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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)
題 目： 顎式破碎機(jī)機(jī)械
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 唐朋
學(xué) 號(hào)： 1000110128
指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)
姓 名： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2014年 5 月 26 日
IV
摘 要
顎式破碎機(jī)按動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特征，可以分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)性、復(fù)雜擺動(dòng)性和混合型三種型式。人們關(guān)注的是如何提高破碎機(jī)的效率，降低功率消耗。因此現(xiàn)在最重要的課題是研制能量消耗低、生產(chǎn)能力大、易損零件壽命長(zhǎng)、性能安全可靠的破碎設(shè)備。
本文主要是對(duì)PE600×900復(fù)擺式顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算。復(fù)擺式顎式破碎機(jī)由動(dòng)顎在偏心軸帶動(dòng)下作復(fù)雜往復(fù)的一般平面運(yùn)動(dòng)而得名，動(dòng)顎上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡一般是封閉曲線。因?yàn)閺?fù)擺式顎式破碎機(jī)的偏心軸上負(fù)荷很大，所以一般制成中、小型，破碎比最大可達(dá)10。在工作過(guò)程中，偏心軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對(duì)裝入的物料有向下退和夾持的作用力。復(fù)擺式顎式破碎機(jī)主要有機(jī)架、偏心軸、動(dòng)鄂、動(dòng)鄂襯板、定額襯板等部件，包括調(diào)整裝置、安全保護(hù)裝置和密封防塵裝置。本論文主要研究復(fù)擺顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)、電動(dòng)機(jī)的選擇、偏心軸的設(shè)計(jì)校核、V帶的計(jì)算、傳動(dòng)方案的比較確定、偏心軸的優(yōu)化改進(jìn)措施、調(diào)整裝置和安全保護(hù)裝置。
關(guān)鍵詞：復(fù)擺式顎式破碎機(jī)；傳動(dòng)；功率消耗
Abstract
Jaw crusher can divide into simple, complex and mixed swing types by the motion feature of jaw. what people concern is how to improve the efficiency of the crusher, reduce power consumption. So now the most important task is to develop low energy consumption, large capacity, long life wearing parts, performance, safety and reliability of the crushing equipment.
This article is about a PE600 × 900 complex pendulum jaw crusher design and calculations. Complex tilting jaw crusher named after jaw reciprocating complex motion in general plane which driven by the eccentric shaft. Moving trajectory of the point on the jaw is generally closed curve. Because the eccentric shaft load is large, so the complex pendulum jaw crusher is generally small or medium size and broken up can be more than 10. In operation, the eccentric shaft is rotated counterclockwise, the material has the back downward and the clamping force. Complex pendulum jaw crusher are made of main frame, eccentric shaft, moving jaw, movable jaw liners, a fixed lining and other components, including the adjustment devices, security protection devices and sealed dust devices. In this articles are mainly researched compound pendulum jaw crusher motion analysis, structural parameters, performance parameters, select the motor, the eccentric shaft design check, calculate V belt, compared to determine the transmission scheme, the eccentric shaft optimization improvements, adjustments equipment and safety devices.
Keyword：Jaw crusher; drive; power consumption
目 錄
前言 1
1 顎式破碎機(jī)的意義和現(xiàn)狀發(fā)展 2
1.1 顎式破碎機(jī)破碎物料的意義 2
1.2 顎式破碎機(jī)的應(yīng)用 2
1.3 顎式破碎機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展 2
1.3.1破碎機(jī)的現(xiàn)狀 2
1.3.2破碎機(jī)的發(fā)展 3
2 顎式破碎機(jī)類型和工作原理 4
2.1 顎式破碎機(jī)的類型 4
2.2 復(fù)擺型（復(fù)雜擺動(dòng)型）顎式破碎機(jī)工作原理 6
2.3 復(fù)擺型顎式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 7
2.4 復(fù)擺型顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 7
3 顎式破碎機(jī)主要零部件和基本數(shù)據(jù) 9
3.1 傳動(dòng)件 9
3.2 機(jī)架 10
3.3 動(dòng)顎 10
3.4 動(dòng)顎襯板和定顎襯板 11
3.5 偏心軸與其轉(zhuǎn)速n 12
3.6 飛輪 12
4 PE600×900型顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 15
4.1 行程特性值 15
4.2 嚙角α 15
4.3 動(dòng)顎的水平行程SX 16
4.4 偏心距e 16
4.5 動(dòng)顎軸承中心距給礦口平面的高度h 16
4.6 偏心距e對(duì)連桿長(zhǎng)度的比值λ 17
4.7 推力板長(zhǎng)度K 17
4.8 連桿長(zhǎng)度 17
4.9 懸掛高度 17
4.10 傳動(dòng)角 17
5 PE600×900型顎式破碎機(jī)的性能參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 18
5.1 破碎力計(jì)算 18
5.2 最大破碎力 19
5.3 主軸轉(zhuǎn)速 20
5.4 電動(dòng)機(jī)功率 20
5.5 電動(dòng)機(jī)選擇 20
5.6 生產(chǎn)能力 21
5.7 軸功率 22
6 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸確定 24
6.1 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
6.2 偏心軸細(xì)部 26
6.3 偏心軸校核 26
7 V帶、帶輪和飛輪設(shè)計(jì) 28
7.1 確定計(jì)算功率Pca 28
7.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
7.3 傳動(dòng)方案的比較和選擇 30
7.4 飛輪的設(shè)計(jì) 30
8 優(yōu)化改進(jìn)措施和調(diào)整裝置 32
8.1 采用外錐套代替平鍵聯(lián)接 32
8.2 偏心軸的改進(jìn) 32
8.2.1改進(jìn)前的狀況 32
8.2.2修復(fù)改進(jìn)措施 33
8.2.3改進(jìn)效果 33
8.3 調(diào)整裝置 34
8.4 過(guò)載保護(hù)裝置 34
8.4.1剪切銷安全聯(lián)軸器的過(guò)載保護(hù) 34
8.4.2傳動(dòng)鏈其它位置的過(guò)載保護(hù) 35
8.5 密封防塵裝置 35
9 結(jié)論 36
謝辭 37
參考文獻(xiàn) 38
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)用紙 第39頁(yè) 共38頁(yè)
前言
從第一顎式破碎機(jī)的問(wèn)世，顎式破碎機(jī)已經(jīng)有140年的歷史，在改善的過(guò)程，其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了改進(jìn)。因?yàn)轭€式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)單一、工作性能可靠、使用維修容易等優(yōu)點(diǎn)，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)被普遍利用。為了改良顎式破碎機(jī)整體性能和提高工作效率，國(guó)內(nèi)外研制了各類型號(hào)顎式破碎機(jī)。
復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要是由動(dòng)顎襯板和固定襯板組成。動(dòng)顎襯板做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的固定襯板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，周期接近和分離，動(dòng)顎襯板和固定襯板之間的物料時(shí)，分裂和彎曲和破碎。復(fù)擺顎式破碎機(jī)重量輕，主要包括：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接桿，支架，軸和一對(duì)軸承，并與單擺顎式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高的機(jī)器的規(guī)格。復(fù)擺顎式破碎機(jī)主要適用于破碎中硬度物料，多用于中、細(xì)碎，破碎比可達(dá)。隨著科學(xué)技術(shù)機(jī)械工業(yè)的提高，復(fù)擺顎式破碎機(jī)傾向大型化方向發(fā)展。所以，一個(gè)合理的傳動(dòng)裝置可以使復(fù)擺顎式破碎機(jī)運(yùn)行的更加順利，工作更加合理有效。動(dòng)顎的優(yōu)化設(shè)計(jì)可使磨損速度降低，振動(dòng)、噪音和載荷沖擊都會(huì)減少，也減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低制造成本。
顎式破碎機(jī)的粉碎工作在動(dòng)顎襯板和定額版之間進(jìn)行，裝配在機(jī)架上的一塊顎板稱為定顎板，固定在往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)顎 上的另一塊襯板稱為動(dòng)顎板，顎板表面一般加工成齒形。動(dòng)顎板、定顎板以及側(cè)襯板構(gòu)成了一個(gè)破碎腔，所以顎式破碎機(jī)的迸料口和排料口都是長(zhǎng)方形。破碎機(jī)的命名規(guī)范用進(jìn)料口寬度×長(zhǎng)度（B×L）。我國(guó)研制的復(fù)擺顎式粉碎機(jī)規(guī)范機(jī)型中，用漢語(yǔ)拼音字頭P(破)，E(顎)和B×L(mm)來(lái)表示其規(guī)格。例如，進(jìn)口600mm×900mm復(fù)擺顎式破碎機(jī)，本論文由PE600×900表示。
1 顎式破碎機(jī)的意義和現(xiàn)狀發(fā)展
1.1 顎式破碎機(jī)破碎物料的意義
(1) 增加物料的比表面積。物料粉碎之后，比表面積會(huì)增加，提高了物料物理作用的效果和化學(xué)反應(yīng)的速率。例如，幾個(gè)不同的固體材料的混合物，如果對(duì)象是破碎的和更細(xì)，混合均勻度較高。(2)可以制備為工業(yè)所用的物料。經(jīng)過(guò)破碎、篩分物料量大，能滿足材料不同粒度的要求，該材料可用于土木工程施工，可以配制混凝土，他們?cè)诿耖g，已被廣泛應(yīng)用于水利工業(yè)。(3)使物料中的有用礦物分離。物料分為單金屬礦，以及多金屬礦，原礦多為一些品質(zhì)很低的物料，將原礦破碎篩分后，可以將有用金屬、脈石和有害雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，除去有害雜質(zhì)從而得到高品質(zhì)的精礦。(4) 為原料的粉碎。磨礦過(guò)程需要小于1.5mm的材料，由材料的斷裂提供。
1.2 顎式破碎機(jī)的應(yīng)用
顎式破碎機(jī)是廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門(mén)的挖掘、民用和化工等，該機(jī)主要用于各種材料的硬度高于7級(jí)。顎式破碎機(jī)材料硫鐵礦石、石灰石、重晶石和青金石。使用的顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)事先設(shè)定控制進(jìn)給速度裝置，預(yù)篩選和檢查篩選，將原料粉碎后粒度均勻，破碎率顯著降低，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
按最大給料粒度選擇型破碎機(jī)。生產(chǎn)小于550噸/小時(shí)，傾向于選擇顎式破碎機(jī)；應(yīng)用于中、細(xì)碎，且在生產(chǎn)量較小時(shí)選用顎式破碎機(jī)。
1.3 顎式破碎機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展
1.3.1顎式破碎機(jī)現(xiàn)狀
海內(nèi)顎式破碎機(jī)類型比較齊備，依然是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)得到廣泛的使用，各制造廠的產(chǎn)品質(zhì)量出入很小，為縮小差距與國(guó)外產(chǎn)品的差距，盡快搶先世界先進(jìn)水平，刻不容緩是提高和發(fā)展顎式破碎機(jī)研究設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。
國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)研究所和大學(xué)已經(jīng)與工作機(jī)械廠共同研制成功的雙腔顎式破碎機(jī)。其特征是將周期間斷工作變成連續(xù)工作狀態(tài)，大大提高了破碎機(jī)工作功用。
美國(guó)某破碎機(jī)公司成功研制了一種傾斜式顎式破碎機(jī)，傳動(dòng)角大約在70°以上。它的最大特點(diǎn)是體積小，使用于井下或者移動(dòng)破碎機(jī)上工作。北京某礦冶研究總院與某廠合作研制生產(chǎn)了相似結(jié)構(gòu)的幾個(gè)型號(hào)破碎機(jī)，其中最大尺寸為900×1200型顎式破碎機(jī)。
對(duì)各類異型顎式破碎機(jī)的世界研究取得的成就和進(jìn)步的發(fā)展，國(guó)內(nèi)破碎行業(yè)的促進(jìn)作用。然而，各類異型顎式破碎機(jī)的用途不廣。
1.3.2顎式破碎機(jī)的發(fā)展
動(dòng)顎最好的運(yùn)動(dòng)特征是保證顎式破碎機(jī)最佳機(jī)能的基本因素。借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以得到這類特性。所以有，顎式破碎機(jī)部分優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最好的機(jī)能的根本方法。
顎式破碎機(jī)占大多數(shù)的重量（鑄造支架焊接機(jī)占50%，占總數(shù)的30%）。海外顎式破碎機(jī)基本上都是焊接機(jī)架，乃至動(dòng)顎也采納焊接構(gòu)造。連鑄過(guò)程是一個(gè)能耗高，效率低，從節(jié)能的角度考慮，應(yīng)該大力發(fā)展框架焊接。機(jī)器的重量的一個(gè)重要的原因是不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)以加載力為基礎(chǔ)，基于強(qiáng)度和剛度是滿意的，盡量減少房屋的重量。
動(dòng)顎破碎機(jī)重量比擬大的零件，并且結(jié)構(gòu)繁雜。合理動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以動(dòng)顎受力為根本依據(jù)，在強(qiáng)度和剛度要求都滿足的前提下，盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減小動(dòng)顎重量。加強(qiáng)筋布置的位置，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的應(yīng)力下的改進(jìn)?，F(xiàn)有機(jī)型的顎式破碎機(jī)的加強(qiáng)筋厚度從上到下相同的厚度。在應(yīng)力狀態(tài)，減輕體重可以采用變厚度鋼筋。這是加強(qiáng)筋厚度的頭應(yīng)盡可能小，越往下越厚。
此外，機(jī)架，動(dòng)顎可以通過(guò)有限元，研究框架，動(dòng)態(tài)有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，框架，對(duì)光照條件下，動(dòng)顎，和高水平的可靠性。
最后，焊接，鑄造，熱處理等因素對(duì)破碎機(jī)性能的影響。因此，我們應(yīng)提高水平的綜合設(shè)計(jì)和制造工藝，并采用調(diào)整流量，液壓保險(xiǎn)，逐步提高國(guó)內(nèi)破碎機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到世界一流水平。
2 顎式破碎機(jī)類型和工作原理
2.1 顎式破碎機(jī)的類型
顎式破碎機(jī)是廣泛應(yīng)用于礦山，這是因?yàn)樵摍C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完整的和大規(guī)模的模型。顎式破碎機(jī)主要是用來(lái)作為粗碎破碎機(jī)應(yīng)用?，F(xiàn)有顎式破碎機(jī)按動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特征，分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)型、復(fù)雜擺動(dòng)型和混合擺動(dòng)型三種型式，如圖2.1（a）、（b）、（c）所示。[7]18
（a） （b） （c）
圖2.1 顎式破碎機(jī)的主要類型
（a） 簡(jiǎn)單擺動(dòng)型 （b）復(fù)雜擺動(dòng)型 （c）混合擺動(dòng)型
1—定顎；2—?jiǎng)宇€；3—推力板；4—連桿；5—偏心軸；6—懸掛軸
圖2.2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2.3 復(fù)擺細(xì)碎顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
顎式破碎機(jī)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)圖如圖2.2所示。圖2.2中AB是曲柄表示顎式破碎機(jī)破碎機(jī)偏心軸，BD連桿表示破碎機(jī)動(dòng)顎，CD搖桿表示破碎機(jī)肘板，EF表示定顎。提高曲柄AB長(zhǎng)度，移動(dòng)每個(gè)點(diǎn)的顎值橫將增加，提高破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，而且也會(huì)增加破碎機(jī)功能的損失，增加破碎腔的應(yīng)力狀態(tài)。一個(gè)關(guān)于E高度降低，從而降低懸架高度h，提高各點(diǎn)的動(dòng)態(tài)橫在較低的顎式破碎機(jī)，破碎機(jī)降低高度，重量，減少出行特征的各點(diǎn)的動(dòng)態(tài)系數(shù)，從而大大提高破碎機(jī)整機(jī)工作性能。減小連桿長(zhǎng)度可以增大動(dòng)顎下端水平行程，減小行程特性系數(shù)，從而有利于提高生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)了顎板的使用壽命，但如果連桿過(guò)短，機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)很困難并且使動(dòng)顎受力惡化。連桿傾角對(duì)應(yīng)破碎腔嚙角，減小破碎腔嚙角可以提高破碎機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)量，改良破碎作用力并有利于采用新的破碎原理。但嚙合角太小，可使破碎機(jī)機(jī)身高體重增加。傳動(dòng)角的大小對(duì)破碎機(jī)性能有很大的影響，增大傳動(dòng)角關(guān)于改善破碎機(jī)受力很有利，提高了物料破碎力，但同時(shí)也減小了動(dòng)顎下端水平行程大小。增大垂直行程，從而加大動(dòng)顎襯板磨損，減小襯板壽命。
簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)，顎式破碎機(jī)的上、下橫分布合理，并具有垂直行程較大，所以有利于破碎腔的落料，使生產(chǎn)能力高于簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)。但也因?yàn)樗拇怪毙谐踢^(guò)大，使固定顎板，動(dòng)顎襯板磨損是非常嚴(yán)重的，嚴(yán)重的低顎式破碎機(jī)的使用壽命，兩個(gè)彈道性能基本形式的顎式破碎機(jī)顯示在表2-l中，S代表破碎機(jī)排料口水平行程。所以本文顎式破碎機(jī)是基于PE600×900型復(fù)擺式顎式破碎機(jī)。
表2-1兩種基本形式破碎機(jī)動(dòng)顎軌跡性能比較
簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)
復(fù)擺顎式破碎機(jī)
進(jìn)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
1s
1s
特性值
0.3
3
2.2 復(fù)擺型（復(fù)雜擺動(dòng)型）顎式破碎機(jī)工作原理
如圖2.1所示，動(dòng)顎2直接懸掛在偏心軸5上，遭到偏心軸的直接啟動(dòng)。用止推板3動(dòng)顎底部支撐在機(jī)架的后壁。當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)顎一方面對(duì)定顎作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)還順著定顎有很大程度的上下運(yùn)動(dòng)。動(dòng)顎上的每一點(diǎn)的活動(dòng)軌跡其實(shí)不同樣，頂部的運(yùn)動(dòng)受到偏心軸的制約，運(yùn)動(dòng)軌跡接近于圓弧，在動(dòng)顎的中心部分，運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓弧線，越挨近下方橢圓越偏長(zhǎng)。因?yàn)檫@種破碎機(jī)工作時(shí)，動(dòng)顎各點(diǎn)上的活動(dòng)軌跡比較繁雜，故稱為復(fù)雜擺動(dòng)型顎式破碎機(jī)，簡(jiǎn)稱復(fù)擺型顎式破碎機(jī)。
復(fù)擺型顎式破碎機(jī)工作過(guò)程，在擺動(dòng)前顎水平低約1.5倍，而垂直的擺動(dòng)比低，2 ~ 3次垂直擺動(dòng)水平擺動(dòng)。因?yàn)閯?dòng)顎上水平擺動(dòng)大于下部，這強(qiáng)烈的破碎效果的上腔，在上容易破碎的散裝材料，整個(gè)顎破碎作用均勻，提高生產(chǎn)能力。同時(shí)，向固定顎，在擠壓過(guò)程中，沿固定顎向下運(yùn)動(dòng)的每一點(diǎn)上，物料可以在腔是更好的破碎，碎料可以盡快排出，因此，在相同的條件下，這類破碎機(jī)的生產(chǎn)能力較簡(jiǎn)擺型顎式破碎機(jī)20%~30%。
圖2.4 復(fù)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎各點(diǎn)軌跡圖[7]20
2.3 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
（1） 復(fù)擺型顎式粉碎機(jī)在動(dòng)顎上端及下端的活動(dòng)不同步，交替進(jìn)行壓碎及排料，于是功率損耗勻稱。
（2） 動(dòng)顎的筆直途程相對(duì)較大，這對(duì)于排料、特別是排出粘性及潮濕物料有益。
（3） 和簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，生產(chǎn)能力高。
（4） 由于動(dòng)顎垂直行程較大，物料不僅受到擠壓作用，還受到部分的磨削作用，加劇了物料過(guò)粉碎現(xiàn)象，增加了能量消耗，產(chǎn)生粉塵較大，顎板比較容易磨損。
（5） 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)在破碎物料時(shí)，動(dòng)顎受到的巨大擠壓力，直接作用到偏心軸上。目前這類破碎機(jī)都制成中、小型的。
2.4復(fù)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)
如圖2.5所示，帶有襯板的動(dòng)顎3通過(guò)滾動(dòng)軸承直接懸掛在偏心軸13上。而偏心軸又支撐在機(jī)架15的滾動(dòng)軸承上。動(dòng)顎的底部用推力板5支撐在位于機(jī)架后壁的推力板座6上。出料口的調(diào)節(jié)裝置7，是利用調(diào)節(jié)螺栓來(lái)改變楔鐵的相對(duì)位置，從而是出料口的寬度得以調(diào)節(jié)。和簡(jiǎn)擺型顎式破碎機(jī)一樣，具有拉桿、彈簧及調(diào)節(jié)螺栓組成的拉緊裝置。電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪16使偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)顎是由一個(gè)復(fù)雜擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)，破碎后物料的運(yùn)動(dòng)。
圖2.5 復(fù)擺型顎式破碎機(jī)[7]18
1—固定板；2—側(cè)護(hù)板；3—活動(dòng)顎板；4—肘板座；5—推力板；6—調(diào)節(jié)座；7—調(diào)節(jié)螺栓；
8—后斜面座；9—彈簧；10—拉桿；11—電動(dòng)機(jī)；12—飛輪；13—偏心軸；14—?jiǎng)宇€；15—機(jī)架；16—帶輪
圖2.6 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)內(nèi)部圖
圖2.7 內(nèi)部剖面圖
3 主要零部件和基本數(shù)據(jù)
3.1 傳動(dòng)件
一般是Y系列電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)件為V型帶傳動(dòng)，裝有小帶輪，小帶輪用圓頭平鍵與電機(jī)主軸相連。電機(jī)與底座用螺栓銜接，底座開(kāi)出槽用來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶的張緊。傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。
（a）
（b）
圖3.1 傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)圖(a)、（b）
3.2 機(jī)架
主要用來(lái)支撐側(cè)襯板、偏心軸、動(dòng)顎襯板和定顎襯板，并且承受工作粉碎中破碎力。普通鑄鋼（如ZG35）整體鑄造，構(gòu)件組裝，也可用厚鋼板焊接。本文中討論的是，小型顎式破碎機(jī)的框架，以方便處理，采用鋼板焊接成。為了增加剛性、強(qiáng)度，增加了加強(qiáng)筋。機(jī)架三維模型圖如圖3.2所示。
圖3.2 機(jī)架
3.3 動(dòng)顎
動(dòng)顎一般用ZG45或者ZG35鑄成，上部由偏心軸支撐，軸承用雙列滾動(dòng)軸承，下部由推力板支撐。動(dòng)顎工作表面裝配帶齒的破碎板，用螺釘緊固,要注意防松。為了減輕重量，增大剛性，有時(shí)動(dòng)顎做成箱形體，動(dòng)顎的最底部，用鉤頭拉桿鉤住。動(dòng)顎的安裝傾斜角通常為。動(dòng)鄂圖如圖3.3所示。
圖3.3 動(dòng)鄂
圖3.3 動(dòng)鄂
3.4 動(dòng)顎襯板和定顎襯板
顎式破碎機(jī)的破碎襯板包括了定顎板、動(dòng)顎板以及兩側(cè)壁的 邊護(hù)板。在實(shí)際生產(chǎn)中破碎機(jī)破碎物料的主要工作是由是動(dòng)顎及定顎上的破碎襯板來(lái)完成的，破碎襯板的齒面是與破碎物料直接接觸的，在破碎工作中承受了很大的沖擊擠壓力這就造成了襯板極易磨損甚至壞掉，成了破碎機(jī)上的易損件。動(dòng)顎襯板和定顎襯板如圖3.4、3.5所示。
圖3.4 動(dòng)顎板
圖3.5 定顎板
3.5 偏心軸與其轉(zhuǎn)速n
支撐動(dòng)額、飛輪和大帶輪,承受彎曲、扭轉(zhuǎn),起曲柄作用。偏心距一般為10~35mm，是顎式破碎機(jī)最重要的零件，常用42MnMov、30MnMoB、34MnMo等高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造加工而成，小型的也用45鋼。一般需經(jīng)調(diào)質(zhì)等處理。本顎式破碎機(jī)把偏心軸分成直軸和偏心軸套，偏心軸套質(zhì)同樣用45鋼，需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。顎式破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速即指偏心軸的轉(zhuǎn)速n，偏心軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈動(dòng)顎便往復(fù)擺動(dòng)一次。其是顎式破碎機(jī)的主要性能參數(shù)之一，直接影響著顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力、能耗及過(guò)粉碎產(chǎn)品的含量。偏心軸如圖3.6所示。
圖3.6 偏心軸
3.6 飛輪
安裝飛輪的目的是儲(chǔ)存能量，由于顎式破碎機(jī)的工作是間歇性的，工作沖程與回程消耗的功差別很大，從而引起負(fù)載與速度的波動(dòng)。為將負(fù)載、速度的波動(dòng)控制在一定工作范圍內(nèi)，顎式破碎機(jī)由于一端裝有大帶輪，故只需在另一端裝飛輪。當(dāng)驅(qū)動(dòng)功大于阻力功時(shí),將多余的能量蓄存起來(lái)，使動(dòng)能增大。飛輪如圖3.7所示。
圖3.7 飛輪
圖3.8 顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)軌跡
顎式破碎機(jī)主要由定顎、動(dòng)顎和推力板等零部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。由《破碎與篩分機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》可知PE600×900 型復(fù)擺顎式破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)要求如表 3-1所列，PE600×900 型顎式破碎機(jī)安裝尺寸如表3-2所列。[7]32
表3-1 PE600×900 型復(fù)擺顎式破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)
進(jìn)料口尺寸（寬×長(zhǎng)）/mm
600×900
最大進(jìn)料粒度/mm
500
排料口調(diào)節(jié)范圍/mm
65~160
處理能力/（t/h）
70~120
250
電動(dòng)機(jī)功率/kW
55~75
圖3.9 PE型顎式破碎機(jī)安裝尺寸
表3-2 PE600×900 型顎式破碎機(jī)安裝尺寸/mm
A
1840
B
1400
C
960
D
1540
E(?)
1515
F
2305
G
1590
H
390
I
1505
圖3.10 復(fù)擺顎式破碎機(jī)三維模型圖
4 PE600×900 型顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1 行程特性值
行程特性值是指動(dòng)顎齒面上各點(diǎn)的垂直行程h與水平行程S之比，公式為m=h /S。m值越大，破碎顎板對(duì)物料的破碎篩分效果越好，動(dòng)、定顎襯板的磨損越快。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的固有特性是m值大，因此，可以采用減小動(dòng)顎懸掛高度h的方法來(lái)改善它的行程特性。在結(jié)構(gòu)上采取的方式是增大水平行程，這行程特性m的改變更加明顯。國(guó)內(nèi)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的行程特性值取值一般取m=2.4~3.4,國(guó)外一般取m=1.5~2.5。當(dāng)機(jī)器作細(xì)碎用，行程特性值m可適當(dāng)小些:m=2.1~2.5。
4.2 嚙角 α
圖4.1 顎式破碎機(jī)的嚙角示意圖
顎式破碎機(jī)動(dòng)顎襯板與定顎襯板間的夾角稱為嚙角。破碎物料性質(zhì)、粒度大小和形狀等因素決定嚙角的大小，破碎機(jī)生產(chǎn)率和破碎腔的高度受?chē)Ы堑拇笮〉闹苯佑绊憽］^小的嚙角即便可以一定程度的提高破碎機(jī)的生產(chǎn)率，但是在破碎比不發(fā)生變化的前提下，破碎腔的高度會(huì)增加。顎式破碎機(jī)的嚙角如圖4.1所示。顎式破碎機(jī)正常工作時(shí)，物料在破碎腔內(nèi)不被擠壓出機(jī)器外面，在 x、y 方向的分力之和應(yīng)該分別等于零，其計(jì)算公式為：
（4-1）
式中：f 是物料與動(dòng)顎齒板間的摩擦系數(shù)，f = 0.28。
代入式（4-1）計(jì)算得= 31°17′。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，嚙角一般只取其理論計(jì)算值的 65%，即α = 0.65 =20°20′，因此在本設(shè)計(jì)中取破碎機(jī)的嚙角為 21°。
4.3 動(dòng)顎的水平行程
動(dòng)顎擺動(dòng)行程是破碎機(jī)非常重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。動(dòng)顎的水平行程對(duì)生產(chǎn)效率的影響也很大，如果水平行程較小，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降，但是排料口的水平行程過(guò)大，將產(chǎn)生排料口物料聚集現(xiàn)象，從而使破碎力的數(shù)值迅速增大，導(dǎo)致破碎機(jī)過(guò)載，使過(guò)載保護(hù)部件損壞。
目前，常用下端水平行程的計(jì)算公式有：
（4-2）
下端點(diǎn)許用水平行程：
（4-3）
式中： ---最小排料口尺寸（mm），=65 mm
B---進(jìn)料口尺寸（mm），B=600 mm
由（4-2）式：
（4-3）式：
實(shí)際上，動(dòng)顎行程大都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的，通常對(duì)于大型顎式破碎機(jī)，S=25～45mm；而中小型顎式破碎機(jī)，S=12～20 mm。
在此，參照顎式破碎機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初取則合理。
4.4 偏心距 e
顎式破碎機(jī)的偏心距e對(duì)生產(chǎn)效率和機(jī)器的性能參數(shù)等都有很大的影響。使e增大可增加動(dòng)顎的水平行程，改善了復(fù)擺機(jī)的行程特性，但是會(huì)導(dǎo)致顎式破碎機(jī)的功率增大,不符合節(jié)能要求。
由于破碎機(jī)生產(chǎn)率和傳動(dòng)功率都受偏心距的影響，所以偏心距是顎式破碎機(jī)研究設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)，在其他主要參數(shù)不變前提下，增加偏心距，使水平行程增加，可提高破碎機(jī)的生產(chǎn)率，同時(shí)也增加了功率消耗，所以保證水平行程的條件下，減小偏心距，會(huì)降低破碎機(jī)的功率消耗。
在傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，可以根據(jù)動(dòng)顎行程和畫(huà)機(jī)構(gòu)圖來(lái)確定偏心距的大?。灰部梢杂梅治龇▉?lái)確定；對(duì)一般常用的顎式破碎機(jī)，還可以采用經(jīng)驗(yàn)公式 (4-4) 來(lái)確定。
e = / 2.2 mm （4-4）
將=24mm代入（4-4），計(jì)算得出e=11mm。
4.5 動(dòng)顎軸承中心距給礦口平面的高度h
為了保證破碎腔上部產(chǎn)生足夠大的破碎力破碎體積大的物料，在給料口，動(dòng)顎必須具備一定的擺動(dòng)行程。動(dòng)顎的軸承中心距給礦口平面的高度：復(fù)擺式顎式破碎機(jī)為hL。L為動(dòng)顎的長(zhǎng)度。
4.6 偏心距e對(duì)連桿長(zhǎng)度的比值
在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄等速回轉(zhuǎn)，但是搖桿來(lái)回?cái)[動(dòng)的速度不同，具有急回特性。連桿越短，即越大，這種現(xiàn)象就越顯著。曲柄即偏心軸的轉(zhuǎn)速是根據(jù)礦石在破碎腔中自由下落的時(shí)間確定。因此，連桿的長(zhǎng)度不可以過(guò)短。通常，對(duì)于中、小型顎式破碎機(jī)：
（4-5）
（4-6）
式中，L為動(dòng)顎長(zhǎng)度。
由于e=11 mm則715~935 mm，同時(shí)得出L=794~1100 mm。
4.7 推力板長(zhǎng)度K
動(dòng)顎的擺動(dòng)行程S和偏心距e確定后，在選擇推力板長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于復(fù)擺式顎式破碎機(jī)，當(dāng)曲柄偏心位置最高時(shí)，兩個(gè)推力板的內(nèi)端點(diǎn)會(huì)低于兩個(gè)外端點(diǎn)的連線。推力板與連桿之間的夾角角近于，后推力板在角度為之間運(yùn)動(dòng)。推力板長(zhǎng)度與偏心距e的關(guān)系為：
181.5mm （4-7）
275 mm （4-8）
式中，為推力板長(zhǎng)度的最小、最大值，mm；e—偏心距，mm。
4.8 連桿長(zhǎng)度
連桿長(zhǎng)度指的是動(dòng)顎軸承中心到動(dòng)顎肘板襯墊對(duì)稱中心之間的距離，當(dāng)改變連桿長(zhǎng)度時(shí)，實(shí)際上改變了動(dòng)顎下端點(diǎn)在連桿上的位置，進(jìn)而改變了肘板固定支承點(diǎn)在機(jī)架上的相對(duì)位置。改變連桿長(zhǎng)度時(shí)，動(dòng)顎下部動(dòng)點(diǎn)的水平行程和特性值會(huì)有明顯變化。較短的連桿會(huì)得到較大的下端點(diǎn)水平行程值及較小的特性值，同時(shí)提高了生產(chǎn)率，并且延長(zhǎng)顎板壽命，但是過(guò)短的連桿會(huì)給機(jī)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大困難，并使動(dòng)顎的受力加劇惡化，還可能會(huì)導(dǎo)致下端點(diǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)反向。
4.9 懸掛高度
懸掛高度h指的是曲柄固定支座到定顎板上水平面之間的垂直高度，其決定了動(dòng)顎上端點(diǎn)在連桿上的位置，動(dòng)顎上端點(diǎn)相對(duì)于連桿上的動(dòng)顎軸承中心越高，其水平行程值便越大，特性值越小。
4.10 傳動(dòng)角
從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看,傳動(dòng)角越大，傳動(dòng)性能越好。對(duì)于破碎機(jī)而言，傳動(dòng)角越大，垂直行程越大，但是水平行程值降低，傳動(dòng)角一般不宜過(guò)大，一般取=，本論文取=。
5 PE600×900 型顎式破碎機(jī)的主要性能參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)
5.1 破碎力計(jì)算
以立方體和球體兩種典型物料形狀為依據(jù)，并考慮大尺寸進(jìn)料塊粒是逐漸階段破碎成成品而卸出，求出總的破碎力，破碎力大小取決于顎板凸齒作用點(diǎn)施加的（物料應(yīng)力）和物料抗壓強(qiáng)度。
實(shí)際破碎作業(yè)中，成品多為立方體，故破碎力計(jì)算多以立方體物料為依據(jù)，因入料尺寸相同時(shí)，立方體破碎力交球體大，還可保證機(jī)械工作的可靠性。下面以立方體物料分析。
（1）第一階段破碎，圖5.1.1表示作用在立方上的力
圖5.1 破碎力作用于物料示意圖
立方體由于齒棱作用，受力面產(chǎn)生拉應(yīng)力，支撐面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這些力在斷裂面上引起的應(yīng)力為《非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)》P580：
（5-1）
故得
（5-2）
式中 ---第一階段使物料碎裂的破碎力（N）。
---物料的抗劈強(qiáng)度（約等于抗拉強(qiáng)度N/cm2）；
---立方體物料邊長(zhǎng)（cm）;
---齒棱間距（cm）.
(2) 第二階段破碎.物料經(jīng)過(guò)第一階段破碎以后,成為兩個(gè)半立方體,在動(dòng)顎擺開(kāi)時(shí)落入破碎時(shí),并改變方向進(jìn)行再破碎,第二階段的破碎力是:
(5-3)
(3)第三階段破碎.物料進(jìn)行第二階段破碎以后,成為4塊體進(jìn)行再破碎.第三階段的破碎
(5-4)
假設(shè)所破物料的抗劈強(qiáng)度是=500N/cm2 。而顎板齒棱距Z=200mm；W=500mm,則第一階段破碎力
(5-5)
此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設(shè)棱角為90°,則側(cè)向力為
，即631KN。
(5-6)
(5-7)
邊長(zhǎng)500mm立方體，至少和動(dòng)顎的一個(gè)齒棱相接觸，因而此時(shí)破碎力為893KN。在特殊情況下，也可能同時(shí)與3個(gè)齒棱接觸，此時(shí)破碎力為2679KN。取平均值1786KN。
經(jīng)過(guò)多次沖擊以后，新的立方體才能最后形成。原始進(jìn)料的破碎力和第二階段中最后兩個(gè)沖擊的破碎力可能同時(shí)出現(xiàn)，因而總破碎力
(5-8)
這兩個(gè)破碎力的作用點(diǎn)取決于物料粒度與相應(yīng)出料口寬度?？偲扑橐部赡苡衅渌慕M合方式.
5.2 最大破碎力
計(jì)算最大破碎力有兩種方法：一種是根據(jù)破碎機(jī)的功率、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)出來(lái)的理論公式；另一種方法是根據(jù)試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)確定的破碎力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。破碎力與很多影響因素有關(guān)，致使在實(shí)際計(jì)算中使用理論公式計(jì)算的破碎力與實(shí)際測(cè)得數(shù)值相差比較大，所以多采用第二種試驗(yàn)分析方法來(lái)計(jì)算破碎力。最大破碎力的經(jīng)驗(yàn)公式為：
, (5-9)
式中：為物料的抗壓強(qiáng)度，M Pa；H為破碎腔的有效高度，mm；K 為物料充填系數(shù)，K = 0.24 ~0.30。取 320 M Pa，此型號(hào)破碎機(jī) H =（2.25~2.5）B，H=1350~1500 mm，取H=1430 mm，B=600 mm，K = 0.3，將以上數(shù)據(jù)代入式 (5-9)，得出 =4118 KN。
5.3 主軸轉(zhuǎn)速
顎式破碎機(jī)是帶動(dòng)偏心軸，偏心軸的速度是顎式破碎機(jī)的主要性能參數(shù)，偏心軸旋轉(zhuǎn)一圈，動(dòng)顎與偏心軸來(lái)回?cái)[動(dòng)一次，所以，偏心軸每分鐘的轉(zhuǎn)速即為動(dòng)顎每分鐘的擺動(dòng)次數(shù)，轉(zhuǎn)速這一主要參數(shù)直接影響破碎機(jī)的生產(chǎn)率、比功耗和過(guò)粉碎產(chǎn)品的含量等。破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)理論公式來(lái)計(jì)算：
, (5-10)
將α = 20°20′；動(dòng)顎水平行程，cm ，=2.4 cm。代入公式，算出偏心軸轉(zhuǎn)速 n =261 r/ min。
再由理論公式 倒推出鉗角
，則合理。
5.4 電動(dòng)機(jī)功率
電動(dòng)機(jī)的功率要根據(jù)動(dòng)顎的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作條件來(lái)確定，復(fù)擺顎式破碎機(jī)所需電動(dòng)機(jī)的功率與破碎機(jī)的型號(hào)、嚙角、動(dòng)顎的水平行程、偏心軸的轉(zhuǎn)速、偏心距、物料特性和動(dòng)顎齒板的表面形狀等因素有關(guān)，這些參數(shù)會(huì)直接影響破碎機(jī)的功率消耗，使破碎機(jī)計(jì)算類型現(xiàn)在大多屬于經(jīng)驗(yàn)公式，是應(yīng)用最廣泛的維亞德公式，即
P = 0.114 L (5-11)
式中 ：L 為進(jìn)料口長(zhǎng)度，L = 900 mm；為最大給料粒度，= 500 mm。
將以上數(shù)據(jù)代入式，計(jì)算得出 P = 51.3kW。
5.5 電動(dòng)機(jī)的選擇
參考顎式破碎機(jī)的產(chǎn)品參數(shù)表，電動(dòng)機(jī)的功率為51.6KW，所以電機(jī)75千瓦的功率選擇能滿足計(jì)算的要求。正常V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=2～5。所以，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)：
(5-12)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。在設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用的同步轉(zhuǎn)速為600r/min。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：Y 315M－8電機(jī)型號(hào)其主要參數(shù)如下表5-1。
表5-1 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率（kW）
滿載轉(zhuǎn)速（r/min）
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
效率（%）
Y315M-8
75
740
6.6
1.8
93
圖5.2 電動(dòng)機(jī)
5.6生產(chǎn)能力
破碎機(jī)的生產(chǎn)能力與被破碎物料的性質(zhì)（物料強(qiáng)度、硬度、喂料粒度組成等）、破碎機(jī)的性能和操作條件（供料情況和出料口大小）等因素有關(guān)。目前還沒(méi)有把所有這些因素包括進(jìn)去的理論計(jì)算方法，尚采用實(shí)際資料和經(jīng)驗(yàn)公式。[7]19
顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算：
表5-3 進(jìn)料粒度修正系數(shù)
0.86
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
1.0
1.04
1.07
1.11
1.16
1.23
表5-2 物料易碎系數(shù)
物料硬度
抗壓強(qiáng)度/M Pa
普氏硬度
高硬物料
160~200
16~20
0.9~0.95
中硬物料
80~160
8~16
1
低硬物料
<80
<8
1.1~1.2
注：—進(jìn)料最大粒度，mm；
B—進(jìn)料口寬度，mm。
破碎機(jī)規(guī)格
250×400
400×600
600×900
900×1200
1200×1500
1500×2100
0.4
0.65
0.95~1.0
1.25~1.3
1.9
2.7
表5-4 單位排料口寬度的生產(chǎn)能力q
(5-13)
Q=， (5-14)
式中 Q—顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力，t/h； —物料易碎性系數(shù)，見(jiàn)表5-2，=0.93；—物料松散密度修正系數(shù)； —物料松散密度，t/，1.6 t/；—進(jìn)料粒度修正系數(shù)，見(jiàn)表5-3，=1.0； q—顎式破碎機(jī)單位排料口寬度的生產(chǎn)能力，t/（mm），q=0.97 t/（mm），見(jiàn)表5-4； b—破碎機(jī)排料口寬度，mm，b=110 mm。計(jì)算得出Q=99.23 t/h。
5.7 軸功率
(5-15)
式中 —破碎機(jī)的軸功率，Kw；A—進(jìn)料口的長(zhǎng)度，mm；B—進(jìn)料口的寬度，mm； —與進(jìn)料口有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)表5-5，=0.013。計(jì)算得出=7020kW。
表5-5 進(jìn)料口有關(guān)的系數(shù)
破碎機(jī)規(guī)格
<250×400
240×400~900×1200
>900×1200
0.017
0.014~0.012
0.01~0.008
顎式破碎機(jī)功率計(jì)算方法較多，有以物料彈性變形功為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算功率、按破碎機(jī)受力來(lái)計(jì)算功率和計(jì)算功率的經(jīng)驗(yàn)公式，本文按最簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)校驗(yàn)選用的顎式破碎機(jī)功率是否合適。
6 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸確定
由于顎式破碎機(jī)偏心軸受力沖擊載荷大，所以必須考慮偏心軸的結(jié)構(gòu)，保證具有良好的性能。軸上的零件布置應(yīng)使軸受力合理，在設(shè)計(jì)中考慮到了軸承在軸上的受力、轉(zhuǎn)動(dòng)，為了使軸承定位可靠、拆裝方便，采用了減少應(yīng)力集中和提高疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施，偏心軸與飛槽輪之間的聯(lián)接采用脹套聯(lián)接，避免了主軸因開(kāi)鍵槽而引起的應(yīng)力集中和強(qiáng)度降低，提高了機(jī)器的整體質(zhì)量。選取軸的材料為40CrNi，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。符合機(jī)械加工性能，保證了精度。首先通過(guò)求作用在動(dòng)顎上的最大破碎力，根據(jù)最大破碎力及動(dòng)顎受力圖，算出在動(dòng)顎上的各支承力，從而求出偏心軸的合力。然后對(duì)偏心軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)偏心軸的受力圖，計(jì)算出偏心軸的零件圖。
圖6.1 偏心軸結(jié)構(gòu)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
根據(jù)工作條件，初選軸的材料為40CrNi，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即，初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，增大5%～7%，兩個(gè)鍵槽時(shí)，增大10%～15%。值由所引教材表15-3確定，取。
(6-1)
因最小直徑處安裝大帶輪，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則：=，取為整數(shù)。
因破碎機(jī)工作時(shí)沖擊載荷比較大，又有強(qiáng)烈的震動(dòng)，應(yīng)適當(dāng)增大偏心軸的直徑，故取。
6.1 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）各軸段直徑的確定
：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，。
：帶輪另一側(cè)采用套筒進(jìn)行軸向定位，套筒另一側(cè)則采用軸肩定位，并且此處軸段設(shè)計(jì)成帶有螺紋的，可以安裝圓螺母對(duì)錐形套進(jìn)行可靠定位，故初選。
：錐套處軸段，此處設(shè)計(jì)成錐形，根據(jù)錐套和軸承的定位要求，此處選擇錐度為。 ：此處軸段是和錐形軸伸配合的，是安裝套筒的，可以通過(guò)錐形軸得出尺寸，此處選擇雙列圓柱滾子軸承：型號(hào)NN4944-W33 ，內(nèi)徑200 mm，外徑280mm，厚度80 mm 。
：滾動(dòng)軸承處軸段，由滾動(dòng)軸承確定。選擇雙列圓錐滾子軸承：型號(hào)352948，內(nèi)徑240 mm，外徑320 mm，厚度116 mm。
：安裝動(dòng)顎板處軸段，此處設(shè)計(jì)直徑。
（2）各軸段長(zhǎng)度的確定
：由大帶輪輪轂寬度，以及套筒可以確定。
:為軸肩，定位作用，可以初步設(shè)計(jì)。（退刀槽的長(zhǎng)度）
：通過(guò)查表可得圓錐形軸伸長(zhǎng)度 mm。
：此處軸段通過(guò)安裝套筒和軸承端蓋對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位和維護(hù)，此處套筒選取長(zhǎng)度為40mm，則由此可得。
：安裝軸承端蓋和軸承處軸，可以根據(jù)軸承的規(guī)格得出。
：此處軸段是安裝動(dòng)顎板的可以通過(guò)動(dòng)顎板尺寸得出。
圖6.2 偏心軸
6.2 偏心軸細(xì)部結(jié)構(gòu)
由表查得大帶輪輪轂與軸的配合選為；滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過(guò)渡配合，此軸段的直徑公差選為；各軸肩處的過(guò)渡圓角半徑和各軸段表面粗糙度見(jiàn)圖紙。[11]126
6.3偏心軸的校核
在破碎工作時(shí)，破碎力通過(guò)動(dòng)顎軸承傳到偏心軸上，由于該破碎力很大，軸上其它零件傳遞的載荷相對(duì)來(lái)說(shuō)就顯得微不足道了，所以計(jì)算時(shí)可把這些載荷忽略不計(jì)，而只考慮破碎力的作用，破碎力平均分布在動(dòng)顎的兩個(gè)軸承上。
(1) 軸的力學(xué)模型的建立
① 軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定
軸承對(duì)軸的作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則則應(yīng)在軸承寬度的中點(diǎn)，因此可決定偏心軸上動(dòng)顎兩軸承的位置。經(jīng)計(jì)算
可得動(dòng)顎處兩軸承之間的距離，軸承離支點(diǎn)的距離 。
② 繪制軸的力學(xué)模型
根據(jù)要求的傳動(dòng)速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖見(jiàn)圖6-3（a）。
(2) 計(jì)算軸上的作用力
破碎力平均分布在兩個(gè)動(dòng)顎軸承上，分別用、來(lái)表示；機(jī)架軸承要當(dāng)于兩個(gè)支座，對(duì)偏心軸具有支座反力的作用，分別用，來(lái)表示。
(6-2)
(3) 繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖
① 由軸的力學(xué)模型圖可知偏心軸在水平的方向不受力，故不產(chǎn)生水平面的彎矩，因而偏心軸只產(chǎn)生垂直面上的彎矩,如圖6-3（b）：C、D處的彎矩相等，即
(6-3)
② 轉(zhuǎn)矩圖,見(jiàn)圖6-3（c）。
(6-4)
(4)當(dāng)量彎矩圖，參看圖6-3（d）。
因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)圖，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)。
(6-5)
(6-6)
（5）校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核偏心軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即動(dòng)顎軸承處C、D)的強(qiáng)度。
(6-7)
根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由所引教材表15-1查得。因，故強(qiáng)度足夠。
a) 力學(xué)模型圖 b）彎矩圖 c）轉(zhuǎn)矩圖 d）當(dāng)量彎矩圖
圖6.3 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖
7 V帶及帶輪的設(shè)計(jì)
7.1 確定計(jì)算功率
（1）根據(jù)功率是根據(jù)傳遞的功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而確定的。即[8]159
（7-1）
式中：——計(jì)算功率，單位為KW；
——傳遞的功率（例如電動(dòng)機(jī)的額定功率），單位為KW；
——工作情況系數(shù)，見(jiàn)表8-6
由表查得工作情況系數(shù)，故
（7-2）
（2）選取窄V帶帶型
根據(jù)、由普通V帶選型圖確定選用SPC型。
（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由表9.2-37和表9.2-38取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑。
從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑
（7-3）
根據(jù)已知條件，取。[8]157
按要求驗(yàn)算帶的速度，
（7-4）
帶的速度合適。
（4）確定窄V的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心矩
根據(jù)式,有
初步確定。
計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
（7-5）
由表查得，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。
計(jì)算實(shí)際中心矩
（7-6）
4.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
可得
（7-7）
主動(dòng)輪上的包角合適。
5.計(jì)算窄V帶的根數(shù)z
（7-8）
由表查得、、
,
查表得
則有
（7-9）
取
6.計(jì)算預(yù)緊力
有： （7-10）
查表得，故
（7-11）
7.計(jì)算作用在軸上的壓軸力