3电动机的选择92.4电动机的容量92.5选择电动机的型号92.6 V带的传动102.7技术性能参数132.8复摆颚式破碎机的动鄂的工作过程分析142.9偏心轴的改进142.9.1改进前状况152.9.2修复及改进措施172.9.3改进效果173 磨损193.1复摆鄂式破碎机齿板磨损的分析193.2 颚板磨损机制213.3对鄂板材质的选择224 部分零件上的公差和配合224.1配合的选择224.1.1 配合的类别的选择224.1.2配合的种类的选择234.2一般公差的选取234.3形位公差234.3.1形位公差项目的选择234.3.2公差原则的选择244.3.3形位公差值的选择或确定24参考文献261 绪论1.1研究的目的和意义从第一台鄂式破碎机问世以来，至今已有140余年的历史。在此过程中，其结构得到不断的完善，而鄂式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进在基本建设工程中，需要大量的，各种不同粒径的砂、石作为生产之用。在没行加工，来满足工程的需要。所以在生产中广泛的应用。而工程上应用最广泛的是复摆鄂式破碎机，国产的鄂式破碎机数量最多的也是复摆鄂式破碎机。破碎机是将开采所得的天然的石料按一定尺寸进行破碎加工的机械。鄂式破碎机是有美国人E. W. Blake发明的。自第一台破碎机的出现，生产效率快，又满足安全条件，又能适应生产，大大加快了生产。复摆鄂式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所有在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。80年代以来，我国对复摆鄂式破碎机的研究和产品开发取得了较大的发展。在充分吸收国外产品特点的基础上，结合国情研制开发了许多新型、高效的设备。上海建设路桥机械设备有限公司率先对复摆鄂式破碎机进行了重大的改进，即通过降低动鄂的悬挂高度，改善动鄂的运动轨迹，减小破碎腔的啮角，增大破碎比，增大了动鄂的水平行程，提高生产能力等，大大改善了机器性能，完成了产品的更新换代。复摆鄂式破碎机主要是由两块鄂板（活动鄂板和固定鄂板）组成。活动鄂板对固定鄂板周期性的往复运动，时而靠近，时而分开，由此使装在二鄂板间的石块受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。复摆鄂式破碎机的机器重量较轻，结构简单（一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴承），生产效率较高（比同规格的简摆鄂式破碎机生产效率高20%30%）。复摆鄂式破碎机适合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、细碎设备，破碎比比较大，其比值可达。随着机械工业的进步，近年来，复摆鄂式破碎机正朝着大型化发展。所以，一个合理的传动装置可以使复摆鄂式破碎机运行的更加顺利，合理有效。动鄂的优化可使磨损大大的降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也减少工作人员的劳动强度，提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期。不过，复摆鄂式破碎机也有它的缺点,具体如下：JB / ZQ 1032一87颗板铸造技术条件规定齿板寿命只有60小时，按10小时工作制，每副齿板只能用6天，不到一星期就需更换一次齿板。不仅给维修带来很大的不便，而且增加了破碎物料的成本。破碎机出口扬尘非常严重，从破碎机出来的块状和粉末状物料直冲矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，地面堆积厚厚一层物料，部分粉状物料飞扬在空中，给生产带来了很大的不便。较多的粉尘而直接影响安全生产和员工的健康，因此要采用相应的防尘设施是破碎机一个重大而不可忽略的问题。现代的设计应以人为本，面对服务对象，面向市场、面对循环经济、面对矿产资源利用的大趋势，面对环保、搞全性能、全生命的设计。所以做好复摆鄂式破碎机的设计,让它更好的为生产服务,提高生产效率。随着我国国民经济的快速发展，矿产资源的综合利用技术与其产业迅猛前进，到1999年我国已建成10 879座国有大中型矿山和22 7854个乡镇集体企业，全国矿石采掘总量超过50亿吨，矿业总产值为4000亿元。物料的破碎是许多行业(如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷筑路等)产品生产中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大,为适应各种物料的要求,破碎机的品种也是五花八门的。就金属矿选矿而言,破碎是选矿厂的首道工序,为了分离有用矿物,不但分为粗碎、中碎、细碎,而且还要磨矿。因为破碎是选矿厂的耗能大户(约占全厂耗电的50%),为了节能和提高生产效率,所以提出了“多碎少磨”的技术原则。这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。另外随着工业自动化的发展,破碎机也向自动化方向迈进(如国外产品已实现机电液一体化、连续检测,并自动调节给料速率、排矿口尺寸及破碎力等)。随着开采规模的扩大,破碎机也在向大型化发展,如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000吨/时。至于新原理和新方式的破碎(如电、热破碎)尚在研究试验中,暂时还不能用于生产。对粗碎而言,目前还没有研制出更新的设备以取代传统的颚式破碎机和旋回式破碎机,主要是利用现代技术,予以改进、完善和提高耐磨性,达到节能、高效、长寿的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看,值得提出的有:颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机和辊压机。而应用最广泛的就是鄂式破碎机。传统的颚式破碎机由于具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便、价格低廉、适用性强等优点,所以在工业上得到广泛应用。其缺点是非连续性破碎、效率较低,破碎比较小,给矿不均匀引起颚板磨损不均匀等。针对其缺点,各国都在以下几方面加以改进:优化结构与运动轨迹改进破碎腔型,以增大破碎比,提高破碎效率,减少磨损,降低能耗,现已普遍应用高深破碎腔和较小啮角;改进了动颚悬挂方式和衬板的支承方式,改善了破碎机性能;颚板采用了新的耐磨材料,降低了磨损消耗;提高了自动化水平(可自动调节、过载保护、自动润滑等)。同时也出现了一些新的机型,如双腔双动颚式破碎机,其破碎比可达,排料口调节方便,产量大;复摆鄂式破碎机,兼有颚式破碎机与圆锥破碎机的性能其产量较同规格的破碎机高50%。还有筛分颚式破碎机,把筛分和破碎结合为一体,不仅可简化工艺流程,且能及时将已达粒度要求的物料从破碎腔中排出,减轻了破碎机的堵塞和过粉碎,提高了生产能力,降低了能耗。在大型化方面国内外都已生产1500mm2100mm规格的颚式破碎机。而我们在这个设计中主要是为了满足进料口尺寸：；出料口尺寸：；进料块最大尺寸：；产量：的要求来满足生产的需要。1.2 特点1.2.1 复摆鄂式破碎机的特点复摆颚式破碎机的机构属于四杆机构中曲柄摇杆机构的应用,曲柄为主动件。颚式破碎机以结构简单、性能可靠、维修方便在物料粉碎行业广泛应用。复摆鄂式破碎机的动鄂，是直接悬挂在偏心轴上的，是曲柄连杆机构，没有单独的连杆。由于动鄂是由偏心轴的偏心直接带动，所以活动鄂板可同时做垂直和水平的复杂摆动，鄂板上各点的摆动轨迹是由顶部的接近圆形连续变化到下部的椭圆形，越到下部的椭圆形越扁，动鄂的水平行程则由下往上越来越大的变化着，因此对石块不但能起压碎、劈碎，还能起辗碎作用。由于偏心轴的转向是逆时针方向，动鄂上各点的运动方向都有利于促进排料，因此破碎效果好，破碎率较高、产品粒度均匀且多呈立方体。复摆鄂式破碎机和简摆鄂式破碎机相比较，复摆鄂式破碎机的机器重量较轻，结构简单（少了一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴承），生产效率较高（比同规格的简摆鄂式破碎机生产效率高20%30%）等优点。但复摆鄂式破碎机的鄂板垂直行程大，石料对鄂板的磨削作用严重，磨削较快，且能量消耗也大，工作时易产生较多的粉尘。在工程上应用较为广泛的是复摆鄂式破碎机。国产的鄂式破碎机数量最多的也是复摆鄂式破碎机。复摆鄂式破碎机主要由机架、鄂板、侧护板、主轴、飞轮、肘板和调整机构等组成。机架即机座，实际上是个上下开口的四方斗，主要用作支承偏心轴和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足够强度，一般采用铸钢整体铸造，规格小的可用优质铸铁代替。大型破碎机的机架由分段铸成后再用螺栓装配在一起，铸造工艺较为复杂。自制的小型鄂式破碎机可用4050毫米厚的钢板焊成，但其钢度不如铸钢好。鄂板包括活动鄂板和固定鄂板，各与鄂床组成活动鄂和固定鄂。鄂板用楔形铁块和螺栓固定在鄂床表面，保护鄂床不受磨损。固定鄂的鄂床就是机架，活动鄂的鄂床悬挂在偏心轴上，由于它直接承受对石料的挤压作用力，所以必需有足够的强度和刚度活动鄂床一般用铸铁或铸钢制造。鄂板直接和石块接触，除承受挤压和冲击力外，尚与石块强烈摩擦，因此要求用高强度且耐磨的材料制造。常用的是铸锰钢鄂板，其铸钢含锰量为1214%左右。若条件受限制时，可用白口铸铁代替，但容易磨损和折断，使用寿命不长。为了有效地破碎石料，鄂板表面常铸成波浪形和牙形，其齿峰角度一般为90110，齿高和齿距视出料粒度和产量要求而定。齿形高齿距小，则出料粒度小，产量低，动力消耗大。一般齿高和齿距之比为1/21/3之间。由于复摆式的特点造成鄂板底部比上部磨损快，所以鄂板往往做成上下对称形状，以便磨损后能倒置安装，延长使用寿命。鄂式破碎机的优点是生产率高，结构简单可靠，破碎比较大（一般为68），外形尺寸较小，零件检查和更换较容易，操作维护简便，不用较高技术水平的工人就可嫩能够操作，应用范围广，与其他类型破碎机比较，不容易堵塞。因此工程中普遍采用它来破碎各种硬度92500公斤/厘米以下）的石料，常作粗碎和中碎设备。一般用于破碎极限抗压强度不才超过2000公斤/厘米的石料时效果较好。其缺点是不宜破碎片状石料，工作间歇、有空转冲程，需要很大的摆动体，增加非生产能量的消耗，破碎可塑性和潮湿的物料时，容易堵塞出料口。由于工作时产生很大的惯性力，机体摆动大，工作不平稳，冲击，振动及噪音较大。因此须安装在比机器自重大五倍以上的混凝图基础上，并须采取隔振措施。大型破碎机还应安装在埋设于基础上的刚梁上。鄂式破碎机的最大装料块度应比装料口宽度小1520%，即给料的最大石块不应超过装料口的0.85倍。当用鄂式破碎机破碎坚硬而光滑的大砾石时，砾石容易从装料口反跳出来，故破碎天然砾石的生产率不及破碎来才块石的生产率高。使用鄂式破碎机时，必须注意由于机器是在工作条件恶劣情况下运转的，除了必须严守操作规程和维修保养制度外，还必须及时发现并修复被磨损的零部件，这是提高机器作业的重要措施。2 总体设计过程2.1基本结构和工作原理2.1.1基本结构：鄂式破碎机的主体机构由机架、偏心轴、动鄂板、定鄂板、肘板共五个机构组成。另有其他辅助零件，如固定齿板、衬板、挡罩、垫片、滑块、推力板、止动螺钉、锁紧装置。图4 复摆颚式破碎机结构示意图2.1.2工作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，驱使输出构件动鄂3做平面复杂运动，从而将矿石压碎。颚式破碎机的工作原理如图7所示，其由动颚板、定颚板、偏心轴及推力板组成。动颚板上部与偏心轴相连，下部由推力板支撑。偏心轴转动时，动颚板不仅对定颚板作往复摆动，同时还沿定颚板有很大幅度的上下运动。动颚板上各点的运动轨迹如图所示。动颚板上部的运动轨迹接近圆形，越向下水平运动幅度越小，运动轨迹也越呈椭圆形。图5 复摆鄂式破碎机结构图图6 复摆颚式破碎机机构运动简图图7 复摆鄂式破碎机运动轨迹示意图2.2 主要参数根据我毕业设计的要求，已知条件如下：进料口尺寸： 出料口尺寸： 进料块最大尺寸： 产量： 2.2.1 钳角破碎机的活动鄂板与固定鄂板间的夹角成为钳角。钳角大小直接影响生产率和破碎腔高度。钳角小能提高生产率，但在一定的破碎比条件下，又增加了破碎腔高度；钳角大会使破碎腔高度降低，但生产率也下降了。另外，钳角最大也不能超出咬住物料的允许值，故一般钳角取值为：式中：齿板与物料间的摩擦系数实际生产中为安全起见，复摆颚式破碎机的钳角通常取理论值的65%，即：在本设计中我选择钳角为。2.2.2 动颚水平行程动颚水平行程对破碎机生产率影响较大，排料口水平行程小会降低生产率；但也不能太大，否则在排料口的物料由于过多而使破碎力急剧增加，致使机件过载损坏，并且没得到完全的破碎，破碎不充分达不到要求。因此，动颚在排料口处的水平行程为：式中：最小排料口尺寸 2.2.3 传动角传动角大小影响着机构的传动效率，在推力板长度一定的情况下，加大传动角会提高机构的传动效率，但必须要求偏心距增大才能保证行程的要求，这就导致动颚衬板上部水平行程的偏大，物料的过粉碎引起排料口的堵塞，使功耗增加。同时，也将使定颚衬板下部加速磨损。故传动角取：在此设计中我选择。2.2.4 偏心距E偏心距对破碎机生产率和传动功率都有影响。在其它条件相同的情况下，增大偏心距可使动颚行程增加而提高生产率，但也因此增加功率消耗。在传统设计中，偏心距是由动颚行程通过画机构图来初步确定的。在这个破碎机的设计中我根据机构图选择了。2.3电动机的选择电动机的选择要根据动力源和工作条件，首先要满足的就是所需功率要求。根据设计目的，复摆鄂式破碎机是为了破碎中等硬度的各类矿石或岩石。进料块的最大尺寸750mm，要压碎这种矿石或岩石，用压力测试机可以测试出来用3100N.m的力可以压碎750mm的矿石或岩石。根据设计生产产量的目的150300吨/时，而矿石假比重为1600kg/m3，所以动鄂的转动周期为223转/分。2.4 电动机的容量复摆鄂式破碎机的需要的功率与很多因素有关，例如：规格（）、偏心轴转速、啮角、动鄂下端水平行程、偏心距、以及破碎机的物理机械性能、粒度特征、破碎齿板表面形状和齿形参数等，都会影响功率消耗。迄今，一些功率计算公式大多属于经验公式的范畴。我们用应用最广泛的维雅德公式：式中：为鄂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，2.5 选择电动机的型号JR中型绕线转子异步电动机主要用于驱动各种不同的机械，如卷扬机、压缩机、破碎机、球磨机、运输机械和其它设备，并可供煤矿、机械、工业、发电机及工矿企业原动机之用。所以非常适合作为破碎机的原动力。在满足额定功率的情况下还要考虑其它的方面，如果选择型号的电动机的话，它的额定电压只是，不用升压，只用接三相电即可，并且转速也符合标准，价格也便宜，其它的方面也都比较合适所以选用型号的电动机。 表1 电动机的参数型号额定功率（kw）额定电压（v）额定电流（A）额定转速（r/min）转子最大转矩价格重量电压（V）电流（A）额定转矩JR-125-6JR-115-41465JR-126-8JR-127-82.6 V带的传动1、有以上已知条件可知：，转速，从动轴转速，每天的工作时间大概为16h/天2、求计算功率查表1得3、选普通V带型号根据，查出此坐标点位于E区，所以选用E型计算。4、 求小、大带轮基准直径5、 考虑结构紧凑，由表2查得，取6、 大轮计算直径可查表3可得，取7、 验算带速 在范围内，所以合适。8、 初步选取中心距取，符合9、初算V带长度查表4可得，取节线长度的V带，内周长度10、实际中心距 11、 小带轮包角，合适12、单根V带所能传递的功率根据和，查表5可查得并按比例计算求得E型带。考虑传动比的影响，单根V带传递功率的增加量。 传动比，查表6、7得，则13、 求V带根数，由查表8、9可得，则：所以取六根。14、 单根V带的初拉力查表13-1得，故得单根V带的初拉力15、 作用在轴上的压力表2 工作情况系数工作机原 动 机类类一天工作时间（h） 载荷变动较大破碎机（旋转式、鄂式）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机1.31.41.51.51.61.7表3 V带带轮最小直径型号OABCDEF71（63）100（90）140（125）200315500800表4 V带轮的计算直径计算直径ABCDE150016001800注：优先选择 可以选择表5 V带长度系列内周长度节线长度DEF90009076909691191000010076100961011911200112761129611391表6 V带所能传递的功率型号小带轮直径V带速度18192021E50025.1125.6226.1826.4856028.7629.5130.2330.7863032.1733.1234.0234.7435.2436.3737.4238.32表6 弯曲影响系数 带型ABCDE表7 传动比系数 传动比1.001.031.081.121.14表8 小带轮包角系数包角1801701601501401.000.980.950.920.89表9 长度系数内周长度CDE90001.221.081.05100001.111.07112001.141.102.7技术性能参数进料口尺寸： 出料口尺寸： 进料块最大尺寸： 偏心轴轴速： 偏心距： 电机功率： 10KW2.8复摆颚式破碎机的动鄂的工作过程分析复摆颚式破碎机的结构如附录1所示。由图6可知,本机是以平面四杆机构为工作机构,而以连杆为运动工作件的机械。图7是动颚板上各点的运动轨迹(连杆曲线)。由图6可知，A点作圆周运动，B点受推动板的约束为绕点摆动的圆弧线，其余各点的轨迹为扁圆形，从上到下的扁圆形愈来愈扁平。上面的水平位移量约为下部的115倍，垂直位移稍小于下部，就整个颚板而言，垂直位移量约为水平位移量的23倍，工作时，曲柄处于区是完全工作行程；处于区，上部靠前下部靠后,在区是空回行程；在区是上部靠后下部靠前。动颚具有的这些运动特性决定了它的性能：(1)动颚的平面复杂运动，时而靠近固定的定颚板，时而离开，形成一个空间变化的破碎室，料块主要受到压碎，伴随着研磨折断作用。(2)这种运动使料块受到向下推动的力，图9是料块在颚板之间的受力情况。料块在破碎室得到破碎，破碎后的料块由排料口排除。2.9偏心轴的改进颚式破碎机用于原矿的粗碎作业，由于该机偏心轴上的锥套、密封套存在一些结构缺陷，致使偏心轴、锥套、飞轮经常出现磨损，而且修复周期长,影响生产的正常进行，因此，我们对该机进行修复的同时作了一些改进。图8 动鄂板上各点的运动轨迹图9 料块在鄂板之间的受力分析2.9.1改进前状况改进前结构如图10所示，锥套3装在偏心轴2上，密封套5靠螺纹与锥套联接，飞轮6与皮带轮1压紧密封套，轴端压盖7与轴端螺栓8把该部零件紧固在偏心轴上。自从破碎机投产以来，多次出现锥套松动，偏心轴、锥套、飞轮磨损现象，我通过分析认为，出现这种现象的原因主要有2个：一是密封套及锥套螺纹旋向设计不合理，皮带轮端及飞轮端密封套、锥套螺纹均为右旋。在运转中，偏心轴在飞轮端方向看是逆时针方向旋转，当偏心轴带动锥套逆时针方向转时，由于惯性力的作用，密封套有一个顺时针方向旋转的力矩,由于飞轮端与皮带轮端密封套螺纹均为右旋，所以两个密封套均有向皮带轮方向移动的倾向，皮带轮端的密封套向皮带轮方向移动时，会把皮带轮顶紧，并反过来把该端的锥套牢牢顶紧在偏心轴上，所以皮带轮端锥套没有出现过松动，而飞轮端密封套向皮带轮方向移动时，会离开飞轮端面，使锥套在偏心轴上失去顶紧力的作用而容易松动发生磨损；二是锥套与偏心轴配合面间的接触面积不够，按设计，接触面积应占配合面积的80%，才能形成足够的摩擦力以克服锥套的惯性力，我们以前在偏心轴零件装配时，没有掌握好方法，所以接触面积小于80%,使锥套在偏心轴上产生松动，一旦松动，偏心轴外圆及锥套内孔同时磨损并导致飞轮端面磨损，使设备不能运转。 图10 偏心轴结构图1、皮带轮 2、偏心轴 3、锥套 4、轴承 5、密封套 6、飞轮 7、轴端压盖 8、轴端螺栓2.9.2修复及改进措施（改变飞轮端密封套与锥套螺纹选旋像）因为螺纹为右旋时，密封套向皮带轮端移动，皮带轮端的锥套不会松动，所以皮带轮端螺纹旋向不需要改变，把飞轮端密封套及锥套螺纹由右旋改为左旋以后，在偏心轴逆时针方向旋转时，由于惯性力的作用，密封套向飞轮方向移动而顶紧飞轮，反过来将飞轮端锥套牢固顶紧在偏心轴上，使锥套在偏心轴上不产生松动。（修复偏心轴与锥套配合面）增加接触面积，对磨损的偏心轴和锥套用电焊进行堆焊，在粗车和精车后，对配合面进行研磨，研磨的方法是：把修复好的锥套放到偏心轴配合面上进行，用400目的金刚砂做研磨介质，一次研磨0.5h，把金刚砂清除干净，涂上油印进行校验，如不合格，用前述方法再研磨，直到符合要求为止。（修复磨损的飞轮端面）由于飞轮与密封套接触端面磨损100mm，所以在飞轮一边镶了一个100mm长的短套。如图11所示，以保持飞轮在偏心轴上的位置不变。2.9.3改进效果通过上述几项改进,复摆式破碎机经过验证,效果良好,偏心轴与锥套没有出现过松动,不但节省了大量的备件费用,减少了维修工作量,而且改善了设备技术状况,保持了设备安全正常运转,提高了设备运转率。图11 飞轮结构图1、飞轮 2、短套253 磨损3.1复摆鄂式破碎机齿板磨损的分析齿板是破碎物料的工具，齿板寿命的长短直接影响整机的好坏、维修工作量的大小、破碎物料成本的高低，所以，齿板是破碎机的关键部件。我国现有颗式破碎机板寿命偏低， JB / ZQ 1032一87颗板铸造技术条件规定齿板寿命只有60h，按10h工作制，每付齿板只能用6d，不到一星期就需更换一次齿板。不仅给维修带来很大的不便，而且增加了破碎物料的成本。为此，如何降低齿板的磨损已成为诸多学者研究和讨论的课题。影响齿板磨损快的因素很多，如材质本身、被破物料的软硬程度以及被破物料颗粒大小等影响。笔者从破碎机结构方面来对齿板磨损状况进行分析讨论。齿形选择的合理，物料破碎一次即可裂成数块，它在破破碎腔中停留的时间就少。因此，齿板的磨损就小。齿形选择的不合理，物料不易被破碎或产生过粉碎，能量消耗大，齿板的磨损也大。变截面破碎腔。该种腔如图12所示。A-A给料口的水平剖面，B-B为破碎腔中部的水平剖面，C-C为排料口的水平剖面。SA为A-A剖面的面积，凡为B-B剖面的面积，跳为C-C剖面的面积。 设物料在破碎腔各处的速度相等，则一定体积V的物料通过A-A、B-B、C-C面所需的时间t为： 从而得： 式中：B给料口宽度；H破碎腔高度；破碎腔平均咬角。通过上面的分析可看出:物料通过B-B断面所需时间为通过A-A断面的1.72倍，通过C-C断面的时间为通过A-A断面的6.25倍。由此可得出齿板下部磨损是上部磨损的6.25倍。一些设计者为延长齿板寿命把齿板设计成对称结构。下部磨损到一定程度，把它上下调头使用，这样可使齿板寿命在原基础上延长一倍，虽如此仍不能解决根本问题。曲柄一摇杆传动机构。该机构由曲柄带动摇杆、传动杆把运动传递到摇杆上，如图13所示。使齿板绕圆心做简摆运动，齿板上各点作往返圆弧摆动，这时，齿板对物料施加的压碎运动是在接近水平方向上实现的，齿板向上或向下的运动分量很小。所以，齿板在该种运动状态下，磨损较小。 图12 变截面破碎腔 图13 曲柄摇杆机构1曲柄；连杆；3摇杆；4齿板3.2 颚板磨损机制从上述分析可以认为，颚板的磨损是高应力短程凿削磨损，对颚板的残体磨损面的微观分析及实验室试验颚板的失效分析，可以得出颚板的磨损机制如下：1、由于物料多次挤压,在颚板的亚表层或挤压突出部分的根部形成微裂纹,然后裂纹沿晶界!夹杂物等薄弱处不断扩展相连,导致表层材料脱落,形成磨屑,其磨损过程如图14所示。2、物料挤压颚板造成颚板表面材料被局部压碎或翻起，并使碎裂或翻起部分随碎物料一起脱落形成磨屑，如图15所示。3、物料相对颚板短程滑动，切削颚板形成磨屑，如图16所示。a亚表层处形成微裂纹导致材料胶落b挤压突出部分材料根部形成微裂纹导致材料脱落图14 多次挤压变形断裂形成磨屑示惫图图15 物料挤压材料碎裂或翻起，并使碎磨料一起脱落形成磨屑示意图图16 物料短程滑移切削鄂板示意图所以，颚式破碎机颚板的磨损率可以用变形疲劳磨损脆性断裂磨损和显微切削磨损表示：由上式可以认为控制颚板磨损的主要材质因素是其硬度和韧性。材料的硬度决定了物料压坑的深度和大小。材料硬度高，物料压入颚板的深度浅，颚板表层材料的变形程度小，同时物料短程滑动切削材料量也少。材料的韧性表示了其抵抗断裂的能力。材料的韧性好，可以消除物料挤压过程中的脆性断裂，并使得颚板材料在变形疲劳形成磨屑前的变形过程大大增加。3.3对鄂板材质的选择在鄂板的材质选择中我们选择中锰钢，由于高锰钢的初始硬度低，屈服强度低，在非强冲击条件下，其加工硬化不充分，易于流变和被切削。该钢种最早由Climax钼业公司发明，其铸态组织由奥氏体马氏体和少量珠光体组成，经水韧处理后，其组织为单一奥氏体或奥氏体+少量未溶碳化物(取决于含碳量)组织。此后人们对中锰钢进行了大量研究，认为其硬化机理为：含锰量降低后,奥氏体稳定性下降，在受到冲击或磨损时，奥氏体易发生形变诱发马氏体相变，使其耐磨性提高。中锰钢的通常成分：0.7%1.2%C,6%9%Mn,0.5%0.8%Si,1.2%Cr以及其它微量元素如V、Ti、Nb等。中锰钢颚板在实际应用中也取得了较好的使用效果，如破碎硅石时比高锰钢颚板使用寿命提高20%以上，而成本与高锰钢颚板相当。因此，在中小型颚式破碎机上使用，中锰钢是一种值得推广的颚板材质。4 部分零件上的公差和配合4.1配合的选择 4.1.1 配合的类别的选择在该机器中，有几处配合需要进行选择，根据选择的原则，工作时，零件之间有相对运动，必须用间隙配合。如滚动轴承的外圈与轴承座的配合就是有相对运动，属于间隙配合。如果零件之间无相对运动，用过盈或者过渡配合，在内圈与主轴的配合中，就属于这种情况，所以，该处选择过渡配合。还有一种情况，若零件之间无相对运动，但有键等紧固件连接时，采用间隙配合，这样的情况，在该机器中就比较多了。 4.1.2配合的种类的选择在确定了配合的类别之后，就需要进一步的确定这类配合中采用哪一种具体的配合，这往往是比较困难的事情。为此，需要了解到各种配合的特点，并对零件的功能要求、结构特点、工作条件等各个方面进行全方位的分析。我们可以选用标准手册中的一些优先配合。而且手册中对选用也有了比较具体的说明。4.2一般公差的选取线性尺寸的一般公差是指在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可以保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表经济加工精度，所以一般可以不检验。它主要应用于精度比较低的非配合尺寸和功能上允许或大于一般公差的尺寸。国标中有规定，采用一般公差的线性尺寸不单独注出极限偏差，而在图样上、技术文件上做总的说明。在我的两张零件图上，带轮和主轴的零件图。根据国标中规定的四个公差等级，选用中等级，这个公差等级相当于IT14。所以精度并不是很高，这种尺寸的极限偏差可以从表中查取，主要是根据尺寸分段，另外，倒角和圆角的半径、高度的大小都可以从表中查取。4.3形位公差4.3.1形位公差项目的选择选择形位公差项目要根据要素的几何特征，结构特点以及零件的功能，并要尽量考虑检测方便和经济效益。在形位公差的众多项目中，有单项控制的，有综合控制的。这也很好理解，前者有圆度、平面度、直线度等。后者有圆柱度等，标注形位公差有一个原则，就是：应该充分发挥综合控制的公差项目的职能，原因很明显，一是减少图样上的形位公差项目，二是相应的减小形位误差的检测工作。就拿该主轴零件图为例，对于与滚动轴承内径配合的轴颈，为了保证滚动轴承的装配精度和旋转精度，应规定轴颈的圆柱度公差和轴肩的端面跳动公差。对于轴类零件来说，规定其径向圆跳动或全跳动公差，这样，既能控制零件的圆度或圆柱度误差，又能控制同轴度误差，这是为了检测方便。同理，端面对轴线的垂直度公差可以用端面全跳动公差代替，端面圆跳动在忽略平面度误差时，也可代替端面对轴线的垂直度要求。4.3.2公差原则的选择在选择公差原则时，应该根据被测要素的功能要求，充分发挥给出公差的职能和采用这种原则的可行性和经济性。比如独立原则，尽管它是处理尺寸公差和形状位置公差最基本的公差原则，应用也最广泛。但这有一个前提，就是对零件有特殊功能要求时才可采用。但实际设计中，为了保证零件的配合性质，即保证配合的极限间隙和极限过盈，满足设计要求，对重要的配合通常要采用包容要求。例如轴承内孔与轴的配合等，都是为了保证最小的间隙。对于仅仅需要保证零件的可装配性，而为了便于零件的加工制造时，可以采用最大实体要求。通常用于间隙配合，适用的要素仅仅限于轴线或中心平面。例如轴承端盖上孔的位置度公差。4.3.3 形位公差值的选择或确定在对形位公差值进行选择时，应考虑的几个问题和原则：1、形状公差、位置公差、尺寸公差的关系确定形位公差值时，应考虑它们与尺寸公差的协调，其一般原则是：形状公差值大于位置公差值，而位置公差值大于尺寸公差值。2、对于有配合要求的形位公差与尺寸公差的关系有配合要求并要严格保证其配合性质的要素，应该采用包容要求。一般来说，形状公差通常为尺寸公差的25%到65%，圆度、圆柱度公差一般按同级选取。3、形状公差与表面粗糙度的关系通常，对于中等尺寸段和中等精度的零件，表面粗糙度的值可以占形状公差的20%到25%。4、需要考虑零件的结构特点对于刚性较差的零件（比如说细长轴）和具有某种结构特点的要素，因为其工艺性不好，加工精度会受到影响，此时，对主轴来说就得选取较大的形位公差值。5、