顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)

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武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目 ： 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 姓名 ： XX 學(xué)號 ： XXXXXXXX 班級 ： X班 年級 ： XXXX級 專業(yè) ： XXXXXX 學(xué)院 ： XXXX學(xué)院 指導(dǎo)教師 ： XXX 教 授 完成時間 ： 2016年 3 月12日 作者聲明 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。 特此聲明 作者專業(yè) ： XXXXXX 作者學(xué)號 ： XXXXXX 作者簽名 ： 2016年 月 日 顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) Design of jaw crusher Liu, Mou mou 2016年 3 月 17 日 摘 要 顎式破碎機(jī)屬于礦山機(jī)械的一種，廣泛應(yīng)用于金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等，適用于中、細(xì)碎普氏硬度f=5-16的各種礦山和巖石，如鐵礦石、有色金屬礦石、花崗巖、石灰?guī)r、石英巖、沙巖、鵝卵石等。它工作時，電機(jī)通過三角帶、傳動軸、傳動齒輪帶動偏心套旋轉(zhuǎn)，動錐在偏心套作用下做旋擺運(yùn)動，使動錐和定錐時而靠近時而偏離。物料在破碎腔內(nèi)不斷受到擠壓、沖擊而破碎，破碎的物料經(jīng)篩選靠自重從下部排出。 本次設(shè)計(jì)的題目是顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了顎式破碎機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，對提高礦石的破碎效率，減少人工投入等等起到了很大的作用的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：顎式破碎機(jī)；中心距；彎曲疲勞強(qiáng)度；彎曲許用應(yīng)力 Abstract Jaw crusher which belongs to a kind of mining machinery, widely application in metal mines, metallurgical industry, chemical industry, building industry, cement and sand and gravel industry, suitable for various kinds of mines and rocks of medium and fine Platts hardness f=5-16, such as iron ore, non-ferrous metal ores, granite, limestone, quartzite, sandstone, pebbles and other. When the motor works, the electric motor drives the eccentric sleeve to rotate through the triangle belt, the driving shaft and the driving gear, and the moving cone moves in the eccentric sleeve to make the moving cone and the fixed cone sometimes close to the time. The materials in the crushing cavity subjected to continuous extrusion, impact crushing, crushing the material after screening by gravity from the lower discharge. This design topic is the jaw crusher design. In this paper, the use of university knowledge, the jaw type crushing machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, constructs the jaw crusher total refers to the guiding ideology, and concluded that the jaw crusher machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the efficiency of the ore crushing, reduce manual input and so on plays a great role in the conclusion. Key words: jaw crusher; center distance; bending fatigue strength; permissible bending stress 目 錄 1 緒論 1 1.1顎式破碎機(jī)簡介 1 1.2破碎機(jī)的發(fā)展 2 1.3總體方案設(shè)計(jì) 3 2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 5 2.1嚙角α 6 2.2動顎擺動行程s和偏心距r 7 2.3傳動角 7 2.4肘板擺動角 8 2.5連桿長度 9 2.6肘板設(shè)計(jì) 10 2.6.1肘板支撐方式選擇 12 2.6.2肘板長度計(jì)算 13 2.7主軸轉(zhuǎn)速 15 2.8生產(chǎn)能力 16 3 主要零部件計(jì)算與選擇 17 3.1電動機(jī)功率計(jì)算和選擇 18 3.2帶傳動設(shè)計(jì) 18 3.2.1帶型選取 19 3.2.2傳動比 19 3.2.3大小帶輪基準(zhǔn)直徑 20 3.2.4帶速 21 3.2.5軸間距 21 3.2.6所需基準(zhǔn)長度 22 3.2.7實(shí)際軸間距 22 3.2.8小帶輪包角 22 3.2.9單根V帶傳遞的額定功率 23 3.2.10額定功率增量 23 3.2.11V帶根數(shù) 24 3.3 偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì) 25 3.3.1偏心軸尺寸確定 25 3.3.2作用在動顎上各點(diǎn)力的計(jì)算 26 3.4 軸承的選取和校核 27 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 28 4.1軸承的選取和校核 29 總結(jié) 31 致謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1 緒論 1.1顎式破碎機(jī)簡介 顎式破碎機(jī)又名老虎口,俗稱顎破。顎式破碎機(jī)是由定顎和動顎兩塊顎板組成破碎腔，模擬動物兩顎的運(yùn)動而完成物料破碎作業(yè)的破碎機(jī)。廣泛運(yùn)用于礦山建材、公路、冶煉、鐵路、化工和水利等行業(yè)中大塊物料與各種礦石的破碎[1]。 顎式破碎機(jī)按照進(jìn)料口寬度大小來分為大、中、小型三種,其在礦山、建材、基建等部門主要用作粗碎機(jī)和中碎機(jī)。進(jìn)料口寬度小于300MM的為小型機(jī)，進(jìn)料口寬度在300-600MM的為中型機(jī)，進(jìn)料口寬度大于600MM的為大型機(jī)器。顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，制造容易[2]。 按照活動顎板的擺動方式不同，顎式破碎機(jī)可以分為綜合擺動式顎式破碎機(jī)、復(fù)雜擺動式顎式破碎機(jī)（復(fù)擺顎式破碎機(jī)）和簡單擺動式顎式破碎機(jī)（簡擺顎式破碎機(jī)）三種[3]。本次設(shè)計(jì)為復(fù)擺顎式破碎機(jī)。 傳統(tǒng)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是非連續(xù)性破碎、效率低、破碎比較小、給礦不均勻引起顎板磨損不均勻等，針對其缺點(diǎn)，各國在以下幾方面加以改進(jìn)：優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運(yùn)動軌跡，改進(jìn)破碎腔型，以增大破碎比，提高破碎效率，減少磨損，降低能耗，現(xiàn)已普遍應(yīng)用高深破碎腔個較小嚙角，改進(jìn)了動顎懸掛方式和襯板的支承方式，改善了破碎機(jī)性能；顎板采用了新的耐磨材料，降低了磨損消耗；提高了自動化水平，同時也出現(xiàn)了一些新的機(jī)型[4]。 復(fù)雜擺動顎式破碎機(jī)動顎板的上下運(yùn)動有促進(jìn)排料的作用，而且其上部的水平行程大于下部，易于破碎大塊物料，故其破碎效率高于雙肘板式。它的缺點(diǎn)是顎板磨損較快，以及物料會有過粉碎現(xiàn)象而使能耗增高。為了保護(hù)機(jī)器的重要部件不因過載而受到損壞，常將形狀簡單、尺寸較小的肘板設(shè)計(jì)為薄弱環(huán)節(jié)，使它在機(jī)器超載時首先發(fā)生變形或斷裂。 另外，為滿足不同排料粒度的要求和補(bǔ)償顎板的磨損，還增設(shè)了排料口調(diào)整裝置，通常是在肘板座與后機(jī)架之間加放調(diào)整墊片或楔鐵。但為了避免因更換斷損零件而影響生產(chǎn)，也可采用液壓裝置來實(shí)現(xiàn)保險和調(diào)整。顎式破碎機(jī)還可直接采用液壓傳動來驅(qū)動動顎板，以完成物料的破碎動作[5]。 1.2破碎機(jī)的發(fā)展 近代的破碎機(jī)械是在蒸汽機(jī)和電動機(jī)等動力機(jī)械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來的。1806年出現(xiàn)了用蒸汽機(jī)驅(qū)動的輥式破碎機(jī)；1858年，美國的布萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機(jī)；1878年美國發(fā)展了具有連續(xù)破碎動作的旋回破碎機(jī)，其生產(chǎn)效率高于作間歇破碎動作的顎式破碎機(jī)；1895年，美國的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊式破碎機(jī)[6]。 1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀 顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)質(zhì)量的比例很大（鑄造機(jī)架占50%，焊接機(jī)架占30%）。國外顎式破碎機(jī)都是焊接機(jī)架，甚至動顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架是發(fā)展方向。國內(nèi)顎式破碎機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理實(shí)例有許多，其原因就是沒按破碎機(jī)實(shí)際受力情況去布置加強(qiáng)筋[7]。國內(nèi)顎式破碎機(jī)制造廠家技術(shù)水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進(jìn)水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。 保證顎式破碎機(jī)最佳性能的根本因素是動顎有最佳的運(yùn)動特性，這個特性又是借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的。因此，顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳性能的根本方法。借助其中機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對各種規(guī)格的破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了最佳的動顎運(yùn)動特性[8]。 1.2.2顎式破碎機(jī)的優(yōu)化 顎式破碎機(jī)作為礦山石材破碎的重要設(shè)備，在我國發(fā)展最為迅速，從建國之初到現(xiàn)在，顎式破碎機(jī)出現(xiàn)了很多的型號，打破了以尺寸大小作為分類標(biāo)準(zhǔn)的局面，顎式破碎機(jī)無論如何發(fā)展，其工作原理都是固定不變的，要對顎式破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，也就是提高顎式破碎機(jī)的使用壽命和工作效率[9]。介紹顎式破碎機(jī)未來優(yōu)化方向主要從三個方面： （1）鋼材的選擇 鋼材的選擇也就是顎式破碎機(jī)生產(chǎn)材料，耐磨是破碎設(shè)備最主要的要求，顎式破碎機(jī)的磨損部件主要是顎板和護(hù)板，顎板采用高質(zhì)量高錳鋼合金，在鑄造過程中通過調(diào)整碳鋼比例改善材料的硬度和耐度。 （2）顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 主要包括整機(jī)外形，部件外形以及各部件組裝設(shè)計(jì)的優(yōu)化。顎式破碎機(jī)的機(jī)殼可以鑄造和焊接，也可以使用螺栓等其他方式銜接，這樣顎式破碎機(jī)在使用現(xiàn)場的適應(yīng)能力就有了極大的提高。優(yōu)化腔形，即改變齒板斷面形狀，得到更合理的破碎腔曲線，使給料和排料得到最好的配合，改變懸掛高度，將正懸掛高度降低，甚至降到零或者負(fù)懸掛，以增大動顎下端的水平行程。 (3)改善養(yǎng)護(hù)系統(tǒng) 顎式破碎機(jī)作為首破工作強(qiáng)度較大，日常維護(hù)和保養(yǎng)一旦跟不上，會很大程度的增加設(shè)備磨損，縮短顎式破碎機(jī)的壽命。目前度顎式破碎機(jī)加上循環(huán)潤滑油路和冷卻系統(tǒng)，可以有效減少設(shè)備磨損，減低日常生產(chǎn)的維護(hù)和養(yǎng)護(hù)成本[10]。 要縮小差距并迎頭趕上和超過國外先進(jìn)技術(shù)，就必須增加技術(shù)投入。引進(jìn)國外先進(jìn)的破碎技術(shù)和裝備，無疑對我國破碎機(jī)的質(zhì)量和技術(shù)的發(fā)展有重大意義，但關(guān)鍵在于消化、吸收并將其國產(chǎn)化。要重視提高產(chǎn)品質(zhì)量和配套產(chǎn)品質(zhì)量，以使我國產(chǎn)品在國際市場占有一席之地 1.3總體方案設(shè)計(jì) 如圖1所示為復(fù)擺顎式破碎機(jī)。電動機(jī)8通過小帶輪及V帶．將運(yùn)動傳給大帶輪，從而帶動偏心軸轉(zhuǎn)動。動顎4上部內(nèi)孔兩端的雙列球面滾子軸承支承在偏心軸上。偏心軸外側(cè)軸頸裝有支座主軸承．主軸承外圈與機(jī)架上的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機(jī)架上。在偏心軸兩外端部分別裝有大帶輪與飛輪5，以調(diào)整破碎機(jī)工作時主軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動。動顎的下部由肘板13支撐，肘板(即肘板)的另一端支承在與機(jī)架相連的調(diào)整機(jī)構(gòu)12上。可在由兩鋼板及側(cè)壁構(gòu)成的滑道中滑動。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺寸時，只要調(diào)整螺栓9，使調(diào)整塊左右移動即可完成。 肘板13的兩端頭為圓柱面，中部有孔，比其他部位強(qiáng)度低。其兩端圓弧和動顎4和調(diào)整塊12上的襯墊接觸，在破碎機(jī)工作時，兩者間為純滾動，以提高機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械效率并延長零件的使用壽命。另外，肘板為組合組合肘板，其兩端為支撐塊，材料為ZG45Mn，抗磨性和強(qiáng)度均加強(qiáng)，當(dāng)肘板斷裂時，僅更換中間件即可，較整體式肘板減少鋼耗，節(jié)省資金。 由于肘板與肘板襯墊間為非幾何鎖合．而是靠動顎的重量實(shí)現(xiàn)重力鎖合，因此在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于動顎產(chǎn)生的慣性載荷，會使肘板與其襯墊周期分離而產(chǎn)生沖擊響聲，嚴(yán)重時甚至?xí)怪獍鍙钠鋬啥艘r墊中脫落。因此在動顎下端有一根拉桿通過機(jī)架上的彈簧拉桿11拉住動顎，使肘板與村墊始終保持貼合狀態(tài)。 1 固定顎板2 側(cè)護(hù)板 3 活動顎板 4 動顎 5 飛輪 6 V帶7 小帶輪 8 電動機(jī) 9 調(diào)整螺栓 10 彈簧 11 拉桿 12 調(diào)整塊 13 肘板 14 襯墊 圖1 復(fù)擺顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 顎式破碎機(jī)在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮其生產(chǎn)能力，功耗，機(jī)重及顎板壽命等綜合指標(biāo)。由于破碎機(jī)的工作繁重，工作條件苛刻，且受力情況復(fù)雜，為了保證破碎機(jī)在工作中運(yùn)轉(zhuǎn)正常，則在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)使其滿足以下要求：安全，衛(wèi)生環(huán)保，節(jié)能。 2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 2.1嚙角α 破碎機(jī)鉗住物料時定顎和動顎之間的夾角稱作嚙角。在進(jìn)行破碎過程時，嚙角大小的確定應(yīng)該避免破碎腔內(nèi)的物料跳出來以及向上滑動,因此物料和顎板工作面之間應(yīng)產(chǎn)生足夠的摩擦力，以保障物料破碎時不被擠出去[11]。 當(dāng)物料被顎板壓緊時，作用在物料上的力如圖2（a）所示。和分別為顎板作用在物料上的壓碎力，并和顎板工作面垂直，且;摩擦力為和，由壓碎力引起。它們分別平行于顎板的工作面，為物料與顎板之間的摩擦系數(shù)。物料的自重與壓碎力相比很小，因此物料的自重可忽略不計(jì)。 圖2 物料在顎板間的受力情況 如圖2（a）所示，以物料的中心作為坐標(biāo)系xoy原點(diǎn)，作用于物料的力和通過坐標(biāo)的原點(diǎn)。則它們沿x軸和y軸方向的分力的平衡方程式為: (2.1) (2.2) 將式(2.1)兩端乘以摩擦系數(shù)，再與式(2.2)相加，并消去壓碎力，則得: 或 因?yàn)?，? 式中為物料與顎板之間的摩擦角。當(dāng)固定顎板在如圖2（b）所示的傾斜位置時，則： (2.3) 欲使顎式破碎機(jī)的動顎和定顎能鉗住物料并進(jìn)行碎礦工作,要滿足。 因而要滿足,即嚙角必須小于摩擦角的兩倍，否則物料就會跳出破碎腔，發(fā)生事故。 顎式破碎機(jī)的嚙角一般在17～24度之間。在破碎硬物料時采用嚙角的下限值， 則在破碎軟物料時采用上限值。嚙角的正確選擇對于破碎機(jī)破碎效率的提高具有著重大意義。嚙角的減小，可以增加破碎機(jī)的生產(chǎn)率，但會引起破碎比減少;嚙角的增大，破碎比雖可以增加，但同時生產(chǎn)率又會減少。因此，選擇嚙角時，應(yīng)該考慮全面。 本設(shè)計(jì)選 2.2動顎擺動行程s和偏心距r 動顎擺動行程s是破碎機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在理論上，動顎擺動行程應(yīng)按物料達(dá)到破壞時所需之壓縮量來確定。然而由于破碎板的變形，及其與機(jī)架間存在的間隙等因素的影響，實(shí)際選取的動顎擺動行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。 由于物料在破碎腔由上向下逐漸變小，所以只要動顎上部擺動行程能夠滿足破碎物料需要的壓縮量就可以。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎腔的上部擺動行程，應(yīng)大于。 對于復(fù)雜擺動顎式破碎機(jī)的動顎擺動行程受到排礦口寬度的限制。因?yàn)閯宇€下部的行程增加大于排礦口最小寬度的0.3～0.4倍，將引起物料在破碎腔下部的過壓現(xiàn)象。容易造成排礦口的堵塞，使負(fù)荷急劇增大，所以動顎下部的動顎擺動行程不得大于排礦口寬度的0.3～0.4倍。 實(shí)際上，動顎擺動行程是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的。通常對于大型顎式破碎機(jī)：s=25～45mm；中小型破碎機(jī)：s=12～20mm。 動顎的擺動行程確定好以后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的機(jī)構(gòu)尺寸利用畫機(jī)構(gòu)圖的方法來確定。通常，對于復(fù)雜擺動式顎式破碎機(jī)：；對于簡單式顎式破碎機(jī)：。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，破碎機(jī)上部擺動行程應(yīng)大于。 實(shí)際上對于PE7501060型破碎機(jī)：可取 對于復(fù)雜擺動顎式破碎機(jī)： 取 2.3傳動角 連桿與肘板間夾角叫傳動角。傳動角影響傳動效率和動顎的運(yùn)動軌跡。在偏心距一定情況下，增大傳動角，動顎形成比變壞，即顎板垂直行程與水平行程之比變大，將加劇顎板的磨損。增加傳動角，可以提高傳動效率，但過大傳動角會增加功耗。一般傳動角在范圍內(nèi)。選取傳動角 2.4肘板擺動角 為了保證肘板在肘板墊上運(yùn)動方式為純滾動，肘板擺動角不能超過接觸處摩擦角兩倍，即（為肘板與肘板墊之間摩擦系數(shù)）。一般肘板擺動角為： 取。 2.5連桿長度 連桿長度可近似按公式選取 其中：—破碎機(jī)進(jìn)料口尺寸； —最小排料口尺寸； —嚙角。 則，，取整為。 2.6肘板設(shè)計(jì) 2.6.1肘板支撐方式選擇 按照肘板的支撐特點(diǎn)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)有兩種基本型式：正支撐型（下?lián)问剑┖拓?fù)支撐型（上撐式）。 （1）肘板（又稱推力板）向下傾斜稱為正支撐型。如圖3-1，動顎下部的特性值很大，使得動顎和定顎襯板很快磨損，但卻有較高的生產(chǎn)能力。 圖3-1 正支撐型（下?lián)问剑? 圖3-2負(fù)支撐型（上撐式） （2）肘板向上傾斜稱為負(fù)支撐型。如圖3-2.，動顎下部特性值很小，或者說與圖3-1的動顎下部水平行程相同時，其垂直形程很小。因此，這種形式的動顎和定顎襯板的磨損將大大改善，但同時也使機(jī)器的高度和重量增大。 綜合對以上兩種方案的具體分析，從實(shí)際應(yīng)用得知，由于圖3-1的破碎機(jī)結(jié)構(gòu)型式具有動顎軌跡分布合理、生產(chǎn)能力高、結(jié)構(gòu)更簡單等優(yōu)點(diǎn)，使其得到廣泛應(yīng)用，所以，最終采用第一種方案，即正支撐型。 2.6.2肘板長度計(jì)算 一般肘板長度可按公式選?。? 其中，—動顎下端水平行程； —肘板擺動角； —嚙角； —傳動角。 則肘板長度，取整為。 2.7主軸轉(zhuǎn)速 對于顎式破碎機(jī)，動顎的擺動次數(shù)由偏心軸的轉(zhuǎn)速決定。在一定的范圍內(nèi)，偏心軸轉(zhuǎn)速增加，破碎機(jī)的生產(chǎn)能力相應(yīng)的增加。但是，當(dāng)動顎擺動超過一定的限度時，再增加轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)能力增加的十分緩慢，有時甚至還下降。而其功耗卻迅速上升，由于過高的偏心軸轉(zhuǎn)速使破碎腔的物料來不及由卸料口卸出，反而影響了生產(chǎn)能力的提高。為了求得偏心軸的轉(zhuǎn)速，可做如下假說：（1）由于顎板較長且擺動幅度不大，故假定動顎為平移運(yùn)動，嚙角不變；（2）動顎離開定顎時，已破碎的物料呈梯形斷面的棱柱體靠自重自由落下。 由圖4可知，為了不妨礙物料排出，物料棱柱體落下時必須滿足的條件，即活動顎板在離開的時間t內(nèi)，破碎物料必須落下的高度應(yīng)為h；當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動一周時，活動顎擺動兩次。 圖4 破碎機(jī)物料梯形截面棱柱體 設(shè)n為動顎每分鐘擺動的次數(shù)，則動顎一次單向擺動的時間為： 式中：t —— 動顎一次單向擺動的時間，s； n—— 動顎每分鐘擺動的次數(shù)，r/min。 棱柱體在其自重的作用下自由的通過排礦口的時間： 由于 ，則 令，則可求得理論上的生產(chǎn)能力最高的動顎擺動次數(shù)為： 式中： h —— 破碎物料落下的高度，m； g —— 重力加速度，。 由圖4可知： 式中： s —— 動顎下端的行程，m。 由以上幾式聯(lián)立并簡化可知： 2.8生產(chǎn)能力 顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指在單位時間內(nèi)能破碎物料的數(shù)量，也稱為產(chǎn)量或生產(chǎn)率。顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是以動顎擺動一次， 從破碎腔中排出的一個松散的棱柱體的物料為計(jì)算依據(jù)。 圖5 動顎行程截面圖 根據(jù)圖5，動顎每擺動一次，排出的棱柱體斷面積為： 棱柱體的長度即為破碎腔的長度L，故棱柱體的體積為： 若動顎每分鐘擺動n次，則破碎機(jī)的生產(chǎn)能力為： 式中：Q —— 破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h； —— 松散系數(shù)，取=0.25～0.6，對于PE7501060型破碎機(jī)可取。 考慮到此顎式破碎機(jī)顎板外型采取GUSS曲線型，通過實(shí)驗(yàn)證明采用此種顎板的型腔較直線型腔粒度產(chǎn)量可提高20%以上，故實(shí)際產(chǎn)量可約達(dá)： 故產(chǎn)品生產(chǎn)能力滿足設(shè)計(jì)要求。 3 主要零部件計(jì)算與選擇 3.1電動機(jī)功率計(jì)算和選擇 通過對礦石粉碎能耗的體積假說數(shù)學(xué)表達(dá)式 中體積V代替為礦石破碎前、后的體積差，得到修正公式 用已知參數(shù)代替、可得到復(fù)擺顎式破碎機(jī)的需用功率N為： 式中： —礦石的抗壓極限壓強(qiáng)，； —破碎機(jī)排（進(jìn)）料口長度，； —礦石松散系數(shù)，。 —偏心軸轉(zhuǎn)速，。 —破碎機(jī)進(jìn)料口寬度，； —破碎機(jī)排料口寬度，； —動顎下端水平行程，； —嚙角； —縱向彈性模數(shù)。 表1：礦石極限強(qiáng)度和縱向彈性模數(shù)取值表 名稱 抗壓極限強(qiáng)度 縱向彈性模數(shù) 石灰石 砂石 鐵礦石 花崗巖 正長石 大理石 砂巖 破碎材料為礦石、建筑垃圾等脆性材料可取： 則電動機(jī)安裝功率為： 式中—電動機(jī)安裝功率； —電動機(jī)備用系數(shù)，； —顎式破碎機(jī)的傳動效率， 取， 則電動機(jī)安裝功率： 一般V帶傳動的傳動比i=2～4，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取電動機(jī)型號Y315L-2， 基本參數(shù)：同步轉(zhuǎn)速 額定功率 3.2帶傳動設(shè)計(jì) 3.2.1帶型選取 已知設(shè)計(jì)功率，小帶輪轉(zhuǎn)速，根據(jù)V帶選型圖 圖6 普通V帶選型圖 選取V帶帶型為D型。 3.2.2傳動比 若考慮帶與帶輪的滑動，則 式中。 則。 3.2.3大小帶輪基準(zhǔn)直徑 按表《普通和窄V帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列》選取小帶輪基準(zhǔn)直徑： 大帶輪基準(zhǔn)直徑：，其中取0.01，則大帶輪直徑 根據(jù)表《普通和窄V帶輪（基準(zhǔn)寬度制）直徑系列》中標(biāo)準(zhǔn)直徑值，取整為： 3.2.4帶速 3.2.5軸間距 軸間距一般選取在，則 即 根據(jù)實(shí)際尺寸，可取軸間距 3.2.6所需基準(zhǔn)長度 由表《普通V帶和基準(zhǔn)寬度制窄V帶的基準(zhǔn)長度系列》中選取相近 3.2.7實(shí)際軸間距 3.2.8小帶輪包角 3.2.9單根V帶傳遞的額定功率 查表《各種類型V帶的額定功率》中D型帶功率，用逐差法計(jì)算，時 3.2.10額定功率增量 有查表《各種類型V帶的額定功率》，有逐差法得 3.2.11V帶根數(shù) 式中：—小帶輪包角修正系數(shù)； —帶長修正系數(shù)， 分別查表《小帶輪包角修正系數(shù)》《帶長修正系數(shù)》可得， ，取整為 3.3 偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì) 3.3.1偏心軸尺寸確定 作用在動顎上的最大破碎力 式中：—最大破碎力，N —抗壓強(qiáng)度，MPa —嚙角， —有效破碎系數(shù)，對中小型機(jī)一般取 、、—破碎腔尺寸 已知：，，，，， 則 3.3.2作用在動顎上各點(diǎn)力的計(jì)算 動顎上受力如下圖7所示 圖7 動顎受力簡圖 已知：最大破碎力為4270.5kN，AC=1996mm，AB=732.4mm，根據(jù)受力圖可算出C點(diǎn)x，y方向上一組力。 由x方向平衡公式得： 有三角函數(shù)可知A點(diǎn)處力關(guān)系， 由y方向平衡公式得： 求出各支撐力后，即可算出作用在動顎上合力，即 則作用在偏心軸上的合力也為1941kN。 3.3.3偏心軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 偏心軸受力情況如圖所示 圖8 受力簡圖 根據(jù)圖中已知，，由受力平衡原理可得 由力矩平衡原理，根據(jù)圖所示受力可算出截面Ⅰ和截面Ⅱ所受彎矩、扭矩情況，如圖9圖10所示， 圖9 彎矩圖 圖10 扭矩圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論計(jì)算截面Ⅰ和截面Ⅱ上軸的直徑 式中 —計(jì)算截面處所受的彎矩； —計(jì)算截面處所受的扭矩； —許用應(yīng)力，查表得； —校正系數(shù)，。 截面Ⅰ 截面Ⅱ 為使偏心軸運(yùn)動平穩(wěn)，增大軸徑，取整為。 初選取的軸徑，經(jīng)計(jì)算校核，可知無法達(dá)到使用安全系數(shù)，為使曲軸達(dá)到需用安全系數(shù)，故增大軸徑至，安全校核結(jié)果如下表： 表2：安全系數(shù)校核表： 計(jì)算內(nèi)容及公式 計(jì)算結(jié)果 截面Ⅰ 截面Ⅱ M （Nmm） 281445000 281445000 T （Nmm） 20380500 40761000 D（） 380 380 （） 5384.3 5384.3 （） 10768.6 10768.6 2.57 2.57 1.8~2.5 1.8~2.5 根據(jù)馬軼群等對復(fù)擺顎式破碎機(jī)中偏心軸的三維模型進(jìn)行的有限元分析，可知，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的偏心軸所受最大應(yīng)力位置在支撐軸承軸肩處，因此，支撐軸承處軸徑應(yīng)為。 考慮偏心距,偏心軸與動顎連接處軸徑，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中雙列軸承標(biāo)準(zhǔn)系列，可選取軸徑。偏心軸端連接大帶輪和飛輪，去除軸肩高度，兩端直徑。 4 主要零部件的強(qiáng)度校核 4.1軸承的選取和校核 軸承承受徑向力較大，而軸向力較小，又由于圓錐滾子軸承適合較低速度運(yùn)動，剛性高，產(chǎn)生噪音小，使用壽命長，所以選用雙列圓錐滾子軸承。 （1）求比值 因?yàn)椋惺艿妮S向載荷很小，。 所以，，，，。 （2）計(jì)算當(dāng)量動載荷 （3）軸承的選取 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》結(jié)合初定的軸的直徑選取軸承：滾動軸承 351988 GB/T 299-1995 主要尺寸：d=440mm D= 600mm B=170mm r=4mm 安裝尺寸： 該軸承采用油脂潤滑 （4）驗(yàn)算軸承的壽命 軸承可用。 （1）求比值 因?yàn)?，承受的軸向載荷很小，。 所以，，，，。 （2）計(jì)算當(dāng)量動載荷 （3）軸承的選取 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》結(jié)合初定的軸的直徑選取軸承：滾動軸承 351076 GB/T 299-1995 主要尺寸：d=380mm D= 560mm B=190mm r=5mm 安裝尺寸： 該軸承采用油脂潤滑 （4）驗(yàn)算軸承的壽命 軸承可用。 結(jié) 論 時光荏苒，現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過這次對于顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，本文所設(shè)計(jì)的是顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 歷時幾個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成，在這這段時間里，我運(yùn)用大學(xué)四年的專業(yè)知識比較成功的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過方案論證，理論設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，工程圖的繪制，設(shè)計(jì)說明書的撰寫等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，已經(jīng)使個人理論水平和實(shí)際動手能力有了一次飛躍，鍛煉了個人在設(shè)計(jì)、分析，動手實(shí)踐等方面的能力，同時使所學(xué)專業(yè)知識得到一次全面的鞏固和加強(qiáng)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我得到了很多老師、同學(xué)的關(guān)心、幫助和支持，在此本人首先向他們表示感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我的指導(dǎo)老師周星元老師給予很多專業(yè)方面的幫助。在設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備時，周老師就非常關(guān)注我的選題，指明選題方向，幫助分析題目的可行性和實(shí)際中可能出現(xiàn)的問題以及需要注意的事項(xiàng)；在進(jìn)行方案選擇時，為我指出所需要重點(diǎn)掌握的知識范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識難點(diǎn)的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。 同時，我也要感謝大學(xué)所有教過和沒有教過但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專業(yè)知識，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過我的老師。此外，非常感謝許多其他同學(xué)，他們很多想法和建議對我啟發(fā)很大。在此一并致謝！ 還有在其他場合給提供我?guī)椭闹烂趾筒恢烂值呐笥?，在此也一并致謝，謝謝你們！由于時間和個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。不勝感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.顎式破碎機(jī)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.顎式破碎機(jī)的原理.北京：高等教育出版社，1996。 [3]張利平著. 實(shí)用技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 顎式破碎機(jī)速查手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國）有限公司. 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