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机械毕业设计224PE250×400颚式破碎机毕业设计说明书.doc
机械毕业设计224PE250×400颚式破碎机毕业设计说明书
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河南理工大学本科毕业设计（论文） I 摘 要 目前， 国内 外 使用的颚式破碎机 种类 很多 , 复摆颚式破碎 机 结构简单， 质量较轻，构件较少，结构更紧凑 ， 生产率高，操作和维修方便等优点， 所以 在物料破碎作业中运用最广泛的还是 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 ： 20 60mm；进料块最大尺寸： 210mm；产量： 75m/h而研究的。 根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机 PE250 400（ E：颚； P：破； 250 400：进料口宽度长度） ，其工作原理是：电机驱动皮带，通过皮带轮带动偏心轴旋转。动颚与偏心轴相连，当偏心轴旋转时，动颚随之上 下往复运动。当动 颚向上运动时，肘板与动颚夹角变大，肘板推使动颚向前运动而靠近定颚 ，致使物料被挤压碾碎。当动颚向下运动时，肘板与动颚夹角变小，通过拉杆与弹簧装置，动颚离开定 颚 ，物料被排卸出去。随着偏心轴不断旋转，动颚作往复循环运动，物料不断被破碎排卸，而达到连续生产目的。 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、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。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： 颚式破碎机； 工作原理； 动颚 。 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） II ABSTRACT At present, domestic and international use of many different types of jaw crusher, Jaw Crusher simple structure, the quality of light, fewer components, more compact structure, high productivity, easy operation and maintenance, etc., so the material crushing operation is the most widely used Jaw Crusher.This graduation project mainly is for meets the production need: Discharge hole size: 20 60mm; Feeding block greatest size: 210 mm; output: 75m/h According to the above asked me to design a Jaw Crusher PE250x400（ E stands for Jaw;P stands for Crusher; 250x400 stands for the discharge ports width and length） , its working principle is: the motor drive belt, pulley driven by the eccentric axis. Moving jaw and the eccentric shaft, when the eccentric shaft rotates, moving up and down reciprocating motion along the jaw. When the moving jaw moves upward, the angle between toggle plate and moving jaw becomes larger, fixed jaw bracket bringing forward movement close to the scale, causing the material to be extruded crushed. When the moving jaw moves down, the angle between toggle plate and moving jaw decreases, through the rod and spring mechanism, moving the fixed jaw to leave, the material is ranked discharge out. With the constant rotation of eccentric shaft, moving the jaw back and forth cycle of movement, constantly being broken disposing of the material, to achieve the purpose of continuous production. The content of this design totally include jaw crushers move jaw, eccentric shaft, belt pulley, toothed rack of move jaw, rack and some important components; in other we introduced the principle of jaw crusher , Features of jaw crusher and important components, included nts河南理工大学本科毕业设计（论文） III insurance unit , adjustment unit, rack structure ,lubrication unit and so on. At the same time, we computed parameter of the machine (the speed of main axle, Productivity, the strength of stave power and so on ) and designed the eccentric shaf . Further more, we simply introduced the significance of stave ,stave technology and the computation of stave strength , Installation of the main components in jaw crusher , the operation and maintenance of jaw crusher and so on. Key word: Jaw Crusher； Working principle； Jaw crushers moving jaw. nts河南理工大学本科毕业设计（论文） IV 目 录 摘 要 . I 目 录 . IV 前 言 . 1 1 物料性能及破碎机分类 . 2 1.1 物料破碎及其意义 . 2 1.1.1 破碎的目的 . 2 1.1.2 破碎产品的粒级特性 . 2 1.2 矿石的破碎及力学性能 . 4 1.3 破碎机的分类及动颚轨迹特性 . 6 1.3.1 破碎机分类 . 6 1.3.2 颚式破碎机的动颚轨迹特性 . 7 2 颚式破碎机工作原理及结构分析 . 10 2.1 颚式破碎机的工作原理 . 10 2.1.1 简摆颚式破碎机工作原理 . 10 2.1.2 复摆颚式破碎机工作原理 . 11 2.2 主要零部件的结构分析 . 11 2.2.1 动颚 . 12 2.2.2 齿板 . 12 2.2.3 肘板（推力板） . 13 2.2.4 调整装置 . 14 2.2.5 保险装置 . 15 2.2.6 飞轮 . 15 2.2.7 机架结构 . 15 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） V 2.2.8 密封及润滑系统 . 16 3 颚式破碎机结构参数的选择与计算 . 18 3.1 颚式破碎机结构参数的选择与计算 . 18 3.1.1 给矿口宽度 . 18 3.1.2 给矿口长度 . 18 3.1.3 公称排料口尺 寸 b . 19 3.1.4 啮角与排料层平均啮角 L . 19 3.1.5 动颚摆动行程 s . 19 3.1.6 主轴转数 n . 20 3.2 主要构件尺寸的确定 . 21 3.2.1 破碎腔高度 H . 21 3.2.2 曲柄偏心距（或曲柄半径） l1 . 22 3.2.3 连杆长度 l2 . 22 3.2.4 悬挂高度 h0 . 22 3.2.5 传动角 . 22 3.2.6 连杆倾角 . 23 3.2.7 肘板长度3l和肘板摆角 . 23 3.3 工作参数的计算 . 24 3.3.1 主轴转数 . 24 3.3.2 生产能力 . 24 3.3.3 最大破碎力maxF. 25 3.4 电动机选择与确定 . 27 3.4.1 动腔的摆动次数 (主轴的转数 ) . 27 3.4.2 电动机的功率 . 27 3.4.3 电动机的转速 . 27 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） VI 3.5 带传动的设计 . 28 3.5.1 概述 . 28 3.5.2 传动带的设计 . 28 3.5.3 确定计算功率 . 28 3.5.4 选择带型 . 28 3.5.5 确定带轮的基准直径 . 29 3.5.6 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld. 29 3.5.7 确定皮带根数 Z . 30 3.5.8 确定带的预紧力 F0 . 31 3.5.9 计算 V 带作用在轴上的力（简称轴压力） Fp . 31 3.5.10 带轮的结构设计 . 31 3.6 偏心轴的设计计算 . 33 3.6.1 轴的功用、分类和材料 . 33 3.6.2 轴设计的基本要 求 . 34 3.6.3 偏心轴的结构设计 . 34 3.6.4 偏心轴的强度计算 . 35 3.7 颚式破碎机腔型设计 . 36 3.7.1 分层破碎假说 . 36 3.7.2 直线腔形的分析 . 37 4 颚式破碎机主要零件的校核验算 . 39 4.1 主要零件受力分析 . 39 4.2 主要零件的强度校核 . 39 4.2.1 肘板的强度校核 . 39 4.2.2 平键的选择与校核 . 40 4.2.3 滚动轴承的选择 . 41 5 颚式破碎机的使用与测试 . 43 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） VII 5.1 颚式破碎机的安装与运转 . 43 5.1.1 颚式破碎机的安装 . 43 5.1.2 颚式破碎机的运转 . 44 5.2 颚式破碎机使用维护 . 44 5.2.1 润滑 . 44 5.2.2 维修 . 45 5.2.3 破碎机的故障分 析与排除 . 47 结束语 . 48 致 谢 . 49 参考文献 . 51nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 1 前 言 国内的矿山工业、冶炼工业、建材工业、公路建设、铁路建设、水利建设和化工工业等各种行业中其所需的各种原料生产大都牵涉到了破碎问题，颚式破碎机在破碎行业中具有重要的地位。根据待碎矿石、岩石和物料的性质、用途和数量的不同，可选用不同类型的破碎设备。目前，常用的破碎设备有颚式、旋回式、锤式、反击式和辊式破碎机。此外，还有特殊类型的破碎设备。 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 ， 早已成为我国生产最多、使用最广的破碎设备。我国自 50 年代生产颚式破碎机以 来，在破碎机设计方面经历了类比、仿制、图解法设计阶段，并向计算机辅助设计阶段过度。生产制造的颚式破碎机越来越大、性能越来越好、品种越来越多，并在国际上占有一定的市场。目前，我国生产的应用最为广泛的颚式破碎机有两种型式：动颚作简单摆动的曲柄双摇杆机构颚式破碎机 简摆型颚式破碎机 ;动颚作复杂摆动的曲柄摇杆机构颚式破碎机 -复摆型颚式破碎机。前者多半制成大型或中型，其破碎比为 3 6；后者一般制成中小型，其破碎比可达 10。随着工业技术的发展，复摆型颚式破碎机已向大型化发展。 颚式破碎机的技术性能主要取决于主参数的确定 、机构尺寸参数、运动参数和动力参数的设计。各种不同型号的颚式破碎机虽经长期实践不断改进，但其工作原理和结构大同小异，而其工作性能的好坏却相差甚大。本设计根据已知参数： 普通岩石的破碎 （ 抗压强度最高可达 300兆帕 ） ，最大 进料粒度 210mm ，出料粒度 20 60mm， 产量 75m/h，进行颚式破碎机机构设计，侧重于主参数及其计算方法、机构尺寸参数、腔型设计、偏心轴设计及校核，以及辅助设备如电动机、 V 带、飞轮的选择。 由于水平有限、时间仓促，设计说明书中一定有不少的缺点和错误，恳请老师和读者提出宝贵的意见，给予批评 指正 ! nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 2 1 物料性能及破碎机分类 1.1 物料破碎及其意义 从矿山开采出来的矿石成为原矿。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 2001300mm，地下矿开采出来的原矿其最大粒度一般在 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 大块人料经破粹筛分后， 可得到各种小向要求粒度的碎石。 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。 铁路路挂建造巾也需要大量的碎石。 （ 2）使矿石中的有用矿物分离 矿石有单金属矿和多金属矿。而且原矿多为品位较 低的矿石。将原可破碎质 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精矿。 （ 3）为磨矿提供原料 磨矿工艺所需 粒度不大于 1-5 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，都由山破碎工艺提供原料，再 通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉 末 状态 。 1.1.2 破碎产品的粒级特性 破碎产品都是由粒度不同的各种矿粒所组成。粒度组成和粒度特性曲线可以鉴定破碎产品的质量和破碎机的破碎效果。 确定混合物料的粒度组成，通常采用筛分分析法（简称筛析）。筛析一般采用标准筛，筛面使用正方形筛孔的筛网。我国通常采用泰勒标准筛，其筛孔大小用网目表示，它指一英寸长度（一英寸等于 25.4mm）内所具有的筛孔数目。 筛析一般采用标准 筛。筛面使用正方形筛 孔 的筛 网 。我 国通常采用泰勒标准筛，其筛nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 3 孔大小用网目数目表示。 它指一英寸长度 （ 英寸等于 25.4 ）内所具有的筛孔数目 。这种筛于是以 200 目 作为笨本筛 （ 筛 孔 宽为 0.074 ）。 我国尚无用于破碎机的产品粒度分析标准， 在实际测试 时，各厂 家使用的筛 孔 形状 （方孔或圆孔） 及序列也不尽 相同 。 如果参照泰勒标准筛关于 基本筛比的规定来确定筛孔序列，即各筛间的筛比不大于 2，就可以将上、下 两筛间的产品 粒度，用粒级平均直径表示，这对 于分析粒级特性显然是很 方便的。 根据筛分结果，可以对产品（或原矿）的粒度特性进行分析。粒度特性用粒级特性曲线表示，纵坐标表示套筛中各筛的筛上物料质量的累积百分数（简称筛上量累积产率 %），横坐标或用筛孔尺寸与最大粒度之比，或用筛孔尺寸与排矿口之比（ %）表示。 难碎性矿石的粒级曲线呈凸性，这表明矿石中的粗级物料占多数。中等可碎性矿石的粒级曲线近似直线，这表明各种粒级所占的产率大致一致。易碎性矿石的粒级曲线呈凹形，这表明矿石中的中等粒度的物料占多数。 表 1-1 各破碎机产品筛析筛的粒级序列为了真实且直观地反映破碎机的破碎效果，可用下式计算产品的等值粒度值 Deq： =1=1=1D = = / 1 0 0n ni i ie q i iniiird rdr nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 4 式中 n 筛分物料 时 筛子的个数 di、 ri 第 i 级物料的粒级平均直径及其质量百分数。 1.2 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，使大块物料分成若干小块。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应力达到其抗压强度限而破碎（图 1-1a）。 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。劈裂的原因时由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度限（图 1-1b）。 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 1-1c）。 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限时，矿石即被粉碎（图 1-1d）。 5）冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而被破碎。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（图 1-1e）。 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，因此破碎作业兼有前四种破碎形式。 矿石的破碎方法主要根据矿石的物理力学性能、被破的块度及所 要求的破碎比来选择的。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的破碎方法为宜；对脆性矿石和软矿石采用劈裂和冲击破碎的方法为宜。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破碎效果。 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 5 图 1-1 矿石的破碎和磨碎方法 a）压碎 b）劈裂 c）折断 d）磨碎 e）冲击破碎 表 1-2 矿石的物理力学性能 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 6 1.3 破碎机的分类及动颚轨迹特性 1.3.1 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 40mm 的物料破碎到 30 10mm。 （ 2） 按破碎机结构和工作原理分类 1）颚式破碎机 其工作部分由固定颚板和活动颚板组成。当活动颚板周期性地靠近固定颚板时，借助压碎作用将装于期间的物料破碎；远离固定颚板时物料靠自重向下移动，直至从排料口排出（图 1-2a）。 2）旋回和圆锥破碎机 其工作部分由内腔为锥形的固定外锥和可运 动的内锥体组成。内锥体以一定的偏心半径绕外锥中心线作偏心运动，不断改变内外圆锥间的空间形状，使矿石在两锥体间受到压碎和折断作用而破碎（图 1-2b）。 3）辊式破碎机 矿石在两个平行且相反转动的圆柱形辊子中受到压碎（光辊）或受压碎和劈裂作用（齿辊）而破碎。当两辊的转速不同时，还有磨碎作用（图 1-2c）。 4）冲击式破碎机 -锤式破碎机和反击式破碎机 利用装于其上的高速旋转的锤子的冲击作用和矿石本身高速冲击固定衬板而使矿石破碎（图 1-2d）。 破碎机的型式是根据所采用的选矿工艺流程、矿石的物理力学性能、破 碎比及影响矿石可碎性的其它一些因素进行选择的。 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 7 图 1-2 破碎机和磨矿的主要型式 a)颚式破碎机 b）旋回破碎机和圆锥破碎 c）辊式破碎机 d）锤式破碎机 颚式破碎机经 100 多年的实践和不断改进，其结构已日益完善。我国自 50年 代仿制颚式破碎机以来，经过近 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，产品性能更加优良。由于它结构简单、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。 据不完全统计，我国目前每年生产的各种型号的破碎机约有万台，远销海 内外。 1.3.2 颚式破碎机的动颚轨迹特性 颚式破碎机按运动形式分为两种基本型式 :简摆颚式破碎机和复摆颚式破碎机。如图表示两种基本类型的颚式破碎机的动颚轨迹。 图 1-3 颚式破碎机动颚轨迹 a）简摆颚式破碎机 b）复摆颚式破碎机 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 8 由图 1-3 可见，简摆颚式破碎机动颚上点的轨迹为绕动颚悬挂点转动的圆弧，其弧长沿进料口到排料口逐渐增大。复摆颚式破碎机动颚上的点一般作平面运动，其轨迹为封闭曲线，进料口处轨迹呈椭圆形，愈靠近排料口其轨迹形状愈扁直。沿水平方向与垂直方向量取轨迹的位移 s 和 h， 则 s 称为动颚水平行程， h 称为动颚垂直行程，其比值称为动颚的行程特性值。 动颚上各点行程及特性值决定了破碎机性能的优劣。水平行程可以产生破碎物料所必须的压缩量，由于物料在破碎时，其块度越大，所需的压缩量也越大，因此水平行程应从进料口到排料口逐渐减小。由于排料口处的物料按自由落体排下的，所以排料口处水平行程的大小，还应考虑到排料层物料下落时所需的排料高度。动颚的垂直行程使得动、定颚间产生垂直方向的相对运动，以对物料进行磨搓，同时也可以促进物料向下排料，但磨搓作用使得动、定颚板磨损而降低衬板的使用寿命。因此可用行 程特性值衡量破碎机轨迹值性能值优劣。 表 1-3 两种基本颚式破碎机动颚轨迹性能比较 简摆颚式破碎机 复摆颚式破碎机 进料口 垂直行程 0.15s 2.5s 水平行程 0.5s 1.5s 特性值 0.3 1.67 排料口 垂直行程 0.3s 3s 水平行程 s s 特性值 0.3 3 表 1-4 给出了两种基本型式的破碎机，在相同排料口水平行程 s 条件下进、排料口处动颚的轨迹性能参数，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特性值 m=0.3。复摆颚式破碎机上部水平行程，大于下部水平行程，且 垂直行程很大，其特性值 m=2.5 3.0。 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 9 与简摆颚式破碎机相比，因为复摆颚式破碎机上下水平行程分布较合理，且有较大的垂直行程，有利于破碎腔内的物料下移，因此生产能力高于简摆颚式破碎机约 30%。 根据实践经验，上部水平行程不能太小，一般去（ 0.8 2.5） s，各点轨迹特性值取 m=1.12.5 为宜。由于排料口水平行程 s 是按破碎机所具有的最大生产能力确定的，远远大于破碎物料所必须的压缩量，因此当上部水平行程取得小于下部水平行程时也足以使大块物料破碎。 nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 10 2 颚式破碎机工作原理及结构分析 2.1 颚式破碎机的工 作原理 2.1.1 简摆颚式破碎机工作原理 图 2-1 简摆颚式破碎机 动颚悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动。带动两块推力板也做往复运动，从而推动动颚做左右往复运动，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，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其 破碎比 i 一般为 3-6，由于运动轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机。 优点：结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小；由于动颚垂直位移较小，加工时物nts河南理工大学本科毕业设计（论文） 11 料较少有过度破碎的现象，动颚颚板的磨损较小。 2.1.2 复摆颚式破碎机工作原理 动颚上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的偏心直
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