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河南理工大学本科毕业设计 论文 摘摘 要要 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 10 50mm 进料块最大尺寸 180mm 产量 2 3t h 而研究的 根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机 PE220 x360 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 额 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 动颚离开定额 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 关键词 复摆颚式破碎机 工作原理 动颚 河南理工大学本科毕业设计 论文 I 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 10 50mm Feeding block greatest size 180mm output 2 3t h According to the above asked me to design a Jaw Crusher PE150 250 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 crusher s 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 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 Transmission working principle Abrasion jaw crusher s move jaw 河南理工大学本科毕业设计 论文 0 目目 录录 摘摘 要要 I I ABSTRACT IIII 前前 言言 2 2 1 1 物料性能及破碎机分类物料性能及破碎机分类 3 3 1 1 物料破碎及其意义 3 1 1 1 破碎的目的 3 1 1 2 破碎产品的粒级特性 3 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 5 1 3 1 破碎机分类 5 1 3 2 颚式破碎机的动颚轨迹特性 6 2 2 颚式破碎机工作原理及结构分析颚式破碎机工作原理及结构分析 8 8 2 1 颚式破碎机的工作原理 8 2 1 1 简摆颚式破碎机工作原理 8 2 1 2 复摆颚式破碎机工作原理 8 2 2 主要零部件的结构分析 9 2 2 1 动颚 10 2 2 2 齿板 10 2 2 3 肘板 推力板 11 2 2 4 调整装置 12 2 2 5 保险装置 13 2 2 6 飞轮 13 2 2 7 机架结构 13 河南理工大学本科毕业设计 论文 1 2 2 8 密封及润滑系统 14 3 3 颚式破碎机结构参数的选择与计算颚式破碎机结构参数的选择与计算 1616 3 1 颚式破碎机结构参数的选择与计算 16 3 1 1 给矿口宽度 16 3 1 2 给矿口长度 16 3 1 3 公称排料口尺寸 b 16 3 1 4 钳角 与排料层平均啮角 L 17 3 1 5 动颚摆动行程 s 17 3 1 6 主轴转数 17 3 1 7 sL L和 n 三参数最佳匹配数学模型 18 3 2 主要构件尺寸的确定 18 3 2 1 破碎腔高度 H 19 3 2 2 曲柄偏心距 或曲柄半径 l1 19 3 2 3 连杆长度 l2 19 3 2 4 悬挂高度 h0 20 3 2 5 传动角 20 3 2 6 连杆倾角 20 3 2 7 肘板长度 l3和肘板摆角 20 3 2 8 支座 O C 间的垂直 水平距离 yOC xOC 21 3 2 9 颚式破碎机机构尺寸参数优化设计 21 3 3 工作参数的计算 23 3 3 1 主轴转数 23 3 3 2 生产能力 23 3 3 3 最大破碎力 Fmax 24 3 4 1 动腔的摆动次数 主轴的转数 26 河南理工大学本科毕业设计 论文 2 3 4 2 电动机的功率 26 3 4 3 电动机的转速 26 3 4 4 选取电动机 26 3 5 带传动的设计 27 3 5 1 概述 27 3 5 2 传动带的设计 27 3 5 3 确定计算功率 27 3 5 4 选择带型 27 3 5 5 确定带轮的基准直径 28 3 5 6 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld 28 3 5 7 确定皮带根数 Z 29 3 5 8 确定带的预紧力 F0 30 3 5 9 计算 V 带作用在轴上的力 简称轴压力 Fp 30 3 5 10 带轮的结构设计 30 3 6 偏心轴的设计计算 32 3 6 1 轴的功用 分类和材料 32 3 6 2 轴设计的基本要求 32 3 6 3 偏心轴的结构设计 33 3 6 4 偏心轴的强度计算 34 3 7 颚式破碎机腔型设计 34 3 7 1 分层破碎假说 35 3 7 2 直线腔形的分析 35 4 4 颚式破碎机主要零件的校核验算颚式破碎机主要零件的校核验算 3737 4 1 主要零件受力分析 37 4 2 主要零件的强度校核 37 4 2 1 肘板的强度校核 37 河南理工大学本科毕业设计 论文 3 4 2 2 平键的选择与校核 38 4 2 3 滚动轴承的选择 39 5 5 颚式破碎机的使用与测试颚式破碎机的使用与测试 4141 5 1 颚式破碎机的安装与运转 41 5 1 1 颚式破碎机的安装 41 5 1 2 颚式破碎机的运转 42 5 2 颚式破碎机使用维护 42 5 2 1 润滑 42 5 2 2 维修 43 6 6 PRO EPRO E 在破碎机设计中的应用在破碎机设计中的应用 4545 6 1 破碎机三维设计流程 45 6 2 破碎机参数化设计 强度刚度校核 45 结束语结束语 4848 致致 谢谢 4949 参考文献参考文献 5050 河南理工大学本科毕业设计 论文 1 前前 言言 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 180mm 出料粒度 10 50mm 产量 2 3 吨 小时 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 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物料性能及破碎机分类 1 1 物料破碎及其意义物料破碎及其意义 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 200 1300mm 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 破碎的目的破碎的目的 1 制备工业用碎石 2 使矿石中的有用矿物分离 3 为磨矿提供原料 1 1 2 破碎产品的粒级特性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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 3 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 4 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 1 3 破碎机的分类及动颚轨迹特性破碎机的分类及动颚轨迹特性 1 3 1 破碎机分类破碎机分类 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 5 矿石可碎性的其它一些因素进行选择的 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 1 3 2 颚式破碎机的动颚轨迹特性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 河南理工大学本科毕业设计 论文 6 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 4 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 15s2 5s 水平行程 0 5s1 5s 特性值 0 31 67 排料口垂直行程 0 3s3s 水平行程 ss 特性值 0 33 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 7 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 2 颚式破碎机工作原理及结构分析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颚式破碎机的工作原理 2 1 1 简摆颚式破碎机工作原理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复摆颚式破碎机工作原理 河南理工大学本科毕业设计 论文 8 动颚上端直接悬挂在偏心轴上 作为曲柄连杆机构的连杆 由偏心轴的偏心直接驱 动 动颚的下端铰连着推力板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 越向下部 椭圆 形越偏 直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线 由于这种机械中动颚上各点的运动轨 迹比较复杂 故称为复杂摆动式颚式破碎机 图 2 2 为复摆颚式破碎机结构示意图 图 2 2 颚式破碎机结构示意图 图 2 3 复摆颚式破碎机机构运动简图 由图 2 3 可计算出复摆颚式破碎机的自由度为 3 2 3 3 2 40 1 LH FnPP 复摆式颚式破碎机与简摆式相比较 其优点是 质量较轻 构件较少 结构更紧凑 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 比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出 20 30 物料块在动颚下部有 较大的上下翻滚运动 容易呈立方体的形状卸出 减少了像简摆式产品中那样的片状成 分 产品质量较好 介于复摆颚式破碎机的优点 在本设计中将颚式破碎机设计为复摆型 2 2 主要零部件的结构分析主要零部件的结构分析 220 360 复摆颚式破碎机主要是由机架 动颚 偏心轴 轴承 飞轮 槽轮 肘板 调整部件 拉紧部件 润滑部件等组成 如下图 4 所示 河南理工大学本科毕业设计 论文 9 图 2 4 PE 220 x360 复摆颚式破碎机 2 2 1 动颚动颚 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 为减轻重量 国外也采用焊接结构 由于其 结构复杂 因此对焊接工艺的要求较高 按结构特点 可把动颚分成箱型结构与非箱型 加筋结构 按其横截面形状又可分为 型和反 型两种 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 以便有效地减轻动颚的重量 本设计 采用 型动颚 其结构见图纸 2 2 2 齿板齿板 齿板 也叫衬板 是破碎机中直接与矿石接触的零件 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 10 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 目前齿板一般采用 ZGMn13 4 其特点是 在冲击负荷作用下 具有表面硬化性 形成既硬又耐磨的表面 同时仍能保持其内层金属原有的韧性 齿板横断面结构形状有 平滑表面和齿形表面两种 后者又分三角形和梯形表面 如图 所示 图 2 4 衬板齿形 a 三角形 b 梯形 本设计中采用三角形齿板 材料为 ZGMn13 4 2 2 3 肘板 推力板 肘板 推力板 破碎机的肘板是结构最简单的零部件 但其作用却非常大 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 肘板按结构组成分为组装式和整体式两种 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 如图 2 5 滚动型结构其传动效率高 磨损减小 同 时在机器运转过程中 动颚的摆动角很小 使得肘板两端支承的肘垫表面的平行度误差 也很小 因此肘板的传力方向与肘垫垂直方向的夹角很小 肘板与其肘垫之间可以保持 纯滚动 为提高传动效率 减少磨损 延长其使用寿命 本设计中采用滚动型肘板 肘板垫 材料为 ZG310 570 河南理工大学本科毕业设计 论文 11 图 2 5 肘头与肘垫形式 a 滚动型 b 滑动型 2 2 4 调整装置调整装置 调整装置是用来调整破碎机排料口大小用 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 有颚式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 图 2 6 立式楔铁调整装置 本设计中采用楔铁调整装置 如图 2 6 其优点是能实现无极调整 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 12 2 2 5 保险装置保险装置 当破碎机落入非破碎物时 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 液压保险装置由于必须有专 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 故一般都用于大 型的简摆颚式破碎机 中小型复摆颚式破碎机都以肘板为保险件 图 2 7 肘板结构 a 变截面结构 b 弧形结构 c S 型结构 设计肘板时除应正确确定由破碎力引起的肘板压力 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 本设计采用变截面结构 如图 2 7a 材料为 HT150 其结构见图纸 2 2 6 飞轮飞轮 颚式破碎机的飞轮用以储存动颚空行程时的能量 再用于工作行程 使机械的工作 负荷趋于均匀 带轮也起着飞轮的作用 飞轮常以铸铁或铸钢制造 小型机的飞轮常制 成整体式 其结构见图纸 2 2 7 机架结构机架结构 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 对焊接架为 30 左右 机架的刚 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 对破碎机机架的要求 河南理工大学本科毕业设计 论文 13 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 本设计采用整体铸造机架 虽然制造困难 但具有较好的刚性 除用 ZG270 500 材 料外 对小型破碎机破碎硬度较小的物料时 也可用优质铸铁和球磨铸铁 设计时 在 保证正常工作条件下 应力求减轻重量 制造时要求偏心轴轴承中心镗孔 与动颚心轴 轴承的中心孔有一定的平行度 图 2 8 整体铸造机架 2 2 8 密封及润滑系统密封及润滑系统 密封的功能是阻止泄露 造成泄露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 消除或减小其中因素都可以阻止或减小泄露 但就一般设备而言 减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径 密封的作用就是将结合面间的间隙封住 隔离 或切断泄露通道 增加泄露通道中的阻力 或者在通道中加设小型做工元件对泄露物质 河南理工大学本科毕业设计 论文 14 造成压力 与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡 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 然后做出选择 偏心轴轴承通常采用集中循环润滑 心轴和推力板的支承面一般采用润滑脂通过手 动油枪给油 动颚的摆角很小 使心轴与轴瓦之间润滑困难 常在轴瓦底部开若干轴向 油沟 中间开一环向油槽使之连通 再用油泵强制注人干黄油进行润滑 河南理工大学本科毕业设计 论文 15 3 颚式破碎机结构参数的选择与计算颚式破碎机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 在设计时必须正确地确定它的结构参 数和工作参数 并以此作为计算零部件的基础 3 1 颚式破碎机结构参数的选择与计算颚式破碎机结构参数的选择与计算 图 3 1 排料口处排料示意图 3 1 1 给矿口宽度给矿口宽度 B 1 1 1 25 Dmax 式中 Dmax 最大给料粒度 由于 Dmax 180mm 故给矿口宽度 B 的取值范围为 198 225 在本设计中选取 B 220mm 3 1 2 给矿口长度给矿口长度 L 1 5 1 7 B 由于 B 220mm 故给矿口长度 L 的取值范围为 330 374 介于我国常见的颚式破碎机 型号 在本设计中选取 L 360mm 3 1 3 公称排料口尺寸公称排料口尺寸 b 公称排料口尺寸 又称为排矿口最小宽度 一般颚式破碎机排料口的长度与给料口 的长度相同 可按下式选定 故有 b bmin 25mm 河南理工大学本科毕业设计 论文 16 b bmin dmax SL 1 7 1 10 B 式中 dmax 最大给矿粒度 3 1 4 钳角钳角 与排料层平均啮角与排料层平均啮角 L 破碎机的动颚与固定颚板之间的夹角称为钳角 当破碎物料时 必须使物料既不向 上滑动 也不从破碎机给矿口中跳出来 这就要求矿石和颚板工作面之间产生足够的摩 擦力 以阻止矿块破碎时被挤出去 正确的选择颚式破碎机钳角对于提高破碎机的破碎效率具有很大意义 减小钳角可 以使破碎机的生产能力增加 但会引起破碎比的减小 近年来 采用一种曲面破碎齿板 它在保持破碎比不变的条件下 啮角将大大减小 而破碎机的生产能力可以提高 且破 碎齿板磨损减轻 功率消耗有所下降 在实际生产中 对于复摆颚式破碎机钳角的范围 为 20 24 本设计将钳角 选定为 20 排料层平均啮角 L定为 15 3 1 5 动颚摆动行程动颚摆动行程 s 动颚摆动行程 s 是破碎机最重要的结构参数 在理论上 动颚的摆动行程应按物料 达到破坏时所需之压缩量来决定 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大于理论上求出的数值 复摆颚式破碎机的动颚摆动行程受到排矿口宽度的限制 因为 如果动颚下部的摆 动行程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实现象 容 易造成排矿口的堵塞 使负荷急剧增大 所以动颚下部的摆动行程不得大于排矿口宽度 的 0 3 0 4 倍 本设计中 SL 8mm 下端点许用水平行程 sL 0 1415B0 85 0 1415X2200 85 13 86mm 因 sL0 零悬挂 h 0 和负悬挂 h vmax 则离心力过大 即应减小 dd1 如 v 过小 例如 v1 即 mj mj 1 将在 j 层处出现堵料现象 当 q 1 时 即 mj mj 1 将在第 j 1 层 发生待料现象 动颚齿面诸点垂直行程沿动颚从上至下逐渐加大 下端 点达到最大值 且堵塞系数也达最大值 可见动颚齿面下部 磨损最严重 如果改善动颚下部各破碎层的排 供料性能 减少堵塞 则磨损程度得到改善 且降低无用功耗 减少磨 搓粉料 提高产品质量 因此 腔型设计的目标是调整各破 碎层的定颚和动颚倾角 使得各当量层质量逼近相等 河南理工大学本科毕业设计 论文 36 本人所设计的腔型结构如图 3 5 图 3 5 腔型设计 4 颚式破碎机主要零件的校核验算颚式破碎机主要零件的校核验算 4 1 主要零件受力分析主要零件受力分析 破碎机的最大破碎力 4 030000 20tan 365 222034 0 786KN 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 Pjs是确定这些外力的原始数据 根据力 Pjs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摆颚式破碎机进行受力分析和计算 b l2 315mm 动颚长 mm ll l450 420 7 0 75 0 22 取 l 440mm mmla293 3 2 河南理工大学本科毕业设计 论文 37 肘板受力 Pk KNP b a P jkk 731786 315 293 动颚轴承反力 Ps KN b ab PP jks 55786 315 293315 4 2 主要零件的强度校核主要零件的强度校核 4 2 1 肘板的强度校核肘板的强度校核 肘板是颚式破碎机构造简单 成本较低的零件 计算时降低其安全系数 设计时建 议其下 许用应力提高 25 30 为了减弱推力板的断面强度 有时沿其宽度方向布有 通孔 在计算推力板的强度时 一般是根据颚板的宽度决定推力板的宽度 再由这个宽度 求推力板的厚度 其计算公式如下 式中 推力板中心线方向作用的外力 K P 推力板的宽度 推力板的计算许用应力 MPa 当破碎机中掉入非破碎物而要求肘板先行破坏时 在计算上可将许用应力提高 25 30 即 肘板是过载保护 在此选用 HT150 材料 P 500MPa 4 2 24 2 2 平键的选择与校核平键的选择与校核 键是一种标准零件 通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递扭矩 有的还能 实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向 键连接的主要类型有 平键连接 半圆键 连接 楔键连接和切向键连接 因为破碎机轴上的键全部用在轴端 故选用单圆头平键 C 型 河南理工大学本科毕业设计 论文 38 电动机伸出轴用键的选择及校核 根据伸出轴轴径 D 38mm 由 Y132S 4 电动机决定的 查 机械设计 选用 键 10 主要参数 10mm h 8mm L 70mm 由于键 轴 轮毂都是钢 冲击小 查 机械设计 表 6 2 得许用挤压应力 p 100 120MPa 键的工作长度 l L b 2 65mm 键的工作高度 k h 2 4mm 轴传递的扭矩 T 9550 P n 209 6N 由式 添加约束 加载荷 划分单元格 运行 可以 方便地得到应力 变形 安全系数等数据与图片 数据非常准确 并且可以保存成动画 或网页的形式 在设计的过程中 本人利用 Pro E 对所设计的颚式破碎机装配实体进行干涉检查 从而对不合理的结构尺寸方便 直观的进行修改 缩短了设计时间 同时也能够发现设 计过程中所存在的问题 不足之处是由于时间和个人水平问题 尚未对零部件进行强度 刚度校核 河南理工大学本科毕业设计 论文 47 结束语结束语 历时近两个月的毕业设计已接近尾声 通过这次毕业设计 不仅提高了我对四年来 所学的各种知识的综合运用能力 还使我学