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颚式破碎机 传动系统 设计

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河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师： 王得胜 职称： 教授 所在院（系）： 机械与动力工程系 教研室（研究室）： 机械设计教研室 题 目 颚式破碎机传动系统设计学生姓名周玉强专业班级08机设2班学号0828070105一、选题质量：（主要从以下四个方面填写：1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求；2、题目难易程度；3、题目工作量；4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度）选题符合机械设计专业的培养目标，能够体现综合训练的要求。设计任务难易程度中等，工作量适中。所选题目颚式破碎机传动系统设计与实际贴合比较紧密，在实际的应用中比较广泛。在设计过程中，对机器的零件的设计和计算对我来说是对以往所学知识的总结和应用，所以能够满足综合训练的要求。在设计过程中，我还是遇到很大的困难，由于对于这方面缺乏更深刻的了解，并且相关的资料也比较少，所以对我来说是一个挑战。二、开题报告完成情况：顺利完成了开题报告。三、阶段性成果：1初步完成了复摆颚式破碎机的传动部分主要参数的确定，并完成了一些零件的选型和设计计算。 2到目前为止，已完成开题报告、设计计算说明书草稿和部分零件图的绘制。 3进一步对整体说明书和完整的图纸绘制做准备工作。四、存在主要问题： 1对颚式破碎机了解的不够，技术方面上不是太成熟。 2获得的资料有限。 3局部结构设计思路不是很清晰，缺乏经验。五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师： （签名） 年 月 日河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称颚式破碎机传动系统设计学生姓名周玉强专业班级08机设2班学号0828070105一、 选题的目的和意义：复摆颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。经过人们长期的实践和不断完善与改进,其结构形式和机构参数日臻合理。随着经济社会的快速发展，各工业部门对破碎石的需求进一步增长。矿石的破碎应该采用科学合理的方法，这样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。颚式破碎机作为一般破碎流程的基本要求设备，且通常作为第一道破碎工序设备。因此颚式破碎机的出现具有历史性的意义，打破了传统的人工破碎。虽然颚式破碎机自发明至今，其结构形式不断的完善，但还没有达到社会发展的要求。纵观整个世界，颚破的生产制造并没有出现垄断性的企业，也足以说明重工行业的发展前景。由于不同物料的物理性质和结构差异非常大，破碎要求各有不同，这就导致了为适应各种物料的破碎要求而生产的破碎机的品种也是极其多。虽然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，在各种工业上得到广泛应用，但其缺点也是致命的。非连续性破碎、破碎效率较低、破碎比较小、磨损快使用寿命短等问题致使颚式破碎机的使用局限性。因此设计一款适应现代化需求的颚式破碎机具有重要的意义。二、 国内外研究综述：颚式破碎机是由美国人布雷克发明的。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，其结构得到不断地完善。由于颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。为了改善颚式破碎机性能和提高工作效率，国内外曾研制过各种异型颚式破碎机。早年，德国和前苏联都曾研制过液压驱动的颚式破碎机。其特点是提高动颚摆动次数借以增加产量，同时能实现液压调整排料口、液压过载保护以及能负荷启动。原西德制造过冲击式颚式破碎机，而原苏联也制造了振动颚式破碎机（也叫惯性颚式破碎机）。它们都靠动颚振动冲击破碎物料，借以提高破碎机性能。前者国内曾经试制过，由于某些原因没能继续研制。原东德曾制造过一种简摆双腔颚式破碎机，美国生产过复摆双腔颚式破碎机。国内北京某设计院以及湖南某大学都曾与工厂合作研制了双腔颚式破碎机。其特点是使间歇工作变成连续工作，借以提高破碎机工作效率。原苏联早年曾制造一种双动颚颚式破碎机。国内辽宁某学院与矿山合作开发了双动颚颚式破碎机。这种破碎机就是将原来两个破碎机去掉前墙对置后而成。为了两动颚同步运转，在偏心轴一端增设一对开式齿轮。由于它的结构太复杂，近年又研制一种单轴倒悬挂的双动颚破碎机。国内上海某学院曾研制过此种颚式破碎机。这两种破碎机的特点，其动颚同步运转，使破碎机强制排料。这样，靠提高转数增加破碎机产量同时由于物料与动颚没有相对运动，减少衬板磨损延长使用寿命。近来又研制了单动颚倒悬挂颚式破碎机。国外制造过一种肘板向上放置的颚式破碎机。国内有几家设计院和制造厂生产了这种破碎机。它的特点是靠增大传动角改善动颚运动特性，提高破碎机性能。在国内该机有叫负支承、上斜式、上推式和上置式破碎机。笔者认为叫大传动角（包括倾斜式）破碎机更合适。以上各项异型破碎机的研制都取得了一定的效果并对国内破碎机行业的发展起到了一定的推动和促进作用。但是，都没能得到大面积推广使用。国内绝大多数制造厂生产的和现场使用的都还是传统复摆颚式破碎机。就近两年国外机械设备展览会上展出的颚式破碎机来看，也都是传统颚式破碎机，没有异型颚式破碎机出现。 国内各厂家所制造的颚式破碎机技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。综上所述，改善国内颚式破碎机落后的状况，全面提高颚式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的颚式破碎机是当务之急。从颚式破碎机的发展来看，现代的破碎机械是在蒸汽机和电动机等动力机械逐渐完善和推广之后相继创造出来的。目前，国内颚式破碎机类型很多，但得到广泛使用的还是传统复摆颚式破碎机。各制造厂的产品技术、研发水平相差悬殊，有少数厂家的产品接近世界先进水平，大多数厂家的产品差距很大。所以，全面提高颚式破碎机技术水平与综合性能，研发生产新型环保节能的颚式破碎机，创造世界品牌的颚式破碎机是当务之急。一方面，要借助机构优化设计保证颚式破碎机最佳性能，并达到低噪音、低粉尘的环保要求。一方面，应提高设计制造工艺等综合水平，加强焊接、铸造、热处理工艺的处理。制造出质量过硬的颚式破碎机。最后，颚式破碎机耐磨件也需要不断的提高研发、改良与提高，延长耐磨件颚板的寿命。三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：1. 根据已知的条件首先确定颚式破碎机的主要参数，然后确定电动机的型号，接下来计算V带传动，主轴的传动。根据计算的参数画颚式破碎机的总装图，及其他的零件图。2毕业设计所用的方法是：类比设计、优化设计、经验设计以及数据计算法等方法，在资料和信息获取过程中进行了实地考察和调研。3在绘图过程中运用计算机绘图（包括PRO-E绘图）。四、 主要参考文献与资料获得情况：1. 机械设计 濮良贵，纪名刚 高等教育出版社2. 机械原理 孙桓，陈作模，葛文杰 高等教育出版社3. 矿山工程设备技术 王荣祥，任效乾 冶金工业出版社4. 机械设计手册 王少怀 电子工业出版社5. 机械设计理论方法与标准 黄平，朱文坚 清华大学出版社五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：第 34 周 熟悉课题，查阅相关的资料，收集资料.。第 57 周 确定设计任务并撰写开题报告。第810 周 总体方案设计，初步完成设计计算，外文翻译。第1113周 完成总装图和零件图的绘制和设计说明书。第1415周 修改和完善，准备毕业答辩。六、指导教师审批意见：指导教师： (签名)年 月 日 河南理工大学万方科技学院毕业设计实习报告毕业设计实习报告学 校：河南理工大学万方科技学院院 系：机械与动力工程系姓 名：周玉强班 级：08机设二班学 号：0828070105指导老师: 王得胜 目录l 1. 颚式破碎机发展2l 2. 颚式破碎机性能特点3l 3. 复摆颚式破碎机的特点3l 4. 复摆颚式破碎机的现状与发展5l 5. 基本结构：7l 6. 工作原理8l 7.实习心得12l 8. 参考文献12毕业实习目的1、巩固、联系、充实、加深、扩大所学知识基础理论和专业知识。2、提高运用所学知识，解决实际问题的能力。3、敢于创新，并能正确地将独创精神与科学态度相结合。4、初步掌握专业设计工作的流程和方法。5、熟练运用计算机等工具提高工作效率。6、养成严肃认真、刻苦钻研、实事求是的工作作风。1.鄂式破碎机发展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2050,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。2. 颚式破碎机性能特点 1.破碎腔深而且无死区，提高了进料能力与产量； 2.其破碎比大，产品粒度均匀； 3.垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性； 4.润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小； 5.结构简单，工作可靠，运营费用低。 6.设备节能：单机节能15%30%，系统节能一倍以上； 7.排料口调整范围大，可满足不同用户的要求； 8.噪音低，粉尘少； 3. 复摆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。4. 复摆颚式破碎机的现状与发展颚式破碎机是由美国人布雷克发明的。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，其结构得到不断地完善。由于颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。为了改善颚式破碎机性能和提高工作效率，国内外曾研制过各种异型颚式破碎机。早年，德国和前苏联都曾研制过液压驱动的颚式破碎机。其特点是提高动颚摆动次数借以增加产量，同时能实现液压调整排料口、液压过载保护以及能负荷启动。原西德制造过冲击式颚式破碎机，而原苏联也制造了振动颚式破碎机（也叫惯性颚式破碎机）。它们都靠动颚振动冲击破碎物料，借以提高破碎机性能。前者国内曾经试制过，由于某些原因没能继续研制。原东德曾制造过一种简摆双腔颚式破碎机，美国生产过复摆双腔颚式破碎机。国内北京某设计院以及湖南某大学都曾与工厂合作研制了双腔颚式破碎机。其特点是使间歇工作变成连续工作，借以提高破碎机工作效率。安徽某设计院曾发明一种双腔双动颚复摆颚式破碎机。它除了提高工作效率，同时又能降低破碎机负荷，使机重减轻很多。原苏联早年曾制造一种双动颚颚式破碎机。国内辽宁某学院与矿山合作开发了双动颚颚式破碎机。这种破碎机就是将原来两个破碎机去掉前墙对置后而成。为了两动颚同步运转，在偏心轴一端增设一对开式齿轮。由于它的结构太复杂，近年又研制一种单轴倒悬挂的双动颚破碎机。国内上海某学院曾研制过此种颚式破碎机。这两种破碎机的特点，其动颚同步运转，使破碎机强制排料。这样，靠提高转数增加破碎机产量同时由于物料与动颚没有相对运动，减少衬板磨损延长使用寿命。近来又研制了单动颚倒悬挂颚式破碎机。早年，美国、英国、德国相继生产了 Kun-kan 简摆颚式破碎机。该机特点是，动颚悬挂高度很高并且前倾。连杆下行为工作行程、主轴承为半圆滑动颚轴承。山东招远黄金机械厂曾引进了这种破碎机，并在此基础上研制了 34 颚式破碎机。国外制造过一种肘板向上放置的颚式破碎机。国内有几家设计院和制造厂生产了这种破碎机。它的特点是靠增大传动角改善动颚运动特性，提高破碎机性能。在国内该机有叫负支承、上斜式、上推式和上置式破碎机。笔者认为叫大传动角（包括倾斜式）破碎机更合适。 以上各项异型破碎机的研制都取得了一定的效果并对国内破碎机行业的发展起到了一定的推动和促进作用。但是，都没能得到大面积推广使用。国内绝大多数制造厂生产的和现场使用的都还是传统复摆颚式破碎机。就近两年国外机械设备展览会上展出的颚式破碎机来看，也都是传统颚式破碎机，没有异型颚式破碎机出现。国内各厂家所制造的颚式破碎机技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。综上所述，改善国内颚式破碎机落后的状况，全面提高颚式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的颚式破碎机是当务之急。保证颚式破碎机最佳性能的根本因素是动颚有最佳的运动特性。这个特性又是借助机构优化设计所得到的。因此，颚式破碎机机构优化设计是保证破碎机有最佳性能的根本方法。上海建设路桥机械设备有限公司（简称上建）开发了颚式破碎机 软件，借助其中机构优化设计模块对各种规格的破碎机进行优化设计，得到了最佳的动颚运动特性。实践结果表明，破碎机性能有显著提高。该厂山宝牌颚式破碎机销往欧美各大洲以及东南亚各国，产品基本上达到世界先进水平。目前，计算机在国内各厂家已基本普及，但颚式破碎机机构优化设计尚未得到广泛应用。我相信，在上建实践结果的拉动下，各厂家会积极采用破碎机机构优化设计的好办法。国内颚式破碎机的机重普遍高于国外同规格的破碎机。减轻机重也是一个重要课题。颚式破碎机机架占整机重量很大比例（铸造机架占 50%、焊接机架占 30%）。国外颚式破碎机都是焊接机架，甚至动颚也采用焊接结构。国内前几年掀起一股用铸造机架代替焊接机架的势头，这无疑是一种倒退行为。此外，铸钢是一种高能耗的工艺过程，从节约能源的角度也应大力发展焊接机架。颚式破碎机采用焊接机架才是长远发展的正确方向。另外，机架结构设计不合理也是使机重增加的重要原因。机架结构设计首先应以受力为依据，在满足强度、刚度的条件下，力求减轻重量。机架前壁载荷主要是由横向筋板所承受。一般情况下，破碎机都不需要加纵向筋板 1、2，如图 1所示。该机侧壁加强筋布置不合理，数量又太多，致使它的机重达)7.5t（同规格破碎机机重为5.5t）。当然，该机过重不完全是由这两个因素所造成。侧壁筋板位置和方向也应根据受力情况而定。图 2所示为英国某公司生产的大传动角（负支承）颚式破碎机机架简图。该机架侧壁布置有 1、2、 3三根筋板，筋板 1设置在主轴承侧面，筋板 3设置在主轴承后下方，这两块筋之间用筋板2连接起来构成一个“A”形框架。图中轴承所受最大力: 作用方向为 HA，正是图2侧壁加强筋1的方向。从而说明图2中侧壁筋板布置完全符合受力的要求。 动颚也是破碎机重量较大的零件，而且结构复杂颚结构设计也应以动颚受力为依据，在满足强度、刚要求的条件下，尽量减轻重量。根据动颚受力分析可，最大破碎力作用在动颚轴承偏上处，由此往上（头部）受力越来越小。原 250400,400600颚式破碎机是目前尚有多家生产动颚结构刚好与其受力要求相反，即轴承附近处截面小，越向头部截面越大，而且相差太悬殊。结果导致动颚强度低而重量又很大。这两种破碎机都是在轴承偏上处被折断而损坏。动颚的加强筋布置方式，也应按上述受力要求设计。已有的颚式破碎机加强筋横向厚度从上到下厚度一样。为符合受力条件，又满足重量轻的要求，可采用变厚度加强筋。即靠上部（头部）的加强筋厚度应小，越往下厚度越大。就是说，改原来矩形加强筋为梯形加强筋，这样会减轻动颚重量又保证有足够的强度。动颚两轴承之间部位的壁厚可适度减薄，借以减轻重量。 此外，应加强机架、动颚有限元的研究，进行机架、动颚有限元优化设计，达到机架、动颚重量轻又有高度的可靠性。其它，还有破碎腔、破碎机动力平衡等等都可以借助计算机进行优化设计。总之，应采用现代的设计方法代替原有的常规设计方法。 再者，由于焊接、铸造、热处理工艺等因素也都会对破碎机产生影响。所以，我们应提高设计制造工艺等综合水平以及采用液压调整排料口和液压保险，逐步使国产颚式破碎机达到世界一流水平。 图1 某破碎机焊接机架 图2 大传动破碎机机架 图3 大传动破碎机示力图5.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6.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7.实习体会 通过两周的设计和学习，我对鄂式破碎机的基础知识有了更深的了解。懂得了运用图解法对机构进行力分析和加速度分析，并熟练的掌握了CAD技术，在整体上对设计也有了初步的认识。更重要的是通过这次的设计使我对团体合作有了深刻的体会，增强了我的团体意识。在设计过程中我们互相帮助，取长补短，使我们有了更大的进步。8.参考文献1. 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，孙恒，陈作摸主编。机械原理。第六版。北京高等教育出版社，20002. 哈尔滨工业大学理论力学教研室编，王译，程勒主编。理论力学，第六版，北京高等教育出版社，20023. 刘鸿文主编。材料力学。第四版。北京高等教育出版社20034. 李建新，徐眉举，李东升主编。计算机绘图基础教程。哈尔滨工业大学出版社，20045. 机械设计实践（修订版），王世刚编；哈尔滨工业大学出版社，200313河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 摘摘 要要 由于颚式破碎机具有结构简单、制造容易、维护方便、工作可靠等特点。所以，世界各国在冶金、化工、建筑材料、矿工等基础工业部门都广泛采用这种设备。复摆颚式破碎机结构简单，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。 根据要求我设计了复摆颚式破碎机，其工作原理是：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。 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；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。 关键词：关键词：复摆颚式破碎机；偏心轴复摆颚式破碎机；偏心轴；动；动颚颚 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 AbstractAbstract Due to the jaw crusher is simple in structure, easy to manufacture, convenient maintenance work reliable. So, the world in metallurgy, chemical industry, building materials, miners and other basic industry departments are widely used this kind of equipment. Pendulum jaw crusher structure is simple, make easy, reliable and convenient usage and maintenance, so common or traditional pendulum jaw crusher. According to the request I designed the pendulum jaw crusher, the working principle is: work, motor drive shaft rotation by pulley eccentric, make the move to close to leave, jaw cycle for jaw, and the material is extrusion, rolling, grinding multiple broken, make the material is bigger or smaller, gradually whereabouts until from discharging mouth eduction. Design content mainly includes the pendulum jaw crusher dynamic jaw, eccentric shaft, pulley, dynamic jaw teeth board some important parts; In addition to jaw crusher work principle and characteristics and main parts is introduced; At the same time for the machine parameters (spindle speed, production capacity, crushing strength, power, etc.) for the calculation. KeyKey wordswords: pendulum jaw crusher; Eccentric shaft; Move jaw 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 目 录 摘摘 要要 . 1 AbstractAbstract . 2 前 言 . 1 第一章 绪论 . 3 1.1 颚式破碎机简介 . 3 1.2 复摆式颚式破碎机的特点 . 6 1.3 矿石的破碎及力学性能 . 8 1.4 破碎工艺 . 10 第二章 设计任务及要求 . 11 2.1 设计条件 . 11 2.2 设计内容 . 11 2.3 设计要求 . 11 第三章 基本结构及工作原理 . 13 3.1 基本结构 . 13 3.2 工作原理 . 13 第四章 参数的选择和计算 . 15 4.1 颚式破碎机的结构及运转 . 15 4.2 结构参数的选择 . 15 4.3 主要参数的计算 . 20 第五章 主要零部件结构尺寸的计算与选择 . 28 5.1 电动机功率的计算与选择 . 28 5.2 皮带及带轮的设计 . 32 5.3 偏心轴的设计计算 . 37 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5.4 轴承的选择与校核 . 43 5.5 平键的选择及校核 . 46 结结 术术 语语 . 50 参考文献参考文献 . 51 致致 谢谢 . 52 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 前 言 本次毕业设计的主要任务是对复摆式颚式破碎机传动系统设计与计算，并对复摆式颚式破碎机的主要构件尺寸参数以及其他结构部件做了系统的介绍。 颚式破碎机属于矿山机械的选矿机械部分， 它在国家重工业发展中占有举足轻重的作用。而复摆颚式破碎机结构简单，制造容易、工作可靠、使用维修方便，所以常见常用的还是传统的复摆颚式破碎机。如何使破碎机具有更好的工作效率是许多年来无数工程师思考的问题。在这次设计中，我查阅了大量的参考材料，并不断求教于老师，积累了一些颚式破碎机方面的知识，在此基础对颚式破碎机进行传动系统设计。 各种不同型号的颚式破碎机虽经长期不断改进，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很大。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。在本次设计中，我根据自己掌握的知识以及和同学的讨论，主要对结构尺寸参数，传动系统部件作了计算。为了清楚起见，在必要的地方配有插图。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 在设计的过程中，多次经由王得胜老师的耐心指导，在次表示深深的谢意! 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! 2012 年 5 月 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 第一章 绪论 1.1 颚式破碎机简介 颚式破碎机经过 100 多年的实践和不断的改进， 其结构已日臻完善。它具有结构简单，工作可靠，制造容易，维修方便等特点。所以，知到现在仍广泛地用于采矿、选矿、建筑材料和环境工程中。它在矿业中多半用来对坚硬和中坚硬矿石进行粗碎和中碎。在其它工业中有时也用来作细碎用。 在颚式破碎机中物料的破碎是在两块颚板之间进行的。可动颚板绕悬挂心轴对固定颚板做周期性摆动，如图 1-1，图 1-2 所示。当动颚板靠近固定颚板时，位于两颚板间的矿石受压碎、劈裂和弯曲作用而破碎。当动颚板离开定颚板时，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排出到下个工艺环节。 目前，颚式破碎机应用最广泛的有两种型式: 动颚作简单摆动的曲柄双摇杆机构颚式破碎机（图 1-1a）和动颚作复杂摆动的曲柄双摇杆机构颚式破碎机 （图 1-1b） 。 前者多用于制成大型和中型设备， 其破碎比 36；后者一般制成小型的，其破碎比可达 10.随着机械制造业的发展，复河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 摆式颚式颚式破碎机已向大型化方向发展。 颚式破碎机的规格用给矿口宽度 B 和长度 L 来表示。例如，给矿口宽度 900mm，长度 1200mm 的破碎机表示为：900mmx1200mm 颚式破碎机。根据给矿口的宽度 B 和长度 L 的大小，颚式破碎机可以分为大、中、小三类。给矿口宽度大与 600mm 者为大型；给矿口宽度由 300mm 到 600mm者为中型；给矿口宽度小与 300mm 者为小型颚式破碎机。 颚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） ，外型尺寸较小，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/平方厘米以下）的石料，常作粗碎和中碎设备。 一般用于破碎极限抗压强度才 200MPa，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土基础上，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钢梁上 颚式破碎机的最大装料块度应比装料口宽度小 1520%，即给料河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 的最大石块不应超过装料口的 0.85 倍。 当用颚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块石的生产率高。 使用颚式破碎机时，必须注意由于机器是在工作条件恶劣的情况下运转的，除了必须严守操作规程和维修保养制度外，还必须及时发现并维修被磨损的零部件，这是提高机器作业的重要措施。 a简摆式颚式破碎机 b复摆式颚式破碎机 图 1-1 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 a简摆式颚式破碎机 b复摆式颚式破碎机 图 1-2 1.2 复摆式颚式破碎机的特点 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。 复摆颚式破碎机的动颚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。由于动颚是偏心直接带动，所以活动颚板可同时做垂直和水平的复杂摆动，颚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，动颚的水平行程则河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 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，动颚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。 复摆颚式破碎机和简摆颚式破碎机相比较，复摆颚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（比同规格的简摆颚式破碎机生产效率高 20%30%）等优点。但复摆颚式破碎机的颚板垂直行程大，石料对颚板的磨削作用严重，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。 颚板包括活动颚板和固定颚板，各与颚床组成活动颚和固定颚。颚板用楔形铁块和螺栓固定在颚床表面，保护颚床不受磨损。固定颚的颚床就是机架，活动颚的颚床悬挂在偏心轴上，由于它直接承受对石料的挤压作用，所以必需有做够的强度和刚度，活动颚床一般用铸铁火铸钢制造。颚板直接和石块接触，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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 1.3 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 1-3a） 。 （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 1-3b） 。 （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 1-3c） 。 (a) (b) (c) (d) (e) 图 1-3 矿石的破碎和破碎方法 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 （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，矿石内的剪切应力达到其剪切强度极限时，矿石即被粉碎（图 1-3d） 。 （5) 冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎（图1-3e） 。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。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。复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破碎效果。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 1.4 破碎工艺 最终的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 1025mm。把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 2001300mm，则破碎作业的总破碎比的范围为： Imax=Dmax/dmax=1300/10=130 Imax=Dmax/dmax=200/25=8 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。要把原矿破碎到需要的粒度，必须将若干台破碎机串联进行分段破碎。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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 第二章 设计任务及要求 2.1 设计条件 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：1040mm； 4. 处理能力：516t/h； 5. 对坚硬或中硬矿石进行中碎或细碎； 2.2 设计内容 1. 设计方案的评价与决策； 2. 传动系统设计，成套图纸与设计说明书。 2.3 设计要求 一、工作实效性 1.能较好地破碎各种矿物与岩石，并达到所要求的粒度； 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 第三章 基本结构及工作原理 3.1 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3-1 复摆颚式破碎机结构示意 3.2 工作原理 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 带轮与偏心轴固联成一整体， 它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。 图3-2 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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 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 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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 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 1.251.6 倍，对于中小型破碎机则取 L=（1.51.6）B，而在小型破碎机中，为了获得较高的生产率，LB 值可以选大一些。本次设计数据中 LB=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 ： mmmmBsde1521.4150)10171()10171(max 取mme20 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 41 所示。1P和2P为颚板作用在物块上的压碎力，其方向垂直于颚河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 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 i nco s112PfPfP 水平分力的总和等于零：0sincos112fPPP 联解以上两式可得： 212anfft 图 41 物料块受力分析 令表示摩擦角，则antf 故2tan1tanant ，即2tantan 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 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：mmmmH375337.51505 . 225. 2B5 . 225. 2。为了获得较高的生产率，将 H 取的大些。取mmH360。 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。 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. 0D。 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 0.30.4 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 0.30.4 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=2545mm；中小型破碎机：s=1220mm。 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：rs33. 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. 0D。 mmmmDs1.2512501. 001. 0max 破碎机下部摆动行程小于（0.30.4）B s (0.30.4)B =45mm60mm 实际上对于中小型破碎机：s=1220mm，取mms41 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 对于复杂摆动颚式破碎机： s（22.2）r 取 mmr72s 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。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 4-2 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按自由落体下落河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 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： 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： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 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=9802/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： min/339min/4 . 120an665an665rrtstn 取 n=340min/r 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，河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 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 4-3，动颚摆动一次，排出的棱柱体断面积为： assehetan222s)(eF 棱柱体长度即为破碎腔的长度 L,故棱柱体体积为： Lsasetan22FLV）（ 若动颚每分钟摆动 n 次，则破碎机的生产能力为： pasenLsputan223060nVuQ）（ （41） 式中 ， 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 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 0.250.6，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（41） 取 u=0.5,又 L=750mm，n=340r/min 6 . 15 . 0tan200.0140.0220.0140.7534030Q）（ =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、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 25 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： max0.043()tanBBbFka （4-2） 式中， maxF-最大破碎力（N） ； B-抗压强度（2/N cm） ； k-有效破碎系数， 对中小型机一般取0.340.48k ， 当20a 时，取0.380.42k ，一般啮角减小时取最小值。 按式（4-2） ，取 k=0.4，B=150mpa=15000 N/cm2,则 504KN4 . 01500020tan75)3-15(034. 0maxF 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： KN7571.5FPmax河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 26 4.3.4 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。 图 4-4 复摆颚式破碎机各部件受力图解 sjsbaPPb （43） kjsaPPb （44） 2coszkPP （45） 式中： sP-作用在动颚轴承上的外力 jspjsp河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 27 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 -当两颚板压紧矿石时，推力板与连杆间夹角，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=(0.70.75)L,取 b=548mm。 可得： NbabPPjss6630754848757- NbaPPjsk690693548500757 NPPjsz88793850cos7572cos2 mmL50032a河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 28 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 51 可求得动颚每次工作行程内破碎物料的体积： an222teBKCLV 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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 29 图 51 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: m a xm a xDseDK， maxD是原矿中的最大矿块，则728. 02514120251K。 2）假如原矿的粒度特性曲线为凹形 可取：maxmaxDseDK，即 K=0.40.5。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 30 当 K=0.71 之间时，C=0.20.3；且 K 与 C 的乘积一般为 0.20.25取 C=0.24。 根据式EVWb22和式tan222eBKCLV 则可求得颚式破碎机电动机功率的计算公式： tan244800222EeBnLKCNb KWN68.1180. 020tan55600244800021524. 075340185222 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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 31 对于复摆式破碎机： N=18LHnr KWN.57113400.007.0360.7518 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=24。所以，电动机的转数： min/1360min/6800344242rrnn轴电机 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 6001400r/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：Y180L6 电机型号其主要参数如下： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 32 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：Y180L6 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 87 查得：AK=1.4； caP=AKP=1.4 15=21KW。 式中， caP计算功率，KW； AK工作情况系数； 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 33 P 所需传递的额定功率。 5.2.2 皮带的计算与选择 选用窄 V 带带型： 根据caP、n 由机械设计图 811 确定选用 C 型。 确定带轮基准直径： 由机械设计表 86 和表 88 取主动轮基准直径mmdd0021。所以，从动轮直径： mmdiddd5700022.8512 圆整之后取2dd=600mm 验算带轮速度： 0.1611000600790021000601ndvd。 带速一般在25m/s5m/s，最高不超过 30m/s。 所以，带的速度合适。 确定窄 V 带的基准长度和传动中心距： 据 2102127 . 0ddddddadd 60000226000027 . 00 a 16005600 a 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 34 初步确定中心距mma10010 计算所需的基准长度： mmaddddaLddddD349311004200600600200211002 4222021221 由机械设计表 82，选取带的基准长度mmLd3550 计算中心距 a 及变动范围： 传动的实际中心距近似为 1 5 2 8 . 5 mm23493-33502LLaad 经计算得中心距变化范围 1 4 7 5 . 2 5 mm0 . 0 1 5 L-aadm i n 1 6 3 5 mm0 . 0 3 Laadm a x 验算主动轮上的包角1： 906513 .57180121adddd 因此主动轮上的包角合适。 计算窄 V 带的根数 Z： L00rcaPPKKPPPZaca 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 35 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。 由 n=970r/min，mmdd0021，i=2.85， 查 机械设计 表 84a 和 84b 得：4.66KW0P，85KW. 00P； 查机械设计表 85 得：69 . 0aK； 查机械设计表 82 得：0.99LK。 4.000.9969 . 085. 04.6621Z 取 Z=4 根。 计算预紧力0F： 2min015 . 2500qvKvzPFaca）（ 式中，q传动带单位长度的质量。 由机械设计表 83 得 q=0.30kg/m 故：NF445.40.16130. 0169 . 05 . 240.161215002min0）（ 应使带的实际初拉力min0F）（F。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 36 计算作用在轴上的压轴力： NFZFp3532.952165sin445.4422sin21min0）（ V 带传动的主要参数归纳于下表 5.2 名称 结果 名称 结果 名称 结果 带型 C 传动比 i=2.85 根数 4 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 5.2.3.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：16mm ； 小 轮 缘 厚m i n： 18mm ； 轮 宽 B： B= （ Z-1 ）e+2f=3 26+2 18=114mm； 径ad： mmhddmmhddadaada6105260021025200222211；槽角 ： 63。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 37 图 52 带轮的结构设计 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 MPaA4525，A=126103。 初步计算直径（与大带轮配合处） ：轴功率： 21机PP 式中， 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 38 1 电动机的功率，KW； 2 皮带传递的功率，KW。 KWP12.8996. 0895. 015 轴转速 n=340r/min mmnPAd42.304312.89126133 因为轴上有键槽，轴径应增加 37%。 mmd45.307. 124.591 因破碎机工作时的冲击载荷很大，又有强烈的振动，故取直径d1=80mm 此偏心轴选用一般阶梯长轴。 d2:密封处轴段，根据大带轮的定位要求，d2=100mm。 d3: 滚动轴承处轴段，选择深沟球轴承 6324，d3=120mm。 d4：选择调心滚子轴承 22228，d4=140mm。 d5：根据轴承定位要求，确定 d5=160mm。 其中，d4 和 d5 段属于偏心部分，偏心距 r=7mm。整个偏心轴是完全对称的。 各轴段长度的确定 1L： 由大带轮轮毂宽度确定，L1=135mm， 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 39 L2: 由轴承端盖和安装间隙要求确定，L2=60mm。 L3：由球轴承、挡油盘及装配关系等确定，L3=100mm。 L4：由滚动轴承、动颚结构确定，L4=120mm。 L5：由轴承宽度和进料口尺寸确定，L5=255mm 图 53 初定轴的直径和跨度 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 40 5.3.2 偏心轴的校核 在破碎工作时，破碎力通过动颚轴承传到偏心轴上，由于该破碎力很大，轴上其它零件传递的载荷相对来说就显得微不足道了，所以计算时可把这些载荷忽略不计，而只考虑破碎力的作用，破碎力平均分布在两个动颚轴承上。 (1) 轴的力学模型的建立 轴上力的作用点位置和支点跨距的确定 轴承对轴的作用点按简化原则则应在轴承宽度的中点，因此可决定偏心轴上动颚两轴承的位置。动颚处安装的22228K轴承，经计算可得动颚 处 两 轴 承 之 间 的 距 离 mmLCD630， 轴 承 离 支 点 的 距 离 BDACLLmm210。 绘制轴的力学模型 根据要求的传动速度方向，绘制的轴力学模型图见图5-4a (2) 计算轴上的作用力 破碎力平均分布在两个动颚轴承上，分别用CF、DF来表示；机架轴承要当于两个支座，对偏心轴具有支座反力的作用，分别用AR，BR来表示。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 41 2FFDCPRRBAN33154266307 图5-4 轴的力学模型及转矩、弯矩图 a) 力学模型图 b）弯矩图 c）转矩图 d）当量弯矩图 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 42 (3) 绘制转矩、弯矩图 由轴的力学模型图可知偏心轴在水平的方向不受力， 故不产生水平面的弯矩，因而偏心轴只产生垂直面上的弯矩,如图5-4b：C、D处的弯矩相等，即 ACLRMAmmN 696234021033154 转矩图,见图5-4c。 nPT61055. 9mmN 421324340151055. 96 (4)当量弯矩图，参看图5-4d。 因为是单向回转图，所以扭转切应力视为脉动循环变应力，折算系数0.6a。则mmNaT2527944213246 . 0 22)(aTMMTmmN 622106.972527946962340 (5)校核轴的强度 进行校核时， 通常只校核偏心轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即动颚轴承处C、D)的强度。 31 . 0 dMWMTTcaMPa361401 . 0106.97MPa25.4 根据选定的轴的材料45钢，调质处理，由所引教材表15-1查得1 6 0 M P a。因1ca，故强度足够。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 43 5.4 轴承的选择与校核 5.4.1 轴径 d=120mm 处的轴承 因为轴承承受的径向力较大，轴向力较小，所以选用深沟球轴承。轴承承受的径向载荷 P=33154N， 考虑到主轴与动颚的自重所受的径向力约为 12000N，装轴承处的轴颈为 120mm，运转时有强大的冲击，预期计算寿命hLh0005。 1）求比值 因为，承受的轴向载荷很小。 所以，eFFra，取 X=1。 式中，rF径向载荷； aF轴向载荷； e 判断系数。 2）计算当量动载荷 rPFXfP 式中， Pf 载荷系数； X 径向动载荷系数； 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 44 查机械设计表 13-6，0 . 38 . 1Pf，取5 . 2Pf N100 . 30002115 . 24P 3）轴承的基本额定动