0378-复摆腭式破碎机设计【优秀含6张CAD图+说明书】
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复摆腭式破碎机设计
摘要：腭式破碎机在工矿企业被广泛的应用，这是因为该机构结构简单、机型齐全并已大型化。腭式破碎机经过100多年的实践和不断改进，其机构已日臻完善。虽然腭式破碎机算的上比较老的机型了，但是随着社会的发展需求破碎的要求不断提高，对产品和产品的质量也大大的提高了，破碎机的机型已经发展到很多种了。
本文主要是对复摆腭式破碎机设计研究。复摆腭式破碎机是因为其动腭在其它机件的带动下作复杂的一般平面运动而得名，其动腭上的轨迹一般为封闭曲线。复摆破碎机由于偏心轴负荷大一般制成中型和小型的，其破碎比可达10。随着工业技术的发展和要求，复摆腭式破碎机已经向大型化发展。复摆腭式破碎机在工作时偏心轴作逆时针旋转，对所装入的物料有向下退并夹持作用。该机型垂直摆幅下大上小，有利于出料口处动腭将成品推出。由于整块动腭作复杂运动因此对物料块不但起挤压、劈裂、弯折作用，还能起碾搓作用，故可破碎稍微粘湿的物料。采用正支撑复摆腭式破碎机，动腭下部的特性值m很大，使得动腭和定腭的衬板磨损很快，但却具有较高的生产能力。由实际生产说明，正支撑式腭式破碎机的结构形式具有动腭轨迹分布合理、生产能力高、结构更简单等优点，使其得到广泛应用。
关键词：破碎比 动腭 正支撑 特性值
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毕业设计（论文）开题报告 题目 复摆腭式破碎机 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105223 学 生 姓 名 欧阳鑫 指 导 教 师 熊丽娟 填 表 日 期 年 月 日 说 明 开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综 述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。 以下填写内容 各专业 可根据具体情况适当 修改 。但每个专业填写内容应保持一 一、选题的依据及意义 ： 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 227 854 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 4 000 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腭式破碎机。传统的腭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 ,给矿不均匀引起腭板磨损不均匀等。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 ;改进了动腭悬挂方式和衬板的支承方式 ,改善了破碎机性能 ;腭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 ,如双腔双动腭式破碎机 ,其破碎比可达 ,排料口调节方便 ,产量大 ;复摆腭式破碎机 ,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 有筛分腭式破碎机 ,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 15002100格的腭式破碎机。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，产量的要求满足生产的需要。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 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。在没有合格的天然砂子和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 腭 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 腭式破碎机，国产的 腭 式破碎机数量最多的也是复摆 腭 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。 腭 式破碎机是有美国人 E. W. 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 腭 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，我过对复摆 腭 式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 腭 的悬挂高度，改善动 腭 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。 三、研究内容及实验方案： 复摆 腭 式破碎机主要是由两块鄂板（活动 腭 板和固定 腭 板）组成。活动 腭 板对固定腭 板周期性的往复运动，时而靠近，时而分开，由此使装在二 腭 板间的石块受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。复摆 腭 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 腭 式破碎机生产效率高 20% 30%）。复摆 腭 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 腭 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 腭 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。 四、目标、主要特色及工作进度 复摆 腭 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。 腭 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 腭 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 腭 是由偏心轴的偏心直接带动，所以活动 腭 板可同时做垂直和水平的复杂摆动， 腭 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 腭 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。 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000 字符以上），撰写开题报告。 第 1 周 第 2 周 2. 整体方案设计 第 3 周 第 4 周 3. 结构详细设计 第 5 周 第 8 周 4. 绘制装配图及其各零件工作图 第 9 周 第 12 周 5. 编制设计说明书 第 13 周 6. 撰写毕业论文 第 14 周 第 16 周 7. 答辩准备及毕业答辩 第 17 周 五、参考文献 【 1】 孙桓等主编 北京：高等教育出版社， 2001 【 2】濮 良贵等主编 北京：高等教育出版社， 2001 【 3】 李启炎主编 003 三维设计教程 北京： 机械工业出版社， 2003 【 4】唐敬麟主编 破碎与筛分机械设计选用手册 北京： 化学工业出版社， 2001 【 5】廖汉元等编著 . 腭式破碎机 . 北京：机械 工业 出版社， 1998 【 6】徐灏主编 四版） 械工业出版社 7】 E, of 980 复摆腭式破碎机设计 摘要： 腭式破碎机 在工矿企业被广泛的应用，这是因为该机构结构简单、机型齐全并已大型化。腭式破碎机经过 100 多年的实践和不断改进，其机构已日臻完善。虽然腭式破碎机算的上比较老的机型了，但是随着社会的发展需求破碎的要求不断提高，对产品和产品的质量也大大的提高了，破碎机的机型已经发展到很多种了。 本文主要是对复摆腭式破碎机设计研究。复摆腭式破碎机是因为其动腭在其它机件的带动下作复杂的一般平面运动而得名，其动腭上的轨迹一般为封闭曲线。复摆破碎机 由于偏心轴负荷大 一般制成中型和小型的，其破碎比 可达 10。随着工业技术的发展和要求，复摆腭式破碎机已经向大型化发展 。 复摆腭式破碎机在工作时偏心轴作逆时针旋转，对所装入的物料有向下退并夹持作用。该机型垂直摆幅下大上小，有利于出料口处动腭将成品推出。由于整块动腭作复杂运动因此对物料块不但起挤压、劈裂、弯折作用，还能起碾搓作用，故可破碎稍微粘湿的物料。 采用正支撑复摆腭式破碎机，动腭下部的特性值 m 很大，使得动腭和定腭的衬板磨损很快，但却具有较高的生产能力。由实际生产说明，正支撑式腭式破碎机的结构形式具有动腭轨迹分布合理、生产能力高 、 结构更简单等优点，使其得到广泛应用。 关键词 ： 破碎比 动腭 正支撑 特性值 in is is 00 of to on of of to a is of in of is to of up 0. of at of a a on is to be As of it be is a of of m, of it a of a of a of a it is up be 目 录 1 概 述 2 物料破碎及其意义 物料破碎及其意义 2 碎的目的 2 碎工艺 3 破碎物料的性能及破碎比 4 度及其表示方法 4 破碎产品的粒级特性 5 矿石的破碎及力学性能 8 3 工作原理和构造 工作原理 9 腭式破碎机的结构 10 4 主要零部件的结构分析 动腭 12 齿板的结构 12 肘板 （推力板） 13 调整装置 14 保险装置 15 机架结构 15 传动件 17 飞轮 17 润滑装置 17 5 复摆腭式破碎机的主参数设计计算 轴转速 18 产能力 19 心 距 e 的计算 20 破碎力 20 碎力的计算 20 大破碎力 23 功率的计算 23 要零件受力计算 24 6 各主要零件的设计 轮的设计 26 轴 (偏心轴 )的设计计算 28 动轴承的设计计算 33 轴承的选择 33 轴承的验算 33 7 对一个主要零件进行有限元分析 件介绍 34 功能和特点 34 对一个零件的有限元分析 34 模 34 析类型与选项 37 料定义属性 38 荷与约束 39 格的划分 41 行分析 41 8 腭式破碎机的安装与运转 碎机的安装 43 架的安装 44 总 结 45 参考文献 46 致 谢 47 附 录 48 第 1 页 共 13 页 多个 圆盘 湿制动器 在 润滑的环境下 的 设计方法的研究 秦大同 孙东叶 ( 重庆大学 机械传动国家中心实验室，中国重庆 400044 ) 摘要 :在 摩擦副 之间发生的机械 热 现象 极大地 改变 多个 湿制动器 圆盘 的 衬套 压力和摩擦表面温度的分配。 它已经 成为 制动 失败的主要因素之一。 为了了解这些 机械热现象 , 很多 设计和对 机械热现象有 很大 影响的物质因素 ，例如 热转移 系数，摩擦因素 , 滑 动 速度 , 最初 的 衬套 压力等等都应 分析。 等温 的设计方法 是计划 设计 一个多个 湿制动器 圆盘 关键字 : 湿制动器 机械热现象 热 转移系数 摩擦 因素 0 介绍 多个 湿制动器 圆盘 主要地有摩擦 副 , 一个反对板块和一个活塞。每 一个 摩擦 副 包括一个摩擦 片 和一个钢 片 。摩擦 片 是圆盘中在摩擦材料的两边排成一行 的 金属 轴 。正常 湿制动器 的结构 如图 1所示 。 图 1 多个圆盘 湿制动器 机械热现象 由非 均匀 的 垫片热变形 所引起 的 。因为 在径向 的 热发散 ， 热 转移系数和摩擦因素 的分布不均匀 , 所以在 湿制动 的啮合 期间 摩擦表面温度将会以 不同的比率增加。 在较高温度的分布区中，比较 大 的 垫片热变形 将会见到。 即使 最初的 热发散是均匀分布的。 由于 热 移动系数和摩擦因素 效果的 变化 ，变形 将 变的不均匀 。 在 变形 较高 的 局部 区域，必然产生较大的压力 。 依次，由于 在 这些区域的热 膨胀，从而引起较高的温度上升和 促进局部压力的增加 。 这个 过程 叫做 机械热 现象。 这个 现象将会导致 实连接区域 的减少 , 表面温度和摩擦 片 损坏 率的增加。 机械热现象 主要 是由于 湿制动 的失败 而造成的 。 通过 将摩擦衬 套的 压力分 布的 最佳化 来 减少 机械热现象的效果 。 基于有限的元素 第 2 页 共 13 页 分析 , 等温 的设计方法是计划设计一个多个 湿制动器 圆盘 。 1 机械热现象的 影响因素 摩擦因素的 影响 摩擦 片 和钢板之间的 动 摩擦因素在 机械热现象 上 是 影响因素之一。 当滑 动 速度 压力 p 是常数的时候， 热发散 q 可能 随着 摩擦因素 不同 。 因此 , 一个非 均匀 的 热垫片 将会产生 变形 。 根据 他们的 构成 ，用于 湿制动器 的摩擦材料分为多 个 类型 , 例如 , 石墨 - 和 以纸为基础的材料。 材料 的 改变 在 啮合 期间 能 极大的影响平均 动摩擦因素。 即使相同类型的摩擦材料 , 随着摩擦表面温度 t , 滑 动 速度 v 和衬 套 压力 均 动摩擦因素 f 将会极大的不同 。 以纸为基础的摩擦材 料在 于 研究 纸 。 纸 以它的高动摩擦因素和极低 的 静态的/动态的系数比 而闻名 。 这个特征 使得 以纸为基础的摩擦材料 在 制动 期间非常的平滑和安静 。 为了获得 随着 温度 速度 v 和压力 p 的规律性 , 以纸为基础的摩擦材料的 正交 实验 完成的是 一个 性力。 在这实验 中 ，摩擦因素被定义为客观的 数值 。 像温度 t, 速度 v 和压力 p 这样的叁数 ,以 一个多线 形 的 衰退 方法被分析。 标准的 正交表格 L 被采用。 参 数 x， y， z,k和 m 被定义为上限 、 下 限、 零界限 、 变化 范围和 可变代码 。所 有的叁数 的变化范围 如 表 1 所 示。 代码 变量 只 能从 +1变化 . 2)(120 (1) 2)(12 Z (2) )( 0(3) 表 1 代码变量计划 变量 温度（ t/ 速度 （ v/(m 压强 （ p/)1(1 80 1(2 90 0.9 第 3 页 共 13 页 t5 数 118 5 / 5 22 0 . 3 5 / 0 . 0 5 330 0 摩擦因素的衰减方程由以下方程给出： ij 10(4) 100(5) 这里0b，ib，表 2 摩擦因素的多线性变量衰退分析 p 1 i=1,2,3 (6) 1)( ji (7) 这里 N=8 M=3 衰减方程系数的测试通过以下方程获得： 第 4 页 共 13 页 fS ),() )()(11211 12 (9) 摩擦因素的衰减方程 为 ： 3232121 3 3.0 (10) 如果温度 t,速度 v,压强 则得到 摩擦因素新的方程 ： 3 3 1 5 (11) 热转移 系数的影响 摩擦 材料 的表面有允许冷却 液流动 的凹槽。 热转移 系数分 布 将会 随着凹槽式样和径向 的位置而极大的 改变。 即使 热发散 的 分布在 沿着 径 向是 均匀的 , 热垫片 的 变形由于 热转移 系数的变化 ，也将会是非均匀的 。 因此 在 冷却 液 和钢板之间的 热转移 系数也 是机械热现象 影响因素之一。 首先 , 抛物线的 流程 需要被定义。如果在那里存在一个三 维 空间 流量的主 方向 , 动力的散布 ,热 ,质量 ， 等等 ，能在这 些 方向被疏忽。 如果没相 反的流程 ,这个 流程叫做抛物线的流程。 在 引进 在凹槽 热转移 问题上的数学 方程 之前，确定简单 假定的描述将会 单个凹槽的层流流动 和 热转移 的数学分析 中给出 （图 2） 。 图 2 第 5 页 共 13 页 (1) 在主要的 流动 方向 , 热发散 和 重量都 被疏忽，而且对流是 冷却液流动和板块之间的热传递的主要因素。 (2)因为在钢 板 和以纸为基础的摩擦 片之间的热传导率极大的不同 , 所以 大部份在制动 期间 产生 的热 被钢板吸收。 在 摩擦 片 和冷却 液 之间的 热传导 率能被认为等于零。 上述的假定 能 减少 订单数目 的计算量。 三 维 空间的流程将会被转 化 为一系列的二 维空间的流程。 在笛卡尔坐标 系 中 x ， y, z（图 2） 被解决 如下 。 连续性 0 2) 方程 ： 2222f 2222f 在 x=0 , 0 y d; u=0,v=0 在 x=b , 0 y d; u=0,v=0 在 y=0 , 0 x b; u=0,v=0 在 y=d , 0 x b; u=0,v=0 (13) 这里 u,v,w x,y,b,d,l 宽度，深度和长度 X,Y,Z x,y,v 的结果 能 通过 使用有限的不同方法的数字解决 而 获得。速度 w 的 整个 分 布能从下列 方程式中 获得。 第 6 页 共 13 页 0 022 (14) 2222f 在 x=0 或 x=b, 0 y d; w=0 在 y=0 或 y=d, 0 x b; w=0 (15) 当第一个假设满足，则22等于零。 温度分 布 能从 以下方程式中获得 。 2222 在 y=d, 0 x b; t= y=0, 0 x b; =0 在 x=0, 0 y d; =0 在 x=b, 0 x b; =0 在 z=0, 0 x b 0 y d; t=0t(16) 这里0f 基于 冷却 液 的速度场 能通过方程 （ 12） 到 （ 15） 而得到 , 每一个相连部分的 温度分 布能 藉着有限不同方法 通过方程 （ 16） 获得 。 根据 在表 3 所 显示 出 的 参 数 , 当 z 等于 米和 71 毫米的时候。 结果 如 图 3 所 示。在正常的钢板和冷却 液 之间方向 的平均温度的梯度是由下列图表给定的 。 第 7 页 共 13 页 图 3 在 z = 35.5 z = 71 000(17) 表 3 结构和物理参数 摩擦片的内部半径1r/ 擦片的内部半径0r/ 液 凹槽 的宽度 b/ 液 凹槽 的深度 d/ 液 凹槽 的长度 l/ 71 在单个 凹槽中的 油液质量流动 率 m/( 310 冷却液的初始温度0/0 液体的具体的热度 11/( )pc j kg k2177 11/ ( )f W m K 后， 热传递 系数 沿着 径 向 通过方程 (18) 计算 的 : 0 (18) 第 8 页 共 13 页 t 被定义 为 如性质上的温度 并通过下列方程 计算 : d bd 0 0 (19) 图 4 举例说明 在径 向的多 个 平行的凹槽 热 移动系数 的 分 布 。 它 显 示在摩擦 片 的内部附近的冷却效果显然地是比较好的超过一在外部附近。 在设计 一个 湿制动器 时 ，巨大的热发散 应该在内部附近产生 来确保 沿着板块的 径 向 垫片的热变形是均匀的。 图 4 制动器的几 何和材料参数 2 机械 热 现象的 型 在图 1 所 示的方案能在图 5描述。它主要地包括摩擦 片 ，钢板，一个对 立 板块和一个活塞。为了要建立有关的 型 ,下列的 关键 点需要被考虑。 (1) 多个 圆盘 湿制动器 的最重要 的 结构 特征 是摩擦 片 和钢板之间的 间隙 。 为了 计算在摩擦 副 之间 的 压力分 布 , 间隙 被 使 用。 有 间隙 的 型 会 成为一个非线 性 模型。 (2) 摩擦因素不是 常数 。 它将会 随着 像板块 的 表面温度 t ，滑动速度 v 和衬套压力 p 不同 的 使用 条件而改变 。 (3)在冷却液和钢板之间的热转移系 数在径 向 不是一个常数 。 第 9 页 共 13 页 在 型中，每个 部分 被假 设成 一个线 性弹性 物体。系统的 外力 包括 作用在活塞上的 液体 的压力 p和 通过在轴方向的浮液而作用在对立板上的支承力 。 液体 的压力 p 依下列各项被定义无尺寸的 量纲 。 (20) 这里 力 图 5 多个圆盘 湿制动器 的组合图 当 多个圆盘 湿制动器 的几何学的和物质 参 数 在 表 4 中给出 的时候 . 表 4 制动器的几何和材料参数 钢板的厚度 g/ 擦片 的厚度 g+2fg/ 管的实际半径gr/ 174 钢的 弹性系数 /擦材料的 弹性系数 /的关比率s 第 10 页 共 13 页 摩擦材料的 关比率f液压强 /p 了 核对 型 , 在开始的衬 套 压力分 布 方面的实验被完成。 有限元素 的 分析和实验的结果 如 图 6 所 示。 图 6 无纲量衬套 压强的分布 在 现实 的 制动器中 ，活塞和对 立 板的几何 参数 是复杂的。 设计活塞和对 立 板的硬分配的率的方法学是在建立理想的起始压力分配方面检索 表 。 3 设计方法 在湿 制动器 的操作方面，二个 不同 的模 态 可能被识别。 在 紧急制动 模态 , 摩擦片 和钢板 在 非常短 的 时间 内彼此相互滑动 。 它通常从 2 秒之间变化 。 在啮合 期间被产生时期的磨擦 热 大 都 被和流动 热转移 的一个 附属 角色的凹槽的钢板吸收。 在持续不断的 制动 模态中，二个板块 的滑动 时间 可能长达 10 秒 到 20 秒 。 在这一模态中，温度在板块延伸结 局定态的各种不同的翎骨针在几秒之内评价。 在哪一个所有的被产生的 热 一定被在摩擦 片 的凹槽中流动的 液 移动之后。 热 转移 的价值 , 钢板和凹槽之间 的液体 系数将会决定 制动器 的稳定的温度水平。 摩擦副 和切线的上升温暖气流的温度 t 的强调分别地 ,相同钢的板块的1被显示为持续不断的 制动如 图 7所示 。 第 11 页 共 13 页 图 7 在持续制动中温度和 切应力的 斜坡曲线 在紧急 制动过程中 ，钢板的表面温度和切线压力被一个 性动力计的热和标准度量测量 了。 热和标准度量沿着 径 向 均匀的分布 。 在实验的和有计划的结果之间的比较 如 图 8所示 。 图 8 测量和计算结果的对比 虽然开始的衬 套 压力在内部的辐部 ( 在图 6 所 示 ) ，图 7 和图 8 表 所示 的附近比较高高的电动压力和高的温度在外面的辐部附近 这是 局部热 流出输入为什么在任何的翎骨是一个正常压力，摩擦因素和滑 动 速度。 虽然湿 制动器 可能被设计到低的平均每单位衬 套区域 能源 , 当地的高衬里压力地点由于 热 可能引起摩擦衬里的表面烧 定 。 钢板 通常在支援板块附近的活塞和最后的钢板块附近的第一钢板块被发现。 失败的主要因素是由于棒的温度不同而且热的毁坏。 因为二个钢的板块只有一个摩擦 第 12 页 共 13 页 表面 , 盘子失败可能是更多产生超过其他的板块。 钢板的破裂失败由重复的刹周期的疲累损害所引起。 在一个 啮合 期间，表面的温度比钢板的主要身体剂量更加快速地上升。 它在被张应力平衡的钢板的外部者引诱压力在那比较冷的内部钢板块。 当这刹周期结束的时候，钢板的外部温度由于冷却油的效果将会变成比钢板的内部温度冷。 压力在钢板的外部者变成钢板是内部的在比较热人中被压力平衡的 张力。 因此破裂可能在一个周期的无法欣然接受低数字中发生。 概述这些分析 , 为了要避免由 局部高 温和压力所引起的刹车损 坏 , 运行动态压力的有限元素计算和表面温度是必需的。 对于湿的刹车适当的设计程序能在下列的步骤被描述 : 首先，光线的方向的开始的衬里压力分配在统一发情流出的情况之下被估计。其次，以 热转移 系数和摩擦因素的非 均匀分布 的影响力看来，开始的衬 套 压力分 布 根据动态的压迫力和摩擦温度被 校核 。 第三 , 为了要了解表面温度的 均匀分布和 垫片的热变形 , 活塞的结构而且对 立 板最佳化。 这是等温的设计方法。 它将 会减少不宜的机械 热 现象。 4 结论 (1) 机械 热 现象由非理性的开始 的 衬 套 压力和 热转移 系数和摩擦因素的非均匀分布 所引起。机械 热 现象 导致局部高温 和高压力是 导致 多个圆盘湿 制动器失效的主要因素。 (2) 在钢板的表面 上 的切线压力比 径向 的压力 大 。 因此钢板的表面 损坏 通常 是 在 径向 产生 的 。 (3) 如何设计活塞的几何 外型 是多个圆盘湿 制动器 的重点。 活塞在摩擦 副之间有在开始的衬 套 压力 分布上比较大 的影响。 (4) 为了避免多个圆盘 湿制动器的失效 ,等温 设计 的方法被提出 。 换句话说 , 湿制动器 设计者应该尽全力沿着钢板的 径 向达成 均匀 的温度 分布 。 传记 : 秦大同 ： 现在 是中国 重庆大学 的 机械工程 学院 的 一位教授。 在 1991 年 ,他 获得中国重庆大学的 机械工程 博士学位 。 他的研究兴趣包括齿轮传输， 断可变的传输 ), 对于汽车的 动的机械传输 ) 系统 , 等等 。 电话 : +86电子邮件 : 孙东叶：现在是中国重庆大学的自动化系的一位 副教授。 在 1991 年 ,他获得 第 13 页 共 13 页 中国吉林科技大学博士学位 。 他的研究兴趣包括 断可变的传输 ), 对于汽车的 动的机械传输 ) 系统 , 等等 。 电话 : +86电子邮件 : 考 ： 1 离合器 和 刹车 的 机械 热 现象 的分析 。 990:(140) 291 308 2 R 结合使用 有限元素 对 离合器 和 刹车中心轴的 的 失效 分析。 o. 982799, 1998 3 基于纸的 湿 离合器 的动态 特性的研究 。o. 981102, 1998 4 离合器 的油凹槽中 的 J. 1991, 34(7): 1 791 1 798 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 复摆腭式破碎机设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 腭 式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。鄂式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业 等众多部门，破碎抗压强度不超过 320兆帕的各种物料。 1. 所需破碎的物料中等硬度 ,堆积密度 :t/ 2. 生产能力 约为 70 m3/h 3. 进料口尺寸： 600 900； 4. 进料最大粒度： 00 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000 字符以上），撰写开题报告。 第 1 周 第 2 周 2. 整体方案设计 第 3 周 第 4 周 3. 结构详细设计 第 5 周 第 8 周 4. 绘制装配图及其各零件工作图 第 9 周 第 12 周 5. 编制设计说明书 第 13 周 6. 撰写毕业论文 第 14 周 第 16 周 7. 答辩准备及毕业答辩 第 17 周 、主 要参考资料： 【 1】孙桓等主编 北京 ：高等教育出版社， 2001 【 2】濮良贵等主编 北京 ：高等教育出版社， 2001 【 3】 李启炎主编 003 三维设计教程 北京 ： 机械工业出版社， 2003 ， 【 4】 唐敬麟主编 破碎与筛分机械设计选用手册 北京 ： 化学工业出版社， 2001 【 5】 廖汉元等编著 . 腭式破碎机 . 北京 ： 机械 工业 出版社， 1998 【 6】 徐灏主编 四版） 机械工业出版社 7】 E, of 980 1 一概述 破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。 破碎机械所施加的机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用 的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。 在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使这成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经 过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。 表一 物料粗碎、中碎、细碎的划分（ 类别 入料粒度 出料粒度 粗碎 中碎 细碎 300 900 100 350 50 100 100 350 20 100 5 15 制备水泥、石灰时、细碎后的物料，还需进一步粉磨成粉末。按照粉磨程度，可分为粗磨、细磨、超细磨三种。所采用 的粉磨机相应地有粗磨机、细磨机、超细磨机三种。在加工过程中，破碎机的效率要比粉磨机高得多，先破碎再粉磨，能显著地提高加工效率，也降低电能消耗。工业上常用物料破碎前的平均粒度 D 刁民破碎后的平均粒度 值 平均破碎比） 了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为公称破碎比。 在实际破碎加工时， 装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的 每 个 破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是 i=3 30。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机械串连加 2 工，称为多级破碎级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是 1i ， 2i ， 总破碎比是 10 2i际选用时，还应根据具体情况考虑下列因素； 易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等； 以选择破碎机类型和生产能力； 到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度节省费用。 二物料破碎及其意 义 2 1 物料破碎及其意义 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 1300下矿开采出来的原矿最大粒度一般在 200 600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 5品的作业，小于 1 2 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 5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。 3 2 1 2 破碎工艺 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 25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 1300 1 30101 30 0m a x m a x 825200m 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二。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。 表二 各类破碎机的破碎比 破碎机型式 流程类型 破碎机范围 颚式破碎机和旋回破碎机 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 图 2矿经固定筛 1筛分后，筛上大块物料进 入颚式破碎机 2，筛下物颚式破碎机 2 的产品一起经振动筛 3 筛分；筛上物经圆锥破碎机 4破碎，筛下物和圆锥破碎机 4的产品一起经振动 5筛分；筛下物作为磨机 8的原料，落入矿仓 7，筛上称进入圆锥破碎机 6破碎，破碎机 6与振动筛 5构成封闭系统进 反复破碎、筛分，该系统称为封闭破碎系统。颚式破碎机 2和圆锥破碎机 4的产品，均经筛分后进入下一流程，故称开路破碎。 4 图 2 破碎流程图 1 固定筛 23、 5 振动筛 4、 6 7 矿仓 82 2 破碎物料的性能及破碎比 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。 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 (2式中 式用长、宽的平均值表示： d= L+b 2 （ 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。 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。 5 3 6V= m （ 2 式中 kg/m 矿料的体积 ( 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 层筛孔尺寸为 过上层而留在下层筛上的物料，其粒度既不能用 粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过 2 =用粒度平均直径表示，即 d=(d1+2 (2否则用 破碎产品都是由粒度不同的各种矿石矿粒所组成，为了鉴定破碎产品的质量和破碎机的破碎效果，必须确定它们的粒度组成和粒度特性曲线，确定混合物的粒度组成，通常采用筛分公检法（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 所具有的筛孔数目。这种筛子是以 200 目作为基本筛（ 2 =补充筛比（ 42 =,筛孔的尺寸可根据筛比计算。例如，基本筛的上一基本筛为 150目筛子的筛孔尺寸，可用基本筛的筛孔乘以基本筛为 =计算两筛之间的补充筛孔尺寸，则用基本筛的筛孔尺寸乘以补充筛比得到。即 42 =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，即各筛间的筛比天有不大于 2 ，就可以将上、下两筛间的产品粒度，用粒度平均直径表示这对于分析粒级特性显然是很方便的。因此推荐表三的粒级序列供参考。 6 表三 各破碎机产品的筛析筛的粒级序列 型号 度 系 列 000000448820000000887754400002000771515170 28 2800163 163 40110 110 55 155 注：筛孔最大尺寸以其残留景不超过 5%来确定 根据筛分结果，可以对产品（或原矿）的粒度特性进行分析。粒度特性用粒度特性曲线来表示，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 %），横坐标或有筛孔尺寸与最大之比，或用筛孔尺寸与排矿口之比（ %）表示。 图 2示为物料粒级特性曲线，任意两纵坐标之差，就表示在横轴上相应两点间物料粒级的产率。由图可知，难碎性矿石的粒级曲线运动呈凸形，这表明矿石的粗级物料占多数。中等可碎性矿石的粒级曲线 2近似直线。这表明各种粒级所占的产率大致相等。易碎性矿石的粒级曲线 3呈凹形，这表明矿石中的中等粒度的物料占多数。该粒级曲线可以分析比较各种矿石破碎的难易程度。由于横坐标比值不能反映产品绝对尺寸的粒级分布情况，因此在检查同型号不同破 碎机的破碎效果并强调可比性时，只有筛孔最大尺寸及破碎物料相同时才有比较价值。当破碎机性能差别较大时，按筛子上残留量不大于 5%所确定的筛孔最大尺寸也不相同。因此用该曲线来分析破碎机的破碎效果并不方便。 图 2横坐标表示筛孔尺寸与排矿石之比。当同型号各个破碎机的排矿口尺寸破碎物料相同时，该粒级特性曲线可以检查破碎机的破碎效果。 7 图 2 筛孔尺寸与最大粒之比 图 2 物料尺寸排矿口之比 1 难碎 性矿石 2 中等可碎性矿石 3 易碎性矿石 8 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： 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 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 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。 图 2 矿石的破碎和破碎方法 （ a） 压碎 （ b） 劈裂 （ c）折断 （ d） 磨碎 （ e）冲击破碎 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 矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎（图 2。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。 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。 9 三 . 工作原理和构造 作原理 电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎，达到破碎的目的；当动颚下行时，肘板与动颚夹角变小，动颚板在拉杆，弹簧 的作用下，离开固定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。随着电动机连续转动而破碎机动颚作周期运动压碎和排泄物料，实现批量生产。 颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（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（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大小的破碎腔（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到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。 其工作示意图（非标准机械设备设计）见图 3 动颚 4悬 挂在偏心轴 3上，可以左右摆动，偏心 轴 3旋转时，动腭 4 作上下往复运动从而推动颚， 动颚作左右往复摆动，实现破碎和卸料。由于偏 心轴负荷大，一般都制成中型和小型机，目前也 朝大型方向发展，在工程上适合于破碎中等硬度 的石块，作为中碎设备，其破碎比比较大，可达 到 10。 图 3复摆腭式破碎工作示意图 3 偏心轴 4 动颚 5 连杆 6 推力板 复摆颚工破碎机的优点是：质量较轻、构件教少、结构更紧凑；破碎腔内充满程度较好，所装物料块受带均匀破碎，加以动腭下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆腭式破碎机的生产率高出 20% 30%；物料在动腭下端有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体形状卸出，减少了像简摆式的片状成分，产品质量较好。 其缺点是：这种破碎机的动腭垂直摆幅较大，物料对腭板的磨削作用严重，腭板磨损快 ，故增大了能量消耗，加剧了物料的过度破碎，产生了粉尘也较多。 10 式破碎机的结构 图 3有衬板的动腭 3 通过滚动轴承直接悬挂在偏心轴 10 上，而偏心轴又支承机架 12 的滚动轴承上。动腭的底部用推力板 5 支承在位于机架后壁的推力板座 6上，出料口的调节装置 7，是利用调节螺栓来改变楔铁的相对位置，从而使出料口的宽度得到调节。和简摆腭式破碎机一样，只有拉杆、弹簧及调节螺栓组成的拉紧装置。由电动机带动带轮 13 使偏心轴转动，动腭就被带动作复杂摆动，实现粉碎物料动作 。 11 图 3 复摆腭式破碎机 1 定腭 2 侧衬板 3 动腭（衬板） 4 推力板支座 5 推力板 6 推力板座 7 调节装置 8 后楔铁 9 飞轮 10 偏心轴 11 轴承 12 机架 13 带轮 本图仅做参考 12 四 . 主要零部件的结构分析 腭 动腭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，按结构动腭可分箱型和非箱型。动腭一般采用铸造结构。为了减轻动腭的重量，本设计采用非箱型。 如图 4装齿板的动腭前部为平板结构，其后部有若干条加肋板以增强动腭的强度与刚度，其横截面呈 图 4板的结构 齿板，是破碎机中直接与矿石接触的零件，结构虽然简单，但它对破碎机的生产率、比能耗、产品粒度组成和粒度以及破碎力等都会影响，特别对后三项影响比较明显。 13 齿板承受很大的冲击力，因此磨损得非常厉害。为了延长它的使用寿 命，可以从两方面研究：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集合尺寸。 现有的破碎机上使用的齿板，一般是采用 特点是：在冲击负荷作用下，具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同时仍能保持其内层金属原由的韧性，故它是破碎机上用得最普遍的一种耐磨材料。 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。本设计采用三角形。如图 4a)三角形 b)梯形 图 4板 （推力板） 破碎机的肋板是结构最简单的零件，但其作用却非常的重要。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；二是起保险件作用，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。 在机器工作时，肘板与其支承的衬板间不能得到很好的润滑，加上粉尘落入，所以肘板与其衬垫之间实际上一种干摩擦和磨粒磨损状态 。这样，对肘板的高负荷压力，导致肘板与肘板衬垫很快磨损，使用寿命很低。因此肘板的结构设计要考虑该机件的重要作用也要考虑其工作环境。 按肘头与肘垫（或称肘板衬垫）的连接型式，可分为滚动型与滑动型两种，如图4板与衬垫之间传递很大的挤压力，并受周期性冲击载荷。在反复冲击挤压作用下磨损教快，特别是图 4示的滑动型更为严重。为提高传动效率，减少磨损，延长其使用寿命，可采用图 4示的滚动型结构。肘板头为圆柱面，衬垫 14 为平面。由于肘板的两端肘头表面为同一圆柱表面，所以当肘板两端的衬垫表面相互平行时， 肘板受力将沿肘板圆柱面的同一直径、并与衬垫表面的垂直方向传递。在机器运转过程中，动腭的摆动角很小，使得肘板两端支撑的肘垫表面平行度误差也很小，所以在机器运转过程中，肘板与其肘垫之间可以保持纯滚动。本次设计采用滚动型 (a) (b) 图 4 肘头与肘垫形式 (a) 滚动型 (b) 滑动型 整装置 调整装置提供调整破碎机排料口大小作 用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸也不断地变大，产品的粒度也随之变粗。为了保证产品的粒度要求，必须利用调整装置，定期地调整排料裂口的尺寸。此外，当要求得到不同的产品粒度时，也需要调整排料口的大小。现有腭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、锲铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。本设计采用垫片调整装置。 1 肘板 2 调整座 3 调整楔铁 4 机架 图 4 调整装置 15 险装置 当破碎机落入非破碎物时，为防止机器的重要的零部件发生破坏，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。本设计采用肘板。肘板是机器中最简单、最便宜的零件，所以得到广乏应用且经济有效，但当肘板断裂后，机器将停车，应重新更换新肘板后方可工作。肘板保险件的另一个缺点是由于设计不当，常常在超载时它不破坏，或者没有超载它却破坏了，以至影响生产。因此设计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。肘板通常有如图 4部较薄的变截面结构；弧形结构； 中图 高其超载破坏敏感度。图 b、图 择合适的结构尺寸是肘板呈拉伸破坏，显然提高了肘板破坏的敏感度。尽管如此，肘板是否断裂主要取决与计算载荷的确定和截面尺寸计算是否正确。因此从加工制造方便性出发，图 设计也采用 图 4 肘板结构 架结构 破碎机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，而且加工制造的工作量也很大。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，对破碎机架的要求是：机构简单容易 16 制造，重量轻，且要求有足够的强度和刚度。破碎机机架机构分，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。 1）整体机架，由于其制造、安装和运输困难，故不宜用于大型破碎机，而多为中、小型破碎机所使用。它比组合机架刚性好，但制造较较复杂。从制造工业来看，它分为整体铸造机架和整体焊接机架。前者比后者刚性好，但制造困难，特别是单件、小批量生产。后者便 于加工制造，重量较轻，但刚性差。同时要求焊接工艺、焊接质量都比较高，并焊接后要求退火，但是随着焊接技术的发展，国内外腭式破碎机的焊接机架用得越来越多，并且大型破碎机也采用焊接机架。焊接机架用 板，其厚度一般为 25) 整体铸造机架 ,除用铸钢 料外，对小型破碎机破碎硬度较低的物料时，也可用优质铸铁和球墨铸铁。设计时，在保证正常工作下，应力求减轻重量。制造时要求偏心轴承中心镗孔，与动腭心轴轴承的中心孔有一定的平行度。本设计用铸造机架。 如图 4 4 整体铸造机架 17 动件 偏心轴是破碎机的主轴，受有巨大的弯曲力，采用 45 号钢调质处理，偏心轴一端装带轮，另一端装飞轮。 轮 飞轮用以存储动颚空形程时的能量，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。 滑装置 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，在其底部开若干轴向油沟，中间开一环向油槽使之连通，再用油泵强制注入干黄油进行润滑。 18 五 . 复摆腭式破碎机的主参数设计计算 如图 5示， b 为公称排料口， 腔内物料的压缩破碎棱柱体， 排料棱柱体。破碎机的主轴转速是 n 根据在一个运动循环的排料时间内，压缩破碎棱柱体的上层面（ 自由落体下落至破碎腔外的高度 该排料层高度 。即排 料层上层面 正好把排料层 的物料全部排出所需的时间来计算主轴的转速。 对于排料时间有不同的意见：一种认为排料时间 排料时间与机构 的行程速比系数有关。这一观点未注意到动腭下 端点排料起始点与终止点并不一定与机构的两极 限位置相对应。另一种认为排料时间 t=15/n 计算，即排料时间对应于主轴的四分之一转，这 种假定与实际情况相差甚大。根据笔者对破碎过 程的实测分析，得到排料过程对应的曲柄转角不 小于 180的结论 ,认为排料时间按主轴半转计 算比 较符合实际情况。 排料时间 图 5排料口处排料示意图 t =30/n （ 2 排料层完全排出下落的高度 h =SL/L (2由 221 (2令 g = 9800mm/s (2 将式（ 2（ 2（ 2入（ 2得 n =2100 式中 n 轴转速（ r/ 腭下端点水平行程（ L 料层平均啮角（ ）； 19 q 数，考虑在功耗允许的情况下转速的增减系数。取 q = 硬度矿石取小值。 破碎机尺寸设计中，动腭下端点水平行程 一个很重要的参数。在动腭其他各点水平行程保证腔内物料充分破碎的情况下，正确选择 L 值是发挥机器生产能力的关键。但 L及 转速 n 不与已知的 者设计的 会降低机器的生产能力或增大功耗。尽管式（ 2经给出了 n、 并不是说机器任何一组机构尺寸所得到的下端点水平行程 2算主轴转速 能得到最佳的 n、 L 三参数匹配方案。根据已知题目给定的生产能力 Q，对该机型三参数匹配优化，得出 查腭式破碎机表 6 L=14 ; 取 q=1代入式（ 2 得： n=193.3 r/生产能力 破碎机的生产能力是指机器每小时所处理的物料的立方米数。由于生产能力不但与排料口尺寸有关，而且与待破物料的强度、韧性、物料性能以及进料的几何尺寸和块度分布有关，因此为同意衡量机器生产能力的高低，标准中的生产能力，是指机器在开边制 公称排料口下，每小时所处理的抗压强度为 250密度为 为公称生产能力（ m3/h）。参看图 5公称排料口 一运动循环的排料行程下排出的物料棱柱体 体积与每小时转速 60n 的乘积，即可得到公称生产能力 Q=30 1/L (2式中 Q m3/h）； n r/ L m）； b m）； m）； 1小型机在公称排料口下一般取 1 20 = L=14 ; L=900 1= 查附表 得 b=100 代入式（ 2，得： Q=m3/h 角设计计算 动颚与定颚间的夹角称为钳角。钳角由物料性质、块粒大小、形状等因素决定。如果钳角太大，进料口物料就不能被颚板夹住，而被推出机外，从而降低生产率，如果钳角太小，则虽能增大生产率，但破碎比减小。 图 5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，这些力应相互平衡，即 在 x、 图 5 钳角计算图式 于是求得 212 因 f= 故 2 式中 数。 为了保证破碎机工作时物料块不致被推出机外，必须令 2 即钳角应小于物料与颚板间摩擦角的 21 设钢和矿石的摩擦系数为 最大钳角的理论值为 2433 。但实际采用的钳角比理论值小的多，这是由于大块料被楔住两块小料之间时 ，仍有被挤出的危险。所以选为 20 。 心距 e 的计算 破碎机的行程是指动腭下端的摆幅。它与偏心轴的偏心距、腭板斜角有关，查非标准机械设备设计手册一般是 S=中 S 动腭行程 e 偏心距 复摆腭式破碎机的下端摆幅为下端水平行程，所以 S= 得： e=碎力 碎力的计算 以立方体和球体两种典型物料形状为依据，并考虑 大尺寸进料块粒是逐渐阶段破碎成成品而卸出，求出总的破碎力，破碎力大小取决于颚板凸齿作用点施加的（物料应力）和物料抗拉强度。 实际破碎作业时，成品多为立方体，故破碎力计算多以立方体物料为依据，还可保证机械工作的可靠性（因人料尺寸相同时，立方体破碎力交球体大）。下面以立方体物料分析。 (1) 第一阶段破碎，图 5示作用在立方上的力 22 图 5 作用在立方体上的力 立方体由于齿棱作用，受力面产生拉应力，支撑面产生压应力，这些力在断裂面上引起的应力 为非标准机械设备设计 =2 2- 故得 )232(2 式中 N）。 等于抗拉强度 N/ 体物料边长（ ; . (2) 第二阶段破碎 成为两个半立方体 ,在动颚摆开时落入破碎时 ,并改变方向进行再破碎 ,第二阶段的破碎力是 : (3)第三阶段破碎 成为 4 块体进行再破碎 假设所破物料的抗劈强度是 =500N/而颚板齿棱距 Z=150 W=500第一阶段破碎力 23 )232(2 =)502 1532(50500 2 =807力产生侧向分力 ,设棱角为 90 ,则侧向力为 221F ，即 571 =50156450500 2 =5683= =601512850500 2 =250长 500，至少和动颚的一个齿棱相接触，因而此时破碎力为 807特殊情况下，也可能同时与 3个齿棱接触，此时破碎力为 2421平均值 1614 经过多次冲击以后，新的立方体才能最后形成。原始进料的破碎力和第二阶段中最后两个冲击的破碎力可能同时出现，因而总破碎力 614+4 250=2614两个破碎力的作用点取决于物料粒度与相应出料口宽度。总破碎力也可能有其他的组合方式 . 大破碎力 图 5上较大的峰值的统计结果绘制的。实验中 把较大峰值的 统计值称为满载破碎力，是 破碎过程中出现次数最多的破碎力。把满 载破碎时破碎力的 最大峰值称为最大破碎 力。其计算公式见颚式破碎机教材 61页。 24 t a n )(a x 式中 大破碎力（ N）； 图 5 压强度 （ N/ 效破碎系数，当 =20时，取 k = 破碎腔尺寸 B、 b、 L 的单位是 由已知得 B=90 b=15 L=120 20； k= B =14700N/； t a n )(a x = a n 1 47 0 090)1060(0 =2472率的计算 见颚式破碎机教材 P=4m a x 106co s 式中 ； ； r/ ）； 腭式破碎机表 2 = 据腭式破碎机表 2于中小型机，于中大型机，建议取有 已知有 472 取 n= =20； 所以得 25 P=4m a x 106co s 0c o 7 2 4 =W 所以选功率为 75查手册，选 实际转速 975r/功率为 笼型转子异步电动机 ， 11号机座，铁芯长度为 5号， 6极。 要零件受力计算 如图 5 5摆腭式破碎机计算图式 （ 1）推力板 25式中 力板受力（ 选电动机功率（ ； 心轴转速 ( r ； 颚行程平均值（ m）。 25=5125 =2 ) 动腭 选定偏心轴偏心距 颚和定颚的颚板长度可按经验式选取 26 两种长度可以不等，但为制造方便考虑，再根据破碎腔高和啮角计算取 L=2170 F 轮的设计 ，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即 式中： 计算功率，单位为 P 传递的功率（例如电动机的额定功率），单位为 工作情况系数，见表 8 机械设计师手册、中册 K ，故 =97. 选取窄 根据1n 由 由表 36 。 从动轮基准直径2 = 根据表 2250 按要求验算带的速度 dm/ 主动轮上的包角合适。 带的根数 z z=p)( 00 由 机械设计 师 手册 、中册 975n r/36 2250 28 查表得 0P= 0P=K = K = 则有 97 z= 取 z=7 F=2)00 查表 8q=m，故 0F= 7500 =F 20 8s
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