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1、 摘要 國內使用的顎式破碎機類型很多, 復擺顎式破碎基結構簡單，制造容易、工作可靠、使用維修方便，所以常見的還是傳統(tǒng)的復擺顎式破碎機。本畢業(yè)設計主要是為滿足生產需求出料口尺 寸：50~60mm；進料塊最大尺寸：200mm；產量：50~20噸而研究的。根據以上要求我設計了復擺顎式破碎機（PE250X400）。設計分析了 顎式破碎機的發(fā)展現狀和研究顎式破碎機的意義及復擺顎式破碎機機構尺寸對破碎性能的影響，計算確定了PE250X400的設計參數。設計內容主要包括了復 擺顎式破碎機的動顎、偏心軸、皮帶輪、地基、動顎齒板、機架等一些重要部件；另外對顎式破碎機的工作原理及特點和

2、主要部件作了介紹，包括保險裝置、調整裝 置、機架結構、潤滑裝置等；同時對機器參數（主軸轉速、生產能力、破碎力、功率等）作了計算以及對偏心軸作了設計。此外也簡單介紹了破碎的意義、破碎工藝 和破碎比的計算，顎式破碎機的主要部件的安裝、顎式破碎機的操作及維修等。 關鍵詞：復擺顎式破碎機；傳動； 磨損 ABSTRACT Statistics indicated that the materials processing’S first working procedur——_crushing job consumes the electricity to occupy abov

3、e ore dressing plant total power consumption 50％．Simultaneously uses a PE250x400 jaw crusher jaw plate(fixed jaw plate and moves jaw plate each together)，the gross weight 0．2 ton，according to the national jaw crusher least standard capacity 70，000 computation，every year the nation must consume the h

4、igh manganese steel 56，000 tons approximately．This includes the material crushing cost directly,jaw plate’S loss into besides jaw crusher energy consumption another big loss．Therefore the jaw crusher's energy consumption and the jaw plate design parameter are the important questions which the jaw cr

5、usher manufacturer and the user cared，therefore this article mainly revolves to reduce the jaw crusher energy consumption and the extension jaw pl ate service l i fe topic conducts the research． Paper prime task and innovation as follows： 1．Using the diffusion structural theory and the damage mech

6、anics theory,the union strain equivalent assuming，infers in the materials crushing process the damage energy liberation rate and between the damage variable relationship，based on this and obtains in the materials crushing process damage energy liberation rate critical threshold value； 2．Take the j

7、aw crusher’S design parameter as the foundation，the union material in jaw crusher distributed characteristic，infers the jaw crusher electrical machinery power mathematical model，utilizes this model to calculate three kind of model jaw crusher electrical machinery power,and through three kind of mode

8、l jaw crusher crushing sandstone’S electrical machinery power test experiment，has confirmed the inferential reasoning mathematical model rationality； ． 3．Utilized the fuzzy stochastic theory to carry on the analysis to the PE250×400 jaw plate stress situation，has carried on the computation using t

9、he Ansys sol,ware to the jaw plate stress，and made the improvement to the jaw plate design parameter,after the improvement Key word; Jaw Crasher transmission abrasion 目 錄 摘要 1 前言 1 1 選題背景 4 1.1 發(fā)展現狀與意義概述. 4 1.2 顎式破碎機的特點 5 1.3顎式破碎機的分類 6 2 物料破碎及其意義 8 2.1 物料的破

10、碎及其意義 8 2.1.1 破碎的目的 8 2.1.2 破碎工藝 9 2.2 破碎物料的性能及破碎比 11 2.2.1 粒度及其表示方法 11 2.2.2 破碎產品的粒級特性 12 2.2.3 礦石的破碎及力學性能 13 2.2.4 破碎機的破碎比 14 3 復擺顎式破碎機的工作原理及結構 16 3.1復擺顎式破碎機的工作原理 16 3.2 復擺顎式破碎機的結構 17 4 主要零部件的結構分析 19 4.1 動顎 19 4.1.1 動顎的結構 19 4.1.2 動顎工作過程分析 19 4.2 齒板 21 4.3 肘板（推力板） 22 4.4 調整裝置 23

11、4.5 保險裝置 24 4.6 傳動件 25 4.7 飛輪 26 5 復擺式顎式破碎機主要參數的設計計算 27 5.1 主要參數的設定 27 5.1.1 已知條件 27 5.1.2 傳動角 27 5.1.3 動顎水平行程和偏心軸的偏心距. 28 5.1.5 主要構件尺寸的確定 29 5.1.6 破碎腔的形狀 30 5.2 機器參數 32 5.2.1 主軸轉速 32 5.2.2 生產能力. 33 5.2.3 破碎力 34 5.3 功率 35 5.4 各個部件的受力分析 36 6 主要零件的設計和校核 39 6.1 電動機的選擇 39 6.2

12、v帶的傳動設計 39 6.3 飛輪的設計 42 6.4 偏心軸的設計 43 6.4.1 偏心軸主要尺寸的確定 43 6.4.2 偏心軸細部結構 45 6.4.3 偏心軸的校核 45 6.5 軸承的選擇 48 6.6 推力板的設計 48 7 復擺式顎式破碎機的安裝. 50 7.1 破碎機的安裝 50 7.2 機架的安裝 50 7.3 偏心軸和軸承的安裝 51 7.4 肘板的安裝 51 7.5 動顎的安裝 52 7.6 齒板的安裝 52 8 顎式破碎機的磨損 53 8.1 齒板磨損分析. 53 8.2 顎板磨損機制 55 8.3 對顎板材質的選擇 56

13、 9 顎式破碎機出口揚塵的解決 58 10 顎式破碎機的使用. 60 10.1 顎式破碎機的操作 60 10.1.1 啟動前的準備工作. 60 10.1.2．操作順序 60 10.1.3．啟動和運轉中應注意的是事項 61 10.2顎式破碎機的維護與保養(yǎng) 62 10.2.1 顎式破碎機的日常維護 62 10.2.2 顎式破碎機的故障分析與排除 62 結 論 64 致 謝 66 參考文獻 67 59 前 言 在基本建設工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產之用。而一般砂石都需要破碎從而達到生產要求。自第一臺顎式破碎機問世以來，至今已有140余年的

14、歷史。在此過程中，其結構得到不斷的完善，而顎式破碎機的結構簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進行加工，來滿足工程的需要。所以在生產中廣泛的應用。而工程上應用最廣泛的是復擺顎式破碎機，國產的顎式破碎機數量最多的也是復擺顎式破碎機。 顎破機性能特點：顎破機破碎比大，產品粒度均勻，結構簡單，工作可靠，維修簡便，運營費用低。顎破機工作原理：工作時，電動機通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉，使動顎周期地靠近、離開定顎，從而對物料有擠壓、搓、碾等多重破碎，使物料由大變小，逐漸下落，直至從排料口排出。 破碎機是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進行破碎加工的機械。鄂式破碎機是有由美國人E. W. Blake發(fā)

15、明的。自第一臺破碎機的出現，生產效率快，又滿足安全條件，又能適應生產，大大加快了生產。 顎式破碎機主要由機座、偏心軸、顎板、連桿、調節(jié)機構與閉鎖彈簧等部分組成。其中最重要的是它的兩塊腭板，而且它的破碎作業(yè)是在兩塊腭板之間進行的，其中一塊腭板固定在機架上稱為定腭板，另一塊裝在運動的動腭體上，稱為動鄂板，其表面一般為齒形。當動鄂板周期性的靠近與遠離定腭板是，完成破碎與排礦作業(yè)。復擺鄂式破碎機適合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、細碎設備，起破碎比較大，可達。隨著機械工業(yè)的進步，近年來，復擺鄂式破碎機正朝著大型化發(fā)展。所以，一個合理的傳動裝置可以使復擺鄂式破碎機運行的更加順利，合理有效。動鄂的

16、優(yōu)化可使磨損大大的降低，沖擊、噪聲、振動都相應的減少，也減少工作人員的勞動強度，提高生產的質量，降低制造成本和縮短生產周期。 盡管鄂式破碎機有以上的那么多優(yōu)點，但是它也存在著一些設計不合理的地方需要我們的改進和更新，下面介紹它的一些缺點： 首先就是鄂式破碎機上面的齒板，通過自己的調查和查閱資料，在JB / ZQ 1032一87《腭板鑄造技術條件》規(guī)定齒板壽命只有60h，按10h工作制，每付齒板只能用6天，不到一星期就需更換一次齒板。不僅給維修帶來很大的不便，而且增加了破碎物料的成本，所以說它的齒板更新周期的過快導致了花費再上面的費用的過高。 在一個就是破碎機經常運用于破碎比較大而

17、且破碎的粒度不一樣，因此出口揚塵非常嚴重，從破碎機出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶，部分物料飛濺或滾淌到地面上，地面堆積厚厚一層物料，部分粉狀物料飛揚在空中，給生產帶來了很大的不便。并且太多的粉塵對那些工作在破碎機附近的工作人員造成身體上的嚴重危害，因此要采用相應的防塵設施是一個相當嚴峻的問題等著我們去解決。 最后就是顎式破碎機的機身重量過大，給破碎機的移動和工作帶來了很多的不便之處，因此對其機架的設計也是一個比較重要的問題。機架式整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊載荷，它的重量占整機重量的很大比例，且其剛度和強度對整機性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此

18、既要重量輕又要承受一定的沖擊載荷且制造要簡單，這對機架的設計也是一個嚴峻的考驗。 1 選題背景 1.1 發(fā)展現狀與意義概述. 顎式破碎機于1958年由美國人埃里．布雷克(El．Blake)取得專利。19世紀40年代，北美的采金熱潮對顎式破碎機發(fā)展有很大的 促進作用。19世紀中葉，多種類型的顎式破碎機研制出來并獲得了廣泛的應用。上個世紀末 ，全世界已有70多種不同結構的顎式破碎機取得了專利權。 80年代以來，我國顎式破碎機的研制與改進取得了一定成果。如我國破碎專家王宏勛教授 和 他的

19、學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角”的概念，開發(fā)GXPE系列深腔顎式破碎機，當時 在國內引起一定的轟動。該機與同種規(guī)格破碎機相比，在相同工況條件下，處理能力可提高20%～25％，齒板壽命可提高1～2倍。該機采用負支撐零懸掛，具 有雙曲面腔型。 第二代GXPE250×400負支撐在第一代的基礎上進行了全面改進，增大了破碎比，降低了 產品粒度，最大給料粒度為220mm，小時產量為5～16t，排料口調整范圍為10～40mm， 給料抗壓強度小于300MPa。 PEY4060液壓保險顎式破碎機，以液缸為過載保護裝置，正支撐、正懸掛、深破碎腔。該 機最大給料粒度為340mm，排料調整在

20、30～100mm之間，生產能力為10～40t／h。 北京礦冶研究總院林運亮等 人與上海多靈－沃森機械設備有限公司合作開發(fā)了PED低矮可拆式顎式破碎機。該機是一 種適于井下作業(yè)特殊條件下的新型顎式破碎機。機械本身高度低，動顎位置低，固定顎位于 動顎和偏心軸之間。 多靈－沃森機械設備有限公司的戎吉華高級工程師集多年實踐經驗， 設計了目前國內最大的1200×1500復擺顎式破碎機。 我國是一個礦石資源豐富的國家之一，我國碎石生產企業(yè)分布廣泛，幾乎在全國的各個地方都有，現場的作業(yè)人員部 分對安全知識及能力相對缺乏，沒有相應的破碎技術資料，存在不同程度的掏采破碎作業(yè);

21、甚至有的地方使用最傳統(tǒng)的破碎方法，那就是爆破，其爆破器材的管理相 當不規(guī)范，而且嚴重的影響了環(huán)境的發(fā)展，極易引起泥石流等事故。所以礦石的破碎應該采用科學合理的方法，不僅可以降低投資的成本，提高安全度，而且也能夠 推動環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 眾所周知，礦石業(yè)是我國重要基礎產業(yè)之一，對我國基礎設施建設，具有舉足輕重的作用。隨著我國經濟體制改革和 對外開放的深化，突飛猛進的經濟促進了礦石業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是中小型采石業(yè)對礦石的破碎，更以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，為交通業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)的發(fā) 展，安排農村剩余勞動力就業(yè)、促進和保持穩(wěn)定做出了巨大的貢獻。 1.2 顎式破碎機的特點 復擺顎

22、式破碎機的機構屬于四桿機構中曲柄搖桿機構的應用,曲柄為主動件。顎式破碎機以結構簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應用。 復擺鄂式破碎機的動鄂，是直接懸掛在偏心軸上的，是曲柄連桿機構，沒有單獨的連桿。由于動鄂是由偏心軸的偏心直接帶動，所以活動鄂板可同時做垂直和水平的復雜擺動，鄂板上各點的擺動軌跡是由頂部的接近圓形連續(xù)變化到下部的橢圓形，越到下部的橢圓形越扁，動鄂的水平行程則由下往上越來越大的變化著，因此對石塊不但能起壓碎、劈碎，還能起輾碎作用。由于偏心軸的轉向是逆時針方向，動鄂上各點的運動方向都有利于促進排料，因此破碎效果好，破碎率較高、產品粒度均勻且多呈立方體。 復擺鄂式破碎機和簡

23、擺鄂式破碎機相比較，復擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結構簡單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對軸承），生產效率較高（比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機生產效率高20%—30%）等優(yōu)點。但復擺鄂式破碎機的鄂板垂直行程大，石料對鄂板的磨削作用嚴重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時易產生較多的粉塵。 在工程上應用較為廣泛的是復擺鄂式破碎機。國產的鄂式破碎機數量最多的也是復擺鄂式破碎機。復擺鄂式破碎機主要由機架、鄂板、側護板、主軸、飛輪、肘板和調整機構等組成。機架即機座，實際上是個上下開口的四方斗，主要用作支承偏心軸和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足夠強度，一般采用鑄鋼整體鑄造，規(guī)格小的可用優(yōu)質鑄鐵

24、代替。大型破碎機的機架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起，鑄造工藝較為復雜。自制的小型鄂式破碎機可用40～50毫米厚的鋼板焊成，但其鋼度不如鑄鋼好。 鄂板包括活動鄂板和固定鄂板，各與鄂床組成活動鄂和固定鄂。鄂板用楔形鐵塊和螺栓固定在鄂床表面，保護鄂床不受磨損。固定鄂的鄂床就是機架，活動鄂的鄂床懸掛在偏心軸上，由于它直接承受對石料的擠壓作用力，所以必需有足夠的強度和剛度活動鄂床一般用鑄鐵或鑄鋼制造。鄂板直接和石塊接觸，除承受擠壓和沖擊力外，尚與石塊強烈摩擦，因此要求用高強度且耐磨的材料制造。常用的是鑄錳鋼鄂板，其鑄鋼含錳量為12～14%左右。若條件受限制時，可用白口鑄鐵代替，但容易磨損和折斷，使用

25、壽命不長。為了有效地破碎石料，鄂板表面常鑄成波浪形和牙形，其齒峰角度一般為90°～110°，齒高和齒距視出料粒度和產量要求而定。齒形高齒距小，則出料粒度小，產量低，動力消耗大。一般齒高和齒距之比為1/2～1/3之間。由于復擺式的特點造成鄂板底部比上部磨損快，所以鄂板往往做成上下對稱形狀，以便磨損后能倒置安裝，延長使用壽命。 鄂式破碎機的優(yōu)點是生產率高，結構簡單可靠，破碎比較大（一般為6～8），外形尺寸較小，零件檢查和更換較容易，操作維護簡便，不用較高技術水平的工人就能夠操作，應用范圍廣，與其他類型破碎機比較，不容易堵塞。因此工程中普遍采用它來破碎各種硬度92500公斤/厘米以下）的石料，常作

26、粗碎和中碎設備。一般用于破碎極限抗壓強度不才200 要很大的擺動體，增加非生產能量的消耗，破碎可塑性和潮濕的物料時，容易堵塞出料口。由于工作時產生很大的慣性力，機體擺動大，工作不平穩(wěn)，沖擊，振動及噪音較大。因此須安裝在比機器自重大五倍以上的混凝圖基礎上，并須采取隔振措施。大型破碎機還應安裝在埋設于基礎上的剛梁上。 鄂式破碎機的最大裝料塊度應比裝料口寬度小15～20%，即給料的最大石塊不應超過裝料口的0.85倍。當用鄂式破碎機破碎堅硬而光滑的大礫石時，礫石容易從裝料口反跳出來，故破碎天然礫石的生產率不及破碎來才塊石的生產率高。 使用鄂式破碎機時，必須注意由于機器是在工作條件惡劣情況下運轉的

27、，除了必須嚴守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現并修復被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。 1.3顎式破碎機的分類 顎式破碎機經100多年的實踐和不斷改進，其結構已日臻完善。我國自50年代仿制顎式破碎機以來，結構近50年的摸索和研究，設計資料更加完善，設計方法更加先進，結構更加合理，產品性內更加優(yōu)良。由于它具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便等其他破碎機無法替代的優(yōu)點，至今仍廣泛應用于工業(yè)各部門，而且我國生產的破碎機還遠銷世界各地。據不完全統(tǒng)計，我國目前每年生產各型號顎式破碎機約萬臺。 顎式破碎機的破碎工作是在兩塊顎板 間進行的，其中一塊顎板固定在機架上稱為定顎

28、板，另一塊裝在運動的動顎體上稱為動顎板，其表面一般為齒形。當動顎板周期性地靠近與遠離動顎板時，完成破碎與排礦專業(yè)作業(yè)。由動顎、定顎以及機架側壁的護板構成破碎空間，因此鄂式破碎機的進料口與排料口均為長方形。哦時間的規(guī)格用進料口的寬度B和長度L表示。例如進料口寬度為900mm，長度為1200mm的破碎機表示為9001200鄂式破碎機。我國制定的復擺動顎式破碎機標準審批稿中，用漢語拼音字頭P(破）、E( 顎）及BL（單位為mm）來表示其規(guī)格，即PE-BL。前蘇聯(lián)國標中的B、L單位為dm。如進口料為900mm1200mm的復擺顎式破碎機，我國規(guī)格記為PE-9001200，而前蘇聯(lián)規(guī)格則與我國不同。

29、顎式破碎機按運動形式分為兩種基本類型--簡擺顎式破碎機和復擺顎式破碎機。 簡擺顎式破碎機是英文動顎繞機架上的固定支座作簡單的圓弧擺動而得名。復擺顎式 破碎機是因為其動顎在其他機件帶動下作復雜的一般平面運動而得名，因此動顎上點的軌跡一般為封閉曲線。簡擺大都制成大型和中型的，其破碎比i=3～6。復擺一般制成中型和小型的，其破碎比可達i=4～10。隨著工業(yè)技術的發(fā)展和要求，復擺顎式破碎機已向大型化發(fā)展，并有逐步代替簡擺顎式破碎機的趨勢。 按規(guī)格大小可把顎式破碎機分為大型、中型和小型三類。進料口寬度大于600mm者稱為大型；進料口寬度為300～600mm者稱為中型；小于300mm者為小型。

30、 2物料破碎及其意義 2.1 物料的破碎及其意義 從礦山開采出來的礦石稱為原礦。原礦是由礦物與脈石組成的，露天礦井開采出來的原礦其最大粒度一般在之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在之間，這些原礦不能直接在工業(yè)中應用，必須經過破碎和磨礦作業(yè)，使其粒度達到規(guī)定的要求、破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于產品的作業(yè)，小于粒度的產品是通過磨碎作業(yè)完成的。 2.1.1 破碎的目的 （1）制備工業(yè)用碎石 大塊石料經破碎篩分后，可得到各種不同要求粒度的碎石。這些碎石可制備成混凝土。它們在建筑、水電等行業(yè)中廣泛應用。鐵路路基建造中也需要大量的碎石。 （

31、2）使礦石中的有用礦物分離 礦石有單金屬和多金屬，而且原礦多為品位較低的礦石。將原礦破碎后，可以使有用金屬與礦石中的脈石和有害雜質分離，作為選礦的原料，除去雜質而得到高品位的精礦。 （3）為磨礦提供原料 磨礦工藝所需粒度大于的原料，是由破碎產品提供的。例如在煉焦廠、燒結廠、制團廠、粉末冶金、水泥等部門中，都是由破碎工藝提供原料，再通過磨碎使產品達到要求的粒度和粉末狀態(tài)。 2.1.2 破碎工藝 最終破碎粒度是根據產品的用途確定的。需要進行磨礦作業(yè)的礦石，應考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產品的粒度。一般較適宜的粒度為。把原礦粒度與破碎產品的粒度的比，稱為總破碎比，若露天礦開采出來的

32、原礦粒度為則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為： 一臺破碎機只能在一定限度的破碎比下才有合理的結構，才能最有效地工作，因此使一臺破碎機達到這樣的破碎比是很有困難的。各種破碎機的破碎比范圍見表1-1?？梢?，要把原礦破碎到需要的粒度，必須將若干臺破碎機串連進行分段破碎?？偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機的破碎能力，不使小塊礦石進入破碎機反復進行破碎，因此將破碎與篩分有機結合，構成合理的破碎工藝流程。 表1-1 各類破碎機的破碎比 破碎機型式 流程類型 破碎比范圍 顎式破碎機的旋回破碎機 開路 35 標準圓錐破碎機 開路 35

33、 標準圓錐破碎機（中型） 閉路 48 短圓錐破碎機 開路 36 短圓錐破碎機 閉路 48 圖1-1為一段破碎機機流程圖，原礦經固定篩分后，篩上大塊物料進入顎式破碎機2，篩下物顎式破碎機2的產品一起經振動篩3篩分；篩上物經圓錐破碎機4破碎，篩下物和圓錐破碎機4的產品一起經振動5篩分；篩下物作為磨機8的原料，落入礦倉7，篩上稱進入圓錐破碎機6破碎，破碎機6與振動篩5構成封閉系統(tǒng)進行反復破碎、篩分，該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機2和圓錐破碎機4的產品，均經篩分后進入下一流程，故稱開路破碎。 圖1-1 破碎流程圖 1—固定篩 2 -- 顎式破碎機 3

34、、5—振動篩 4、6-- 圓錐破碎機 7 –礦倉 8- 磨機 2.2 破碎物料的性能及破碎比 2.2.1 粒度及其表示方法 礦塊的大小稱為粒度，由于礦塊形狀一般是不規(guī)則的，需要用幾個尺寸計算出的尺寸參數來表示礦塊的大小。 （1）平均直徑 礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。 (1-1) 式中 ---礦塊的長度（） ---礦塊的寬度（） ---礦塊的厚度（） 或用長、寬的平均值表示：

35、 （1-2） 平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸，以確定破碎比。 （2）等值直徑 礦塊的粒度很小時可用等值直徑來表示。等值直徑是將細料物料顆粒作為球體來計算的。 （1-3） 式中 ---礦料質量（） ---礦物密度（） --- 礦料的體積（）； （3）粒級平均直徑 對于由不同粒度混合組成的礦粒群，通過用篩分方法來確定礦粒群的平均直徑，例如上層篩孔尺寸為，下層篩孔尺寸為，通過上層而留在下層篩上的物料，其粒度既不能用也也不能用表示。當粒級的粒度范圍很窄，上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過=1.414時，可用粒度平均

36、直徑表示，即 (1-4) 否則用表示粒級。 2.2.2 破碎產品的粒級特性 破碎產品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成，為了鑒定破碎產品的質量和破碎機的破碎效果，必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線，確定混合物料的粒度組成，通常采用篩分分析法（簡稱篩析）。 篩析一般采用標準篩，篩面使用正方形篩孔的篩網。我國通常采用泰勒標準篩，其篩孔大小用網目表示，它指一英寸長度（一英寸等于25.4）內所具有的篩孔數目。這種篩子是以200目作為基本篩（=1.414）和補充篩比（=1.189）,篩孔的尺寸可根據篩比計

37、算。例如，基本篩的上一基本篩為150目篩子的篩孔尺寸，可用基本篩的篩孔乘以基本篩為0.074=0.105mm。若計算兩篩之間的補充篩篩孔尺寸，則用基本篩的篩孔尺寸乘以補充篩比得到，即0.074=0.088mm. 我國尚無用于破碎機的產品粒度分析標準，在實際測試時，各廠家使用的篩孔形狀（方孔或圓孔）及序列也不盡相同。如果參照泰勒標準篩關于基本篩比的規(guī)定來確定篩孔序列，即各篩間的篩比天有不大于，就可以將上、下兩篩間的產品粒度，用粒度平均直徑表示，這對于分析粒級特性顯然是很方便的。 2.2.3 礦石的破碎及力學性能 機械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子間的內聚力，使大塊物料分裂成若

38、干小塊。若礦石是脆性材料，它在很小的變形下就會發(fā)生破裂、機械破碎礦石有以下幾種方法： （1）壓碎 將礦石置于兩個破碎表面之間，施加壓力后礦石因壓力達到其抗壓強度限而破碎（圖1-2a）。 （2）劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石沿壓力作用線方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉應力達到礦石的抗拉強度限 （圖1-2b）。 （3）折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石就像受集中載荷的兩支點或多支點梁。當礦石內的彎曲應力達到彎曲強度限時礦石被折斷 （圖1-2c）。 (a) (b) (c) (d)

39、 (e) 圖 1-2 礦石的破碎和破碎方法 （a） 壓碎 （b） 劈裂 （c）折斷 （d） 磨碎 （e）沖擊破碎 （4）磨碎 礦石與運動的工作表面之間受一定壓力和剪切力時，礦石內的剪切應力達到其剪切強度極限時，礦石即被粉碎（圖1-2d）。 （5) 沖擊破碎 礦石受高速回轉機件的沖擊力作用而破碎（圖1-2e）。由于破碎力是瞬間作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但錘頭磨損嚴重。 實際上任何一種破碎機都不是以某一種形式進行破碎的，一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進行破碎。由于顎式破碎機的破碎工作表面是兩塊相互交錯布置的齒形襯板，因此其破碎作業(yè)兼

40、有前四種破碎形式，當破碎機兩工作面沿表面方向的相對運動位移加大而加強磨碎作業(yè)時，由于磨碎的效率低、能量消耗大、機件磨損嚴重，將會降低破碎機的破碎效果。 礦石的破碎方法主要根據礦石的物理性能、被破的塊度及所要求的破碎比來選擇的，礦石分堅硬礦石、中等堅硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強度最大，抗彎強度次之、抗拉強度最小。對堅硬礦石采用壓碎，劈裂和折斷的破碎方法為宜；對粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜；對脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。復擺顎式破碎機可用于破碎各種性能的礦石，對于堅硬礦石有更高的破碎效果。 2.2.4 破碎機的破碎比 衡量單臺破碎機的破碎效果

41、還可用破碎比表示。破碎比即破碎前原料粒度與破碎后產品粒度之比。它表示破碎物料經破碎后減小的程度。 破碎比有如下幾種計算方法： （1）破碎比用破碎前物料最大平均直徑與破碎后產品最小平均直徑之比計算。 物料平均直徑是指物料長、寬 、后的平均值。 （2）用間接表示破碎比，即破碎機給料口有效寬度和公稱排料口尺寸之比 式中 ---破碎機的給料口寬度 (mm)； ---破碎機的開邊制公稱排料口寬度(mm)。 破碎比還可以用該破碎機允許的最大給料寬度與公稱排料口寬度之比表示。 （3)用破碎前后各種粒度混合物料的等值粒度之比來計算破碎比。

42、 3復擺顎式破碎機的工作原理及結構 3.1復擺顎式破碎機的工作原理 帶輪與偏心軸聯(lián)成一整體，它是運動和動力輸入構件，即原動件，其余構件都是從動件。當帶輪和偏心軸2繞軸線A轉動時，驅使輸出構件動顎3做平面復雜運動，從而將礦石壓碎。如圖3-1，3-2。 圖3-1 復擺顎式破碎機結構圖 圖3-2 復擺顎式破碎機機構運動簡圖 由圖3-2可計算出復擺顎式破碎機的自由度為： 3.2 復擺顎式破碎機的結構 如圖3-3所示為復擺顎式破碎機。電動機10通過小帶論及V 帶，將運動給大帶輪14，從而帶動偏心軸

43、13轉動。動顎5上部內孔兩端的雙列球面滾子軸承支承在偏心軸上。偏心軸外側軸頸裝有支座主軸承，主軸承外圈與機架12上的鏜孔配合，并用螺栓固定在機架上。在偏心軸兩外端部分別裝有大帶輪14與飛輪9，以調整破碎機工作時主軸運轉速度的波動。動顎的下部由推力板1支撐，推力板（即肘板）的另一端支承在與機架12的后壁相連的楔鐵調整機構3上?？稍谟蓹C架1側壁上兩凸臺機構成的滑道中滑動。當需要調整排料口尺寸時，只要調整楔鐵上的螺栓，使楔鐵上下移動，帶動調整座在滑道中前后移動即可完成。 推力板4的兩端頭為同心圓弧的圓柱面，且中部較兩端薄些。其兩端頭圓弧與動顎5和調整座3上的“II”型襯墊接觸，在破碎機工作時，兩者

44、間為純滾動，以提高機械運轉的機械效率并延長零件的使用壽命。 由于推力板與肘板襯墊間為非幾何鎖合，而是靠動顎的重量實現重力鎖合，因此在機器運轉時，由于動顎產生的慣性載荷，會使推力板與其襯墊周期分離而產生沖擊響聲，嚴重時甚至會使推力板從其兩端襯墊中脫落。因此在動顎下端有一跟拉桿通過機架上的彈簧拉桿2拉住動顎，使推力板與襯墊始終保持貼合狀態(tài)。 圖3-3 復擺顎式破碎機 4 主要零部件的結構分析 4.1 動顎 4.1.1 動顎的結構 動顎是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件，要求有足夠的強度和剛度，其結構應該堅固耐用。動顎一般采用鑄造結構。為了減輕動顎的重量，國外也有采用

45、焊接結構，由于其結構復雜，因此對焊接工藝的要求較高。國內尚未見使用焊接結構的動顎。按結構特點，可把動顎分成箱型結構與非箱型加筋結構，本設計采用后者，如圖3-1所示。安裝齒板的動顎前部為平板結構，其后部有若干條加肋板以增強動顎的強度與剛度，其橫截面呈E型，故稱E型結構。 圖3-1 動顎結構剖視圖 4.1.2 動顎工作過程分析 復擺顎式破碎機的結構如圖2-3所示。由圖2-1可知,本機是以平面四桿機構為工作機構,而以連桿為運動工作件的機械。圖3-2是動顎板上各點的運動軌跡(連桿曲線)。由圖2-2可知,A點作圓周運動,B點受推動板的約束為繞點擺動的圓弧線,其余各點的軌跡為扁圓形，從上到下的扁

46、圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為下部的115倍，垂直位移稍小于下部，就整個顎板而言，垂直位移量約為水平位移量的2～3倍，工作時，曲柄處于區(qū)是完全工作行程；處于區(qū)，上部靠前下部靠后,在區(qū)是空回行程；在區(qū)是上部靠后下部靠前。 圖 3-2動顎板上各點的運動軌跡 動顎具有的這些運動特性決定了它的性能: (1)動顎的平面復雜運動,時而靠近固定的定顎板,時而離開,形成一個空間變化的破碎室,料塊主要受到壓碎,伴隨著研磨、折斷作用。 (2)這種運動使料塊受到向下推動的力,圖3-3是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎,破碎后的料塊由排料口排出。

47、 圖 3-3 物料在顎板之間的受力分析 4.2 齒板 齒板（也叫襯板），是破碎機中直接與礦石接觸的零件，結構雖然簡單，但它對破碎機的生產率、比能耗、產品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響，特別對后三項影響比較明顯。 齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，可以從兩方面研究：一是從材質上找到高耐磨性能材料：二是合理確定齒板的結構形狀和集合尺寸。 現有的顎式破碎機上使用的齒板，一般是采用ZGMn13。其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內層金屬原由的韌性，故它是破碎機上用得最普遍的一種耐磨材料。 齒板橫斷面結構

48、形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分三角形和梯形表面。本設計采用梯形。如圖3-4所示。 圖 3-4 肘板齒形 a) 三角形 b）梯形 4.3 肘板（推力板） 破碎機的肘板是結構最簡單的零件，但其作用卻非常的重要。通常有三個作用；一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險件作用，當破碎腔落入非破碎物料時，肘板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發(fā)生破壞；三是調整排料口大小。 在機器工作時，肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肋板與其襯墊之間實際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對肋板的高負荷壓力，導致肋板與

49、肋板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肋板的結構設計要考慮該機件的重要作用也要考慮其工作環(huán)境。 按肘頭與肘墊的連接型式，可分為滾動型與滑動型兩種，如圖3-5所示。肘板與襯墊之間傳遞很大的擠壓力，并受周期性沖擊載荷。在反復沖擊擠壓作用下磨損教快，特別是圖3-5b所示的滑動型更為嚴重。為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，可采用圖3-5a所示的滾動型結構。肘板頭為圓柱面，襯墊為平面。由于肘板的兩端肘頭表面為同一圓柱表面，所以當肘板兩端的襯墊表面相互平行時，肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑、并與襯墊表面的垂直方向傳遞。在機器運轉過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在

50、機器運轉過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。本設計采用滾動型，如圖4-5所示 圖3-5 肘頭與肘墊形式 (a) 滾動型 (b) 滑動型 4.4 調整裝置 調整裝置提供調整破碎機排料口大小作用。隨著襯板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產品的粒度也隨之變粗。為了保證產品的粒度要求，必須利用調整裝置，定期地調整排料裂口的尺寸。此外，當要 求得到不同的產品粒度時，也需要調整排料口的大小。現有顎式破碎機的調整裝置有多種多樣，

51、歸納起來有墊片調整裝置、楔鐵調整裝置、液壓調整裝置以及襯板調整。本設計采用楔鐵調整裝置。如圖3-6所示。 圖3-6 立式楔鐵調整裝置 1—肘板 2—調座 3—調整楔鐵 4—機架 4.5 保險裝置 當破碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要的零部件發(fā)生破壞，通常裝有過載保護裝置。保險裝置有三種：液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。本設計采用肘板。肘板是機器中最簡單、最便宜的零件，所以得到廣乏應用且經濟有效，但當肘板斷裂后，機器將停車，應重新更換新肘板后方可工作。肘板保險件的另一個缺點是由于設計不當，常常在超載時它

52、不破壞，或者沒有超載它卻破壞了，以至影響生產。因此設計時除應正確確定由破碎力引起的肘板壓力，以便設計出超載破壞的肘板面積外，在結構設計時，應使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖3-7所示的三種結構：中部較薄的變截面結構；弧形結構；S型結構。其中圖a結構在保證肘板的剛度和穩(wěn)定性的同時，提高其超載破壞敏感度。圖b、圖c兩種結構是利用灰鑄鐵肘板抗彎性能這一特性，選擇合適的結構尺寸是肘板呈拉伸破壞，顯然提高了肘板破壞的敏感度。盡管如此，肘板是否斷裂主要取決與計算載荷的確定和截面尺寸計算是否正確。因此從加工制造方便性出發(fā)，圖a所示應用最多，本設計也采用a中肘板。 圖3-7 肘板結構

53、 4.6 傳動件 偏心軸是顎式破碎機的主軸，受有巨大的彎曲力，采用45鋼。偏心軸一端裝帶輪，一端裝飛輪，如圖3-8所示。 4.7 飛輪 飛輪用以存儲動顎空形程時的能量，再用與工作行程，使機械的工作負荷趨于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。 圖3-8 偏心軸結構圖 1、皮帶輪 2、偏心軸 3、錐套 4、軸承 5、密封套 6、飛輪 7、軸端壓蓋 8、軸端螺栓 5 復擺式顎式破碎機主要參數的設計計算 5.1 主要參數的設定 5.1.1 已知條件 根據我

54、們畢業(yè)設計的要求，已知條件如下： 進料口尺寸：； 出料口尺寸：； 進料塊最大尺寸：； 生產能力：7～15t/h。 5.1.2 傳動角 .從機構學的角度看，傳動角是指四桿機構中，連桿軸線與搖桿（即肘板）軸線間所夾銳角，并且傳動角愈接近傳力性能愈好。對于破碎機而言，傳動角的選取除考慮傳力性能外，還需考慮到加大傳動角，不但增大垂直行程，而且使水平行程值降低。因此傳動角一般不宜過大。建議取。 在本設計中選擇。 5.1.3 動顎水平行程和偏心軸的偏心距. 動顎的水平行程是破碎機最重要的結構參數。在理論上，動顎的水平行程應按礦石達到破壞時所需的壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形

55、及其余幾家間存在的減息等因素的影響，實際選取的動顎擺動行程遠遠大于理論上求出的數值。 在簡擺顎式破碎機中，動顎的水平行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大.在復擺顎式破碎機中，動顎的水平行程則是上部大下部小。礦塊的尺寸是從破碎腔的上部向下逐漸減小的，所以只要動顎的上部水平行程能夠滿足要破碎礦石所需要的壓縮量就可以了。根據實驗，破碎腔上部的動顎水平行程應大于,是最大給礦粒度。 根據實驗，復擺顎式破碎機的動顎水平行程受排礦口寬度的限制。因為，如果動顎下部的行程增加到大于排礦口最小寬度的0.3～0.4倍時，將引起物料在破碎強下部的過壓實現象。，容易造成排礦口的堵塞，是負荷急劇增大。所以，動顎下部打

56、擺動行程不得大于排礦口寬度的0.3～0.4倍。 實際上，動顎行程是根據經驗數據確定的。通常對于大型顎式破碎機，，中小型顎式破碎機。 動顎的擺動行程確定以后，偏心軸的偏心距r可根據初步擬定的構件尺寸利用畫機構圖的方法來確定。通常對于復擺顎式破碎機。 對于本設計取動顎水平行程，偏心距。 5.1.5 主要構件尺寸的確定 （1） 破碎腔高度H 在鉗角一定的情況下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定。通常，破碎腔的高度H=(2.25～2.5)B。式中B為礦口寬度。一般情況下破碎腔的高度比理論值略大，B=(1.1～1.25)Dmax，Dmax——最大給礦粒度，本設計取。 （2） 動顎軸承中心

57、距給礦口平面的高度h 為 了保證在破碎腔的上部產生足夠的破碎力來破碎大塊物料，在給礦口處，動顎必須有一定的擺動行程。為此，動顎的軸承中心距給礦口平面的高度：對簡擺式顎式破 碎機為0.2L≤h＜(0.37～0.47)L。根據試驗，當生產率達到最大值時，動顎懸掛點的合適高度為h=(0.37～0.4)L；對于復擺式顎式破 碎機為h≤0.1L。L為動顎的長度。 (3) 偏心距r對連桿長度l的比值λ 在曲柄搖桿機構中，當曲柄作等速回轉時，搖桿來回擺動的速度 不同，具有急回運動的特征。連桿愈短，即λ=rl值愈大，則這種現象就愈顯著。曲柄（偏心軸）的轉數是根據礦石在破碎腔中自由下落的時間而定。因此，連

58、桿 的長度不宜過短。通常，對于大型顎式破碎機：λ=130～160，l=(0.3～0.5)L。對于中、小型顎式破碎機：λ=165～185，l= (0.85～0.9)L。L為動顎長度。經計算取。 (4) 推力板長度K 當動顎的擺動行程s和偏心距r確定后，在選取推力板長度時，對于簡擺式顎式 破碎機，當曲柄偏心位置為最高時，兩個推力板的內端點略低于兩個外端點的連線。即使β角（推力板與連桿之間的夾角）近于90°，后推力板總在角度為 5°～13°之間運動。推力板長度與偏心距的關系為： Kmin=16.5r，Kmax=25r (5..4) 取。 式中：

59、Kmin、Kmax——推力板長度的最小、最大值，m； r——偏心距，m。 兩個推力板長度應根據機械運動的要求來確定，二者必須一致。 復擺顎式破碎機的推力板長度也可參考公式（5.4）所列關系選取，通常β=45°～50°。 5.1.6 破碎腔的形狀 破碎腔的形狀是決定生產率，動力消耗和襯板磨損等破碎機性能的重要因素。 破碎腔的形狀有直線型和曲線形兩種。若兩種破碎腔的給礦口寬度，派黃口寬度，動顎的擺動行程和擺動次數均相同，礦石在破碎腔內的流動狀態(tài)如圖5--2所示。圖中實線表示顎板閉合時的位置，虛線表示顎板后退最遠時的位置。 圖5--2中的許多水平線，表示礦石在陸續(xù)向下運動時所占的區(qū)域。

60、處于水平面1上的礦石，當動顎擺到需線位置時，便下落到水平面2上。兩水平面之間的垂直距離就式破碎機在空轉行程時礦塊落下的距離。在顎板下一次的工作行程中，水平面2處的礦塊則被破碎，到空轉行程時，礦快便落到水平面3上。依此類推，礦快逐漸被破碎而粒度逐漸減小，最后通過排礦口排出去。 由圖5—2a可以看到，在直線型破碎腔中，各連續(xù)水平面間形成的梯形斷面的體積向下依次遞減，況時間的空隙也逐漸減小，而棟鄂的擺動行程和牙髓里卻逐漸增大。礦石到排礦口附近的排礦速度就減慢。于是，在排礦口附近，就易發(fā)生堵塞現象，這是造成極其過載合襯板下段磨損嚴重的主要原因。 圖5—2 破碎腔的形狀 直線型破碎腔

61、b—曲線型破碎腔 圖5—2b表示曲線形破碎腔，它是將固定顎襯板改成曲線形，曲線是按破碎腔的嚙角從上向下逐漸減小的原則而設計的。在曲線形破碎腔中，各連續(xù)的水平面間形成的梯形斷面的體積從破碎腔的中部往下是逐漸增加的，因而況時間的空隙增大，有利于排礦。由于堵塞點上移故在排礦口附近不易發(fā)生堵塞現象。 實踐證明，當動顎擺動行程和擺動次數相同時，曲線形破碎腔有以下優(yōu)點：1.生產率高，2.破碎比大，產品粒度均勻，過粉碎少3.破碎腔下端襯板的磨損小，延長了襯板的使用壽命4.破碎每噸產品的動力消耗少。 綜上，本設計采用曲線形破碎腔。 5.2 機器參數 5.2.1 主軸轉速 如圖5-3所示，

62、為公稱排料口，為動顎下 圖5-3 端點水平行程，為排料層的平均嚙角。ABB1A1為腔內物料的壓縮破碎棱柱體，ABB2A2為排料棱柱體。破碎機的主軸轉速是根據在一個運動循環(huán)的排料時間內，壓縮破碎棱柱體的上層面（AA1）按自由落體下落至破碎腔外的高度h計算確定的。而該排料層高度與下端點水平行程SL及排料層嚙角有關。即排料層上層面(AA1)降至下層面(BB1)，正好把排料層的物料全部排出所需的時間來

63、計算主軸的轉速。對于排料時間有不同的意見：一種認為排料時間t應考慮破碎機構的急回特性，即排料時間與機構的行程速比系數有關。這一觀點未注意到動顎下端點排料起始點與終止點并不一定與機構的兩極限位置相對應。另一種認為排料時間t應按計算，即排料時間對應于主軸的四分之一轉，這種假定與實際情況相差甚大。根據筆者對破碎過程的實測分析，得到排料過程對應的曲柄轉角不小于的結論，認為排料時間按主軸半轉計算比較符合實際情況。 排料時間t為 （a） 排料層完全排出下落的高度h為

64、 （b） 由 （c） 令 （d） 將式（a）、（b）、（d）代入（c），得 （5-5) 式中 n---主軸轉速（)； ---動顎下端點水平行程（）； ---排料層平均嚙角（o）； ---系數，考慮在功耗允許的情況下轉速的增減系數。取。高硬度礦石取小值。 按式（4-5）

65、，取，，，則 5.2.2 生產能力. 破碎機的生產能力是指機器每小時所處理的物料的立方米數。由于生產能力不但與排料口尺寸有關，而且與待破物料的強度、韌性、物料性能以及進料口的幾何尺寸和塊度分布有關，因此為同意衡量機器生產能力的高低，標準中的生產能力，是指機器在開邊公稱排料口下，每小時所處理的抗壓強度為250MPa、堆密度為1.6的花崗巖物料立方米樹，稱為公稱生產能力（）。參照圖4-1，在公稱排料口b時，每一運動循環(huán)的排料行程下排出的物料棱柱體的體積與每小時轉速60n的乘積，即可得到公稱生產能力Q的計算公式為： （5-6） 式中

66、 ---生產能力（）； ---主軸轉速() ； ---破碎腔長度() ； ---公稱排料口尺寸() ； ---動顎下端點水平行程() ； ---壓縮破碎棱柱體的填充度，大小型機在公稱排料口下一般取。 按式（5-6），取，又,,則 = = 5.2.3 破碎力 破碎力在腔內的分布情況及其合力作用點位置、大小，是機構設計和零部件強度設計的重要依據。由于破碎力分布以及合力大小、作用點位置具有隨機性，用理論分析的方法將會產生較大的誤差，通過大量實測數據統(tǒng)計分析，再經過理論推導，建立實驗分析計算式是一種較好的方法，能夠近似反映出破碎力的變化規(guī)律并有較大的計算準確度。 滿載破碎時破碎力的最大峰值稱為最大破碎力： （5-7） 式中 ---最大破碎力（）； ---抗壓強度（）； ---有效破碎系數，對中小型機一般取，當時取，一般嚙角減小時取最小值。 按式（5-7），取k=0.4，B=