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复摆颚式破碎机的整体设计【全套CAD图纸+WORD毕业论文】【农业机械资料】

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箱体.dwg

肘板.dwg

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关键词：: 复摆颚式破碎机整体总体设计全套 cad 图纸 word 毕业论文农业机械资料

资源描述：

前言1

一选题背景3

1 发展现状与意义概述3

2 颚式破碎机的特点4

3颚式破碎机的分类6

第一章物料破碎及其意义8

1．1 物料破碎及其意义8

1．1．1 破碎的目的8

（1）制备工业用碎石8

1．2 破碎物料的性能及破碎比9

1．2．1 粒度及其表示方法9

1.2.2 矿石的破碎及力学性能10

第二章基本结构及工作原理12

2.1 基本结构12

2.2 工作原理12

第三章主要参数的设定及内容14

3.1已知条件14

3.2设计内容14

3.3设计要求14

第四章参数的选择和计算16

4.1 颚式破碎机的结构及运转16

4.2 结构参数的选择与计算16

4.2.1 给矿口与排矿口的尺寸16

4.2.2 钳角17

4.2.3破碎腔的高度18

4.2.4 动颚摆动行程和偏心距18

4.3主要参数的计算20

4.3.1 动颚的摆动次数（偏心轴的转速）20

4.3.2 生产能力22

4.3.3 破碎力23

4.4 各个部件的受力分析24

第五章主要零部件结构尺寸的计算与选择27

5.1 电动机功率的计算与选择27

5.1.1功率27

5.1.2 电动机的选择29

5.2 皮带及带轮的设计30

5.2.1.计算功率30

5.2.2带轮的结构设计34

5.3偏心轴的设计计算35

5.3.1 偏心轴主要尺寸的确定35

5.3.2偏心轴的校核37

第六章主要零部件的设计及结构分析40

6.1动颚40

6.2齿版40

6.3肘板40

6.4机架结构41

6.5调整装置42

6.6保险装置43

6.7润滑装置44

总结45

致谢46

参考文献48

摘要

国内使用的颚式破碎机类型很多, 复摆颚式破碎基结构简单，制造容易、工作可靠、使用维修方便，所以常见的还是传统的复摆颚式破碎机。本毕业设计主要是为满足生产需求出料口尺寸：10~40mm；进料块最大尺寸：125mm；产量：5~16吨而研究的。根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机。设计分析了颚式破碎机的发展现状和研究颚式破碎机的意义及复摆颚式破碎机机构尺寸对破碎性能的影响，计算确定了设计参数。设计内容主要包括了复摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带轮、地基、动颚齿板、机架等一些重要部件；另外对颚式破碎机的工作原理及特点和主要部件作了介绍，包括保险装置、调整装置、机架结构、润滑装置等；同时对机器参数（主轴转速、生产能力、破碎力、功率等）作了计算以及对偏心轴作了设计。此外也简单介绍了破碎的意义、破碎工艺和破碎比的计算，颚式破碎机的主要部件的安装、颚式破碎机的操作及维修等。

关键词：复摆颚式破碎机；传动；磨损

Abstract

Domestic use of jaw crusher tryp many, compound pendulum jaw crusher

Base has the advantages of simple structure, easy manufacture,

Reliable work,convenient repair and use, so common or traditional

Compound pendulum jaw crusher. This graduation design is mainly to

Meet the production demand outlet size:10~40mm,feed block size:125mm

Output:5~16 tons of. According to the above requirements I design of

Compound pendulum jaw crusher. Design andanalysis of the jaw

Crusher’s development present situation and the significance of

Research in jaw crusher and singel toggle jaw crusher for crushing

Size performance, calculated design parameters. The main content of

the design include a compound pendulum jaw crusher jaw, an eccentric

shaft, pulley, foundation, movable jaw plate, rack and some important

components; in addition to the jaw crusher working principle and

characteristic and main components are introduced, including the

insurance device, adjusting device, frame structure, lubrication

device; at the same time parameter of the machine(spindle speed,

production capacity, crushing force, power) were calculated and the

eccentric shaft design. In addition also simply introduced the

significance of stave, crushing ratio calculation, the main

component of jaw crusher, jaw crusher installation operation and

repair.

Key words: sompound pendulum jaw crusher; transmission; wear

前言

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。而一般砂石都需要破碎从而达到生产要求。自第一台颚式破碎机问世以来，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，而颚式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进行加工，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颚式破碎机，国产的颚式破碎机数量最多的也是复摆颚式破碎机。

颚破机性能特点：颚破机破碎比大，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用低。颚破机工作原理：工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。

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。鄂式破碎机是有由美国人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。

颚式破碎机主要由机座、偏心轴、颚板、连杆、调节机构与闭锁弹簧等部分组成。其中最重要的是它的两块腭板，而且它的破碎作业是在两块腭板之间进行的，其中一块腭板固定在机架上称为定腭板，另一块装在运动的动腭体上，称为动鄂板，其表面一般为齿形。当动鄂板周期性的靠近与远离定腭板是，完成破碎与排矿作业。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，起破碎比较大，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。

尽管鄂式破碎机有以上的那么多优点，但是它也存在着一些设计不合理的地方需要我们的改进和更新，下面介绍它的一些缺点：

首先就是鄂式破碎机上面的齿板，通过自己的调查和查阅资料，在JB / ZQ 1032一87《腭板铸造技术条件》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，所以说它的齿板更新周期的过快导致了花费再上面的费用的过高。

在一个就是破碎机经常运用于破碎比较大而且破碎的粒度不一样，因此出口扬尘非常严重，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。并且太多的粉尘对那些工作在破碎机附近的工作人员造成身体上的严重危害，因此要采用相应的防尘设施是一个相当严峻的问题等着我们去解决。

最后就是颚式破碎机的机身重量过大，给破碎机的移动和工作带来了很多的不便之处，因此对其机架的设计也是一个比较重要的问题。机架式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，它的重量占整机重量的很大比例，且其刚度和强度对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响，因此既要重量轻又要承受一定的冲击载荷且制造要简单，这对机架的设计也是一个严峻的考验。

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内容简介：: 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 前言在基本建设工程中，需要大量的，各种不同粒径的砂、石作为生产之用。而一般砂石都需要破碎从而达到生产要求。自第一台颚式破碎机问世以来，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，而颚式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进行加工，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颚式破碎机，国产的颚式破碎机数量最多的也是复摆颚式破碎机。颚破机性能特点：颚破机破碎比大，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用低。颚破机工作原理：工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。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。鄂式破碎机是有由美国人 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。颚式破碎机主要由机座、偏心轴、颚板、连杆、调节机构与闭锁弹簧等部分组成。其中最重要的是它的两块腭板，而且它的破碎作业是在两块腭板之间进行的，其中一块腭板固定在机架上称为定腭板，另一块装在运动的动腭体上，称为动鄂板，其表面一般为齿形。当动鄂板周期性的靠近与远离定腭板是，完成破碎与排矿作业。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，起破碎比较大，可达 10i 。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。尽管鄂式破碎机有以上的那么多优点，但是它也存在着一些设计不合理的地方需要我们的改进和更新，下面介绍它的一些缺点： nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 首先就是鄂式破碎机上面的齿板，通过自己的调查和查阅资料，在 JB / ZQ 1032 一 87腭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 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，所以说它的齿板更新周期的过快导致了花费再上面的费用的过高。在一个就是破碎机经常运用于破碎比较大而且破碎的粒度不一样，因此出口扬尘非常严重，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。并且太多的粉尘对那些工作在破碎机附近的工作人员造成身体上的严重危害，因此要采用相应的防尘设施是一个相当严峻的问题等着我们去解决。最后就是颚式破碎机的机身重量过大，给破碎机的移动和工作带来了很多的不便之处，因此对其机架的设计也是一个比较重要的问题。机架式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，它的重量占整机重量的很大比例，且其刚度和强度对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响，因此既要重量轻又要承受一定的冲击载荷且制造要简单，这对机架的设计也是一个严峻的考验。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 一选题背景 1 发展现状与意义概述颚式破碎机于 1958 年由美国人埃里布雷克 (El Blake)取得专利。 19世纪 40 年代，北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的促进作用。 19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应用。上个世纪末，全世界已有 70多种不同结构的颚式破碎机取得了专利权。 80 年代以来，我国颚式破碎机的研制与改进取得了一定成果。如我国破碎专家王宏勋教授和他的学生丁培洪硕士引用了 “ 动态啮角 ” 的概念，开发GXPE 系列深腔颚式破碎机，当时在国内引起一定的轰动。该机与同种规格破碎机相比，在相同工况条件下，处理能力可提高 20% 25，齿板寿命可提高1 2 倍。该机采用负支撑零悬挂，具有双曲面腔型。第二代 GXPE250400 负支撑在第一代的基础上进行了全面改进，增大了破碎比，降低了产品粒度，最大给料粒度为 220mm，小时产量为 5 16t，排料口nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 调整范围为 10 40mm，给料抗压强度小于 300MPa。 PEY4060 液压保险颚式破碎机，以液缸为过载保护装置，正支撑、正悬挂、深破碎腔。该机最大给料粒度为 340mm，排料调整在 30 100mm 之间，生产能力为 10 40t h。北京矿冶研究总院林运亮等人与上海多灵沃森机械设备有限公司合作开发了 PED 低矮可拆式颚式破碎机。该机是一种适于井下作业特殊条件下的新型颚式破碎机。机械本身高度低，动颚位置低，固定颚位于动颚和偏心轴之间。多灵沃森机械设备有限公司的戎吉华高级工程师集多年实践经验，设计了目前国内最大的 12001500 复摆颚式破碎机。我国是一个矿石资源丰富的国家之一，我国碎石生产企业分布广泛，几乎在全国的各个地方都有，现场的作业人员部分对安全知识及能力相对缺乏，没有相应的破碎技术资料，存在不同程度的掏采破碎作业 ;甚至有的地方使用最传统的破碎方法，那就是爆破，其爆破器材的管理相当不规范，而且严重的影响了环境的发展，极易引起泥石流等事故。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。众所周知，矿石业是我国重要基础产业之一，对我国基础设施建设，具有举足轻重的作用。随着我国经济体制改革和对外开放的深化，突飞猛进的经济促进了矿石业的迅速发展，尤其是中小型采石业对矿石的破碎，更以前所未有的速度蓬勃发展，为交通业、建筑业、旅游业的发展，安排农村剩余劳动力就业、促进和保持稳定做出了巨大的贡献。 2 颚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nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 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40 50 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 12 14%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 90 110，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 1/2 1/3 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。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 鄂式破碎机的优点是生产率高，结构简单可靠，破碎比较大（ i 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 2 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 200 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 15 20%，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。 3 颚式破碎机的分类颚式破碎机经 100 多年的实践和不断改进，其结构已日臻完善。我国自 50年代仿制颚式破碎机以来，结构近 50 年的摸索和研究，设计资料更加完善，设计方法更加先进，结构更加合理，产品性内更加优良。由于它具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便等其他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颚式破碎机约万台。颚式破碎机的破碎工作是在两块颚板间进行的，其中一块颚板固定在机架上称为定颚板，另一块装在运动的动颚体上称为动颚板，其表面一般为齿形。当动颚板周期性地靠近与远离动颚板时，完成破碎与排矿专业作业。由动颚、nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 定颚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。哦时间的规格用进料口的宽度 B和长度 L表示。例如进料口宽度为900mm，长度为 1200mm 的破碎机表示为 900 1200 鄂式破碎机。我国制定的复摆动颚式破碎机标准审批稿中，用汉语拼音字头 P(破）、 E( 颚）及 B L（单位为 mm）来表示其规格，即 PE-B L。前苏联国标中的 B、 L 单位为 dm。如进口料为 900mm 1200mm 的复摆颚式破碎机，我国规格记为 PE-900 1200，而前苏联规格则与我国不同。颚式破碎机按运动形式分为两种基本类型 -简摆颚式破碎机和复摆颚式破碎机。简摆颚式破碎机是英文动颚绕机架上的固定支座作简单的圆弧摆动而得名。复摆颚式破碎机是因为其动颚在其他机件带动下作复杂的一般平面运动而得名，因此动颚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 i=3 6。复摆一般制成中型和小型的，其破碎比可达 i=4 10。随着工业技术的发展和要求，复摆颚式破碎机已向大型化发展，并有逐步代替简摆颚式破碎机的趋势。按规格大小可把颚式破碎机分为大型、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 300 600mm 者称为中型；小于 300mm 者为小型。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 第一章物料破碎及其意义 1 1 物料破碎及其意义从矿山开采出来的矿石称为百年原矿。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。 1 1 1 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。这些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有单金属和多金属，而且原矿多为品位较低的矿石。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）磨矿提供原料磨矿工艺所需粒度大于 1 5mm 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，再通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 1 2 破碎物料的性能及破碎比 1 2 1 粒度及其表示方法矿块的大小称为粒度，由于矿块形状一般是不规则的，需要用几个尺寸计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。（ 1）平均直径 d 矿块的平均直径用单个矿块的长、宽、厚平均值表示。 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）式用长、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wd矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。等值直径是将细料物料颗粒作为球体来计算的。 wd=A 6v=1.24Am式中 m-矿料质量（ kg） -矿物密度 kg/ 3m nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 V- 矿料的体积（ 3m ）；（ 3）粒级平均直径 d 对于由不同粒度混合组成的矿粒群，通过用筛分方法来确定矿粒群的平均直径，例如上层筛孔尺寸为1d，下层筛孔尺寸为2d，通过上层而留在下层筛上的物料，其粒度既不能用也1d不能用表示。当粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过 2 =1.414 时，可用粒度平均直径表示，即 d=(d1+d2)/2 否则用1d2d表示粒级。 1.2.2 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方法：（ 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力达到其抗压强度限而破碎（图 2-1a）。（ 2）劈裂用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度限（图 2-1b）。（ 3）折断用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石就像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限时矿石被折断（图 2-1c）。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 （ 4）磨碎矿石与运动的工作表面之间受一定压力和剪切力时，矿石内的剪切力达到其剪切强度时，矿石即被粉碎（图 2-1d）（ 5）冲击破碎矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎（图 2-1d）。由于破碎力是瞬间作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但锤头磨损严重。 (a)压碎 (b)劈裂 (c) 折断 (d) 磨碎 (e) 冲击破碎图 1-1 矿石的破碎和破碎方法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。由于颚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，当破碎机两工作面沿表面方向的相对运动位移加大而加强磨碎作业时，由于磨碎的效率低、能量消耗大、机件磨损严重，将会降低破碎机的破碎效果。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的，矿石分坚硬矿石、中等坚硬矿石和软矿石。也可以分为粘性矿石和脆性矿石。矿石的抗压强度最大，抗弯强度次之、抗拉强度最小。对坚硬矿石采用压碎，劈裂和折断的破碎方法为宜；对粘性矿石采用压碎和磨碎方法为宜；对脆性矿石和软矿石采用劈裂和冲击破碎的方法为宜。简摆颚式破碎机可用于破碎各种性能的矿石，对于坚硬矿石有更高的效果。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 第二章基本结构及工作原理 2.1 基本结构颚式破碎机的主体机构由机架、偏心轴、动颚板、定颚板、肘板共四个机构组成（如 3-1所示）。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 2-1 复摆颚式破碎机结构示意 2.2 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。如图 3-2所示当带轮和偏心轴 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。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 图 2-2 复摆颚式破碎机机构运动简图颚式破碎机由动颚板、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 2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。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 第三章主要参数的设定及内容 3.1 已知条件 1. 电动机功率： 15KW 额定转速： 1500r/min； 2. 最大进料粒度： 125mm； 3. 排料口调整范围： 10 40mm； 4. 处理能力： 5 16t/h； 5. 制造条件：一般机械制造条件，中小型工厂生产； 6. 批量条件：小批量； 7. 对坚硬或中硬矿石进行中碎或细碎 8. 被破碎矿石的物理机械性能；抗压强度极限 m m pab 220120 弹性模量 E=51500 79000Mpa 普氏硬度系数 12 18 3.2 设计内容 1. 设计方案的评价与决策； 2. 颚式破碎机整体设计，成套图纸与设计说明书。 3.3 设计要求一、工作实效性 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 1.能较好地破碎各种矿物与岩石，并达到所要求的粒度； 2.错误操作有保险装置。二、运转稳定性 1.机械传动平稳、支承零件有足够的刚度、无明显振动； 2.主要零件不易损坏。三、技术经济性 1.结构简单，减轻自重，减少制造成本，系列化； 2.采用较高效率的传动系统、减少运转费用。四、结构工艺性 1.有皮带张紧装置； 2.结构易于折装、运货。 3.尽量减少各种振动冲击。五、设计规范性 1.符合破碎机规定的国家标准； 2.零部件标准化率不低于 60%； 3.技术参数符合优先数系。六、环境无害性 1.尽量减少粉尘飞扬、周围粉尘量低于限定值； 2.机架噪声低于标准规定的水平。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 第四章参数的选择和计算 4.1 颚式破碎机的结构及运转电动机通过小带轮及三角带，将运动传给大带轮，从而带动偏心轴转动。动颚上部内孔两端的双列向心球面滚子轴承支撑在偏心轴上，偏心轴外侧轴颈支座主轴承，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，在偏心轴两外部分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。动颚的下部由推力板支撑，推力板的另一端支撑在与机架的后壁相连的楔铁调整机构上，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，只要调整在楔铁上的螺栓，使楔铁上下滑动，带轮调整座在滑道中前后移动即可完成，有的机构上采用组合调整片来调整。 4.2 结构参数的选择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。 4.2.1 给矿口与排矿口的尺寸我国生产的颚式破碎机，给矿口的长度约为宽度的 1.25 1.6 倍，对于中小型破碎机则取 L=（ 1.5 1.6） B，而在小型破碎机中，为了获得较高的生产率， L B值可以选大一些。本次设计数据中 L B=5，由此可知所设计的破碎机为小型号的复摆式颚式破碎机。对于复摆式颚式破碎机，排矿口的最小宽度 e： mmmmBsde 152 1 .4150)10 171()10 171(m a x 取 mme 20 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 4.2.2 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，也不会从给矿口中跳出来。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。为了确定角，应当分析当物料被颚板挤压时作用在石块上的力的情况。假设物料的形状为球形，当颚板压紧物料时，作用在物块上的力如图 3 1所示。 1P 和 2P 为颚板作用在物块上的压碎力，其方向垂直于颚板表面。由于压碎力所引起的摩擦力 1fP 和 2fP 是平行于颚板表面的， f 是颚板与物料之间的摩擦系数，破碎物料时的平衡条件为： s inco s112 PfPfP 水平分力的总和等于零： 0s incos 112 fPPP 联解以上两式可得： 212an fft nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 图 4 1 物料块受力分析令表示摩擦角，则 antf 故 2tan1 tanan t，即 2tantan 2 由上式可知，为了使颚式破碎机正常的进行破碎工作，钳角应初选为20 。该小于摩擦角的 2倍。不然矿石就会向上跳出，而不被压碎。一般情况下，颚板与物料见的摩擦系数 2.0f （或 11 ）因此，在生产实际中，颚式破碎机的钳角多取为 2417 范围内，钳角不应大于 2220 。简单摆动颚式破碎机不应大于 2420 ，对于复杂摆动颚式破碎机，本次设计中取 = 20 。 4.2.3 破碎腔的高度在钳角一定的情况破碎腔的高度由所需要的破碎比确定。通常，破碎腔的高度： mmmmH 37 533 7.515 05.225.2B5.225.2 。为了获得较高的生产率，将 H 取的大些。取 mmH 360 。 4.2.4 动颚摆动行程和偏心距动颚摆动行程 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。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 由于物料在破碎腔由上向下逐渐变小，所以只要动颚上部摆动行程能够满足破碎物料需要的压缩量就可以。根据实验，破碎腔的上部摆动行程，应大于max01.0 D。对于复杂摆动颚式破碎机的动颚摆动行程受到排矿口宽度的限制。因为动颚下部的行程增加大于排矿口最小宽度的 0.3 0.4 倍，将引起物料在破碎腔下部的过压现象。容易造成排矿口的堵塞，使负荷急剧增大，所以动颚下部的动颚摆动行程不得大于排矿口宽度的 0.3 0.4 倍。实际上，动颚摆动行程是经验数据决定的。通常对于大型颚式破碎机：s=25 45mm；中小型破碎机： s=12 20mm。动颚的动行程确定好以后，偏心轴的偏心距 r 可以根据初步拟定的机构尺寸利用画机构图的方法来确定。通常，对于复杂摆动式颚式破碎机： rs 33.1 ；对于简单式颚式破碎机：rs 。根据实验，破碎机上部摆动行程应大于max01.0 D。 mmmmDs 1 . 2 512501.001.0 m a x 破碎机下部摆动行程小于（ 0.3 0.4） B s (0.3 0.4)B =45mm 60mm 实际上对于中小型破碎机： s=12 20mm，取 mms 41 对于复杂摆动颚式破碎机： s （ 2 2.2） r 取 mmr 72s nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 4.3 主要参数的计算 4.3.1 动颚的摆动次数（偏心轴的转速）选择动颚的摆动次数时，不仅要使机器的生产率高，而且还要使机器的功率消耗少。但是，目前用理论方法确定动颚的摆动次数时，只考虑了生产率高这个因素，而对其它因素忽略不计。为了求得偏心轴的转数，可作如下假说： 1）由于颚身较长摆动幅度不大，故假定动颚为平移运动，啮角不变； 2）不考虑矿石与肘板间的摩擦力对排矿的影响，动颚离开固定颚时，破碎产品成梯形断面的棱柱体依靠自重自由下落。为了不妨碍物料排出，物料棱柱体落下时必须满足的条件，即活动颚板在离开的时间 t内，破碎物料必须落下的高度应为 h；当偏心轴转动一周时，活动颚摆动两次。如图 3-2所示， b为公称排料口， Ls 为动胯下端点水平行程 La 为排料口的平均啮角。 11AABB 为腔内物料的压缩破碎棱柱体， 22AABB为排料棱柱体，破碎机的主轴转速 n是根据征一个运动循环的排料时间内压缩破碎棱柱体的上层面 1AA 按自由落体下落至破碎腔外的高度 h算确定的。当排料过程对应的曲柄转角不小于 180时，此时经试验认为排料时间按主轴半径计算比较符合实际情况。设 n 为动颚每分钟摆动的次数，则动颚一次单项摆动的时间为： nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 图 4-2料后处排料示意图 t=21n60=n30式中 :t 动颚一次单项摆动的时间， s； n 动颚每分钟摆动的次数， r/min；棱柱体在其自重的作用下自由的通过排矿口的时间：由于 h=212/2gt ,则 1t =gh2 令 1t =t，则可求得理论上的生产能力最高的动颚摆动次数为： n30=gh2 式中： h 破碎物料落下的高度 G 重力加速度， g=980 2/scm 。 h=astan式中： s 动颚下端的水平行程， cm 。 a 排料层平均啮角 (度 )取最优值 a=20。由以上几式联立并简化可知： m in/339m in/4.1 20an665an665 rrtstn 取 n=340 min/r nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 4.3.2 生产能力颚式破碎机的生产能力是指机器单位时间内所能处理的物料的数量，也称为产量或生产率。颚式破碎机的生产能力是以动颚摆动一次，从破碎腔中排出一个松散的棱柱体的物料为计算依据。图 4-3 根据图 3-1，动颚摆动一次，排出的棱柱体断面积为： assehe ta n222 s)(eF 棱柱体长度即为破碎腔的长度 L,故棱柱体体积为： Lsaseta n22FLV ）（若动颚每分钟摆动 n次，则破碎机的生产能力为： pa sen Lsp ut a n2 2306 0 n V uQ ）（（ 3 1） nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 式中 Q -生产能力（ t/h）； n -主轴转速 ( /minr ) ； L -破碎腔长度 (m ) ； e-公称排料口尺寸 (m ) ； s-动颚下端点水平行程 (m ) ； u -松散系数，取 0.25 0.6，对于中、小型机一般取较高值 u=0.50.6； p-破碎物料的密度 ( 3/mt ),根据破碎矿石的密度，一般取 p=1.6 。按式（ 3 1）取 u=0.5,又 L=750mm， n=340r/min 6.15.0t a n 20 0 .0 1 40 .0 220 .0 1 40 .7 534030Q ）（ =12.7t/h 4.3.3 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，是机构设计和零部件强度设计的重要依据。由于破碎力分布以及合力大小、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，通过大量实测数据统计分析，再经过理论推导，建立实验分析计算式是一种较好的方法，能够近似反映出破碎力的变化规律并有较大的计算准确度。满载破碎时破碎力的最大峰值称为最大破碎力： m a x 0 . 0 4 3 ( )t a n BBbFka （ 3-2）式中 maxF-最大破碎力（ N ）； nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 B-抗压强度（ 2/N cm ）； k -有效破碎系数，对中小型机一般取 0 .3 4 0 .4 8k ，当 20a时，取 0 .3 8 0 .4 2k ，一般啮角减小时取最小值。按式（ 3-2），取 k=0.4， B=150mpa=15000 N/cm2,则 4.01 5 0 0 020t a n 75)3-15(034.0m a x F=504KN 当计算破碎力零件强度时，考虑冲击载荷的影响，应将maxF增大 50%，故破碎机的计算破碎力为： 4.4 各个部件的受力分析计算颚式破碎机的各个零件以前，必须先求得作用在各个部件的外力。计算破碎力是确定这些外力的原始数据。根据力作用分析法或图解法即可求得各个部件上的计算载荷。 KNjs FP 7571 .5 m a x jspjspnts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 25 图 4-1 复摆颚式破碎机各部件受力图解 s js baPPb （ 4 1） k js aPPb （ 4 2） 2 c o szkPP （ 4 3）式中： sP-作用在动颚轴承上的外力 kP-作用在推力板上的外力 zP-作用在连杆上的外力 a-动颚悬挂轴到破碎力作用点的距离 b-动颚悬挂点到推力板支撑点间的距离 -当两颚板出与压紧矿石状态时，推力板与连杆间的夹角，取 =50 颚式破碎机在工作过程中，破碎机的工作规律是比较复杂的。但一般是动颚零件开始向下逐渐增大，到动颚悬挂中心以下占动颚全长的 3/4 处（简摆）、2/3（复摆）为最大，再向下又逐渐减到末端为零。所以，而 b=(0.7 0.75)L,取 b=548mm。可得： Nb abPP jss 6630754848757- mmL 50 032a nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 26 NbaPP jsk 690693548500757 NPP jsz 88793850c o s7572c o s2 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 27 第五章主要零部件结构尺寸的计算与选择 5.1 电动机功率的计算与选择 5.1.1 功率在颚式破碎机的破碎过程中，其功率消耗与转数、规格尺寸、排矿口宽度、钳角大小以及被破碎矿石的力学性能和力度特性有关。破碎机转速越高，机械尺寸越大，功率消耗越大；破碎比越大，功率消耗也越大。但是，对功率消耗影响最大的还是矿石的力学性能。目前，在理论上计算颚式破碎机的电机功率一般已体机假说为基础。当给矿口宽度为 B、长度为 L、排矿口最小宽度为 e，则根据图 4 1 可求得动颚每次工作行程内破碎物料的体积： an222t eBKCLV 式中， V 动颚在每次工作行程内破碎物料的的体积， 3m ； C 充满系数，破碎矿石不是充满破碎腔，而是有一定的空隙； K 粒度特性系数。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 28 图 5 1 确定颚式破碎机的功率图若原矿未经预先筛分，则其中小于排矿口宽度的矿粒就直接通过破碎腔。为此，考虑粒度特性系数。当破碎前将原矿中小于排矿口宽度的细粒物料筛出时，可取 K=1。 1)如果原矿的粒度特性曲线为直线可取 : maxmax D seDK ， maxD是原矿中的最大矿块，则 728.0251 4120251 K。 2）假如原矿的粒度特性曲线为凹形可取： maxmax D seDK ，即 K=0.4 0.5。当 K=0.7 1之间时， C=0.2 0.3；且 K与 C 的乘积一般为 0.2 0.25取C=0.24。根据式EVW b22 和式 tan222 eBKCLV 则可求得颚式破碎机电动机功率的计算公式： ta n2 4 4 8 0 0222EeBnLKCN b KWN 68.1180.020t a n55600244 800021524.075340185 222 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 29 式中， N 电动机的功率， KW； b 物料抗压强度， Mpa； E 物料弹性模数， Mpa；破碎机的传动系数， =0.80 取 C=0.250.85。从上式可以看出，破碎机的功率消耗与转速、规格尺寸、钳角、被破碎物料的物理机械性能和粒度的特性有关。实际上，颚式破碎机的破碎过程是非常复杂的，有些因素尚未完全反映出来，有的因素（如矿石的b和 E）也是很难准确的选取。所以，上式只能初步计算破碎机的功率使用，以便进一不用实验的方法来修正。对颚式破碎机的电动机功率也可以采用下列公式计算。对于复摆式破碎机： N=18LHnr KWN . 5 7113400 . 0 0 7. 0 3 60 . 7 518 式中， L 颚口长度， m； H 固定颚板的计算高度，即颚膛高度， m； s 动颚板行程， m； r 偏心轴的偏心距， m； n 偏心轴转速， r/min。 5.1.2 电动机的选择参考设计数据，电动机的功率为 15KW，电动机能够满足计算要求。正常 V带传动的传动比 i=2 4。所以，电动机的转数： m in/1 3 6 0m in/6800344242 rrnn 轴电机 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 30 查机械设计手册选择 Y系列封闭式三相异步电动机。（一般异步电动机）同步转速在 600 1400r/min 之间，优先选用的同步转速为 970r/min。由机械设计师手册查得电动机的型号： Y180L 6 电机型号其主要参数如下：表 5.1 电动机主要参数表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（ L） 48mm 110mm 5.2 皮带及带轮的设计 5.2.1.计算功率用窄 V 带传动，电动机型号为： Y180L 6 型；功率 P=15KW，此部分数据转速 n=970r/min；传动比 i=2.85；每天工作 12h。查机械设计由表 8 7查得： AK =1.4； caP= AK P=1.4 15=21KW。式中， caP 计算功率， KW； AK 工作情况系数； P 所需传递的额定功率。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 31 4.2.2.选用窄 V带带型根据caP、 n 由机械设计图 8 11确定选用 C型。 4.2.3.确定带轮基准直径由机械设计表 8 6 和表 8 8 取主动轮基准直径 mmdd 0021 。所以，从动轮直径： mmdiddd 5700022 . 8 512 圆整之后取2dd=600mm 验算带轮速度： 0.161100060 079002100060 1 ndv d。带速一般在 25m/s5m/s ，最高不超过 30m/s。所以，带的速度合适。 4.2.4.确定窄 V带的基准长度和传动中心距据 21021 27.0 dddd ddadd 60000226000027.0 0 a 1600560 0 a 初步确定中心距 mma 10010 计算所需的基准长度： nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 32 mmaddddaL ddddD34 9311 00420 060 060 020 0211 002 4222021221由机械设计表 8 2，选取带的基准长度 mmLd 3550 4.2.5.计算中心距 a 及变动范围传动的实际中心距近似为 1528 .5m m2 3493-33502 LLaa d 经计算得中心距变化范围 1 4 7 5 . 2 5 m m0 .0 1 5 L-aadm i n 1 6 3 5 m m0 .0 3 Laadm a x 4.2.6.验算主动轮上的包角 1 906513.57180 121 a dd dd 因此主动轮上的包角合适。 4.2.6.计算窄 V带的根数 Z L00rcaPP KKPP PZ aca式中，0P 单根 V带的基本额定功率； 0P 单根普通 V 带额定功率的增量； aK 包角修正系数； LK 长度系数。 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 33 由 n=970r/min， mmdd 0021 ， i=2.85，查机械设计表 8 4a 和 8 4b 得： 4.66KW0 P， 85KW.00 P；查机械设计表 8 5 得： 69.0aK；查机械设计表 8 2 得： 0.99L K。 4 . 0 00 . 9 969.085.04 . 6 6 21Z 取 Z=4根。 4.2.7.计算预紧力 0F 2m i n0 15.2500 qvKvzPFaca ）（式中， q 传动带单位长度的质量。由机械设计表 8 3 得 q=0.30kg/m 故： NF 4 4 5 .40 .1 6130.0169.0 5.240 .1 61 21500 2m i n0 ）（应使带的实际初拉力min0F ）（ F。 4.2.8.计算作用在轴上的压轴力 NFZF p 3532.952165s in445.4422s in2 1m i n0 ）（ V带传动的主要参数归纳于下表 2 名称结果名称结果名称结果带型 C 传动比 i=2.85 根数 4 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 34 小带轮基准径 dd =200mm 基准长度 Ld =3550mm 预紧力 F =445.4N 大带轮基准径 dd =600mm 中心距 a=1528.5mm 压轴力 pF=3532.95N 5.2.2 带轮的结构设计基准宽度 db： 19.0mm；准线上槽深 minah： 4.80mm；准线下槽深 minfh：14.3mm；间距 e ： 5.052 mm；一槽对称面至端面的距离 minf ： 16 mm ；小轮缘厚 min ： 18mm；轮宽 B ： B=（ Z-1） e+2f=3 26+21 8=114mm；径 ad： mmhddmmhddadaada 610526002 1025200222211 ；槽角： 63 。图 5 2 带轮的结构设计 nts河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 35 5.3 偏心轴的设计计算 5.3.1 偏心轴主要尺寸的确定各轴段直径确定根据工作条件，初选偏心轴的材料为 45号钢，调制处理。参数：许用扭应力 MPaA 4525 ， A=126 103。初步计算直径（与大带轮配合处）：轴功率： 21机PP 式中， 1 电动机的功率， KW； 2 皮带传递的功率， KW。 KWP 1 2 .8 996.0895.015 轴转速 n=340r/min mmnPAd 42.304312.891261 33 因为轴上有键槽，轴径应增加 3 7%。 mmd 4 5 .307.124.591 因破碎机工作时的冲击载荷很大，又有

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