1245-復擺鄂式破碎機

1245-復擺鄂式破碎機,復擺,破碎 摘 要第 1 頁（共 33 頁）本設計已經通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團隊代做畢業(yè)設計，質量速度有保證。復擺鄂式破碎機姓 名： 指導老師： [摘要]國內使用的顎式破碎機類型很多,但常見的還是傳統(tǒng)的復擺顎式破碎機。復擺顎式破碎機的出現(xiàn)已有 140 多年的歷史,經過人們長期的實踐和不斷完善與改進,其結構型式和機構參數(shù)日臻合理, 結構簡單、制造容易、工作可靠、維修方便，故在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各工業(yè)部門對破碎石的需求進一步增長，研究復擺鄂式破碎機具有很重要的意義。本畢業(yè)設計主要是為滿足生產需求：進料口尺寸： ；出料口尺寸：??m1209?；進料塊最大尺寸： ；產量： 。而研究的。??m20~1 ??75時噸 /30~5主要研究復擺顎式破碎機的運動分析、V 帶的選擇，鄂板、齒板磨損的分析，各種工作參數(shù)的選擇，工作機構的優(yōu)化。重點研究傳動的設計和系統(tǒng)的優(yōu)化。[關鍵詞] 復擺鄂式破碎機 傳動 磨損復擺鄂式破碎機第 2 頁（共 33 頁）摘 要第 2 頁（共 33 頁）Jaw-fashioned Crushe[ABSTRACT] The domestic use jaw type breaker type are very many,But common traditional duplicate pendulum Jaw-fashioned Crushe. The duplicate pendulum jaw type breaker appearance had more than 140 years history,And consummates and the improvement unceasingly after the people long-term practice,Its structure pattern and the organization parameter are day by day reasonable, The structure simple, the manufacture is easy, the work reliably, the service convenient, therefore in profession use and so on the metallurgy, mine, building materials, chemical industry, coal is extremely widespread. Along with the modernized development, various industry sector further grows to the broken crushed stone demand, studies the duplicate pendulum Jaw-fashioned Crushe to have the very vital significance. This graduation project mainly is for meets the production need:Feed head size: ; Discharge hole size: ; Feeding ??m1209? ??m20~1block greatest size: ; Output: .Mainly studies the duplicate 75ht/30~15pendulum Jaw-fashioned Crushe the movement analysis, V belt choice, the analysis which the Jaw-fashioned Crushe, the toothed rack wears, each kind of operational parameter choice, operating mechanism optimization. Key research transmission design and system optimization.[Key word]: Jaw-fashioned Crushe Transmission Abrasion復擺鄂式破碎機第 4 頁（共 33 頁）復擺鄂式破碎機的設計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。在沒有合格的天然砂子和一臺鄂式破碎機問世以來，至今已有 140 余年的歷史。在此過程中，其結構得到不斷的完善，而鄂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鄂式破碎機，國產的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復擺鄂式破碎機。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。鄂式破碎機是有美國人 E. W. Blake 發(fā)明的。自第一臺破碎機的出現(xiàn)，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。復擺鄂式破碎機結構簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所有在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。80 年代以來，我過對復擺鄂式的研究和產品開發(fā)取得了較大的發(fā)展。在充分吸收國外產品特點的基礎上，結合國情研制開發(fā)了許多新型、高效的設備。上海建設。路橋機械設備有限公司率先對復擺鄂式破碎機進行了重大的改進，即通過降低動鄂的懸掛高度，改善動鄂的運動軌跡，減小破碎腔的嚙角，增大破碎比，增大了動鄂的水平行程，提高生產能力等，大大改善了機器性能，完成了產品的更新?lián)Q代。復擺鄂式破碎機主要是由兩塊鄂板（活動鄂板和固定鄂板）組成。活動鄂板對固定鄂板周期性的往復運動，時而靠近，時而分開，由此使裝在二鄂板間的石塊受到擠壓、劈裂和彎曲作用而破碎。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%） 。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，10?i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。前 言第 4 頁（共 33 頁）但是，復擺鄂式破碎機也有它的缺點，具體如下：JB / ZQ 1032 一 87《顆板鑄造技術條件 》規(guī)定齒板壽命只有 60h，按 10h 工作制，每付齒板只能用 6d，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。破碎機出口揚塵非常嚴重，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。較多的粉塵而直接影響安全生產和員工的健康，因此要采用相應的防塵設施是破碎機一個重大而不可忽略的問題?，F(xiàn)代的設計應以人為本，面對服務對象，面向市場、面對循環(huán)經濟、面對礦產資源利用的大趨勢，面對環(huán)保、搞全性能、全生命的設計。所以做好復擺鄂式破碎機的設計,讓它更好的為生產服務,提高生產效率。1、選題背景1.1 研究的目的和意義隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，礦產資源的綜合利用技術與其產業(yè)迅猛前進，到 1999 年我國已建成 10 879 座國有大中型礦山和 227 854 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國礦石采掘總量超過 50 億噸，礦業(yè)總產值為 4 000 億元。物料的破碎是許多行業(yè)(如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷筑路等)產品生產中不可缺少的工藝過程。由于物料的物理性質和結構差異很大,為適應各種物料的要求,破碎機的品種也是五花八門的。就金屬礦選礦而言,破碎是選礦廠的首道工序,為了分離有用礦物,不但分為粗碎、中碎、細碎,而且還要磨礦。因為破碎是選礦廠的耗能大戶(約占全廠耗電的 50%),為了節(jié)能和提高生產效率,所以提出了“多碎少磨”的技術原則。這使破碎機向細碎、粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展。另外隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,破碎機也向自動化方向邁進(如國外產品已實現(xiàn)機電液一體化、連續(xù)檢測,并自動調節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開采規(guī)模的擴大,破碎機也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機的處理能力已達 6000th。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗中,暫時還不能用于生產。對粗碎而言,目前還沒有研制出更新的設備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機和旋回式破碎復擺鄂式破碎機第 6 頁（共 33 頁）機,主要是利用現(xiàn)代技術,予以改進、完善和提高耐磨性,達到節(jié)能、高效、長壽的目的。細碎方面新機型更多些?？偟膩砜?值得提出的有:顎式破碎機、圓錐破碎機、沖擊式破碎機和輥壓機。而應用最廣泛的就是鄂式破碎機。傳統(tǒng)的顎式破碎機由于具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、適用性強等優(yōu)點,所以在工業(yè)上得到廣泛應用。其缺點是非連續(xù)性破碎、效率較低,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,各國都在以下幾方面加以改進:優(yōu)化結構與運動軌跡改進破碎腔型, 以增大破碎比,提高破碎效率,減少磨損,降低能耗,現(xiàn)已普遍應用高深破碎腔和較小嚙角; 改進了動顎懸掛方式和襯板的支承方式,改善了破碎機性能;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( 可自動調節(jié)、過載保護、自動潤滑等)。同時也出現(xiàn)了一些新的機型,如雙腔雙動顎式破碎機,其破碎比可達 ,排料口調節(jié)方便,產量大;復擺鄂式破碎機,兼有50~2顎式破碎機與圓錐破碎機的性能其產量較同規(guī)格的破碎機高 50%。還有篩分顎式破碎機,把篩分和破碎結合為一體,不僅可簡化工藝流程,且能及時將已達粒度要求的物料從破碎腔中排出,減輕了破碎機的堵塞和過粉碎,提高了生產能力,降低了能耗。在大型化方面國內外都已生產 1500mm×2100mm 規(guī)格的顎式破碎機。而我們在這個設計中主要是為了滿足進料口尺寸： ；出料口尺寸：??m1209?；進料塊最大尺寸： ；產量： 。的要求老滿??m20~1 ??m750時噸 /3~5足生產的需要。1.2 特點和現(xiàn)狀與發(fā)展1.2.1 復擺鄂式破碎機的特點復擺顎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餓，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、產品粒選題背景第 5 頁（共 33 頁）度均勻且多復擺鄂式破碎機第 6 頁（共 33 頁）呈立方體。復擺鄂式破碎機和簡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腐敗鄂式破碎機。國產的鄂式破碎機數(shù)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） ，i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可嫩能夠操作，應用范圍廣，與其他類型破碎機比較，不容易堵塞。因此工程中選題背景第 6 頁（共 33 頁）普遍復擺鄂式破碎機第 8 頁（共 33 頁）采用它來破碎各種硬度 92500 公斤/厘米 以下）的石料，常作粗碎和中碎設備。2一般用于破碎極限抗壓強度不才超過 2000 公斤/厘米 的石料時效果較好。其缺點是2不宜破碎片狀石料，工作間歇、有空轉沖程，需要很大的擺動體，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，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(xiàn)并修復被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。1.2.2 復擺鄂式破碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展顎式破碎機是由美國人布雷克發(fā)明的。自第一臺顎式破碎機問世以來，至今已有 140 余年的歷史。在此過程中，其結構得到不斷地完善。由于顎式破碎機結構簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。為了改善顎式破碎機性能和提高工作效率，國內外曾研制過各種異型顎式破碎機。早年，德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅動的顎式破碎機。其特點是提高動顎擺動次數(shù)借以增加產量，同時能實現(xiàn)液壓調整排料口、液壓過載保護以及能負荷啟動。原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性顎式破碎機） 。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國內曾經試制過，由于某些原因沒能繼續(xù)研制。原東德曾制造過一種簡擺雙腔顎式破碎機，美國生產過復擺雙腔顎式破碎機。國內北京某設計院以及湖南某大學都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。安徽某設計院曾發(fā)明一種雙腔雙動顎復擺顎式破碎機。它除了提高工作效率，同時又能降低破碎機負荷，使機重減輕很多。選題背景第 8 頁（共 33 頁）原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內遼寧某學院與礦山合作開發(fā)了雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉，在偏心軸一端增設一對開式齒輪。由于它的結構太復雜，近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動顎破碎機。國內上海某學院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動顎同步運轉，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉數(shù)增加破碎機產量同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動顎倒懸掛顎式破碎機。早年，美國、英國、德國相繼生產了 Kun-kan 簡擺顎式破碎機。該機特點是，動顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招遠黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎上研制了 34 顎式破碎機。國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內有幾家設計院和制造廠生產了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內該機有叫負支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合適。 美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式顎式破碎機。其傳動角大約 70 度以上。它的最大特點是低矮，最適于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生產了幾個規(guī)格的這種破碎機，其中最大為 900 1200 顎式破碎機。?國內山西某煤礦引進德國 WB8/26 顎式破碎機。該機置于皮帶機上方，借助曲柄連桿機構驅動動顎壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國內破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內絕大多數(shù)制造廠生產的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復擺顎式破碎機。就近兩年國外機械設備展覽會上展出的顎式破碎機來看，也都是傳統(tǒng)顎式破碎機，沒有異型顎式破碎機出現(xiàn)。國內各廠家所制造的顎式破碎機技術水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產品基本接近世界先進水平，而大多數(shù)廠家的產品與世界先進水平相比差距較大。綜上所述，改善國內顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當務之急。復擺鄂式破碎機第 10 頁（共 33 頁）保證顎式破碎機最佳性能的根本因素是動顎有最佳的運動特性。這個特性又是借助機構優(yōu)化設計所得到的。因此，顎式破碎機機構優(yōu)化設計是保證破碎機有最佳性能的根本方法。我們與上海建設路橋機械設備有限公司（簡稱上建）合作開發(fā)了顎式破碎機 軟件，借助其中機構優(yōu)化設計模塊對各種規(guī)格的破碎機進行優(yōu)化設計，得到了最佳的動顎運動特性。實踐結果表明，破碎機性能有顯著提高。該廠山寶牌顎式破碎機銷往歐美各大洲以及東南亞各國，產品基本上達到世界先進水平。目前，計算機在國內各廠家已基本普及，但顎式破碎機機構優(yōu)化設計尚未得到廣泛應用。我們相信，在上建實踐結果的拉動下，各廠家會積極采用破碎機機構優(yōu)化設計的好辦法。國內顎式破碎機的機重普遍高于國外同規(guī)格的破碎機。減輕機重也是一個重要課題。 顎式破碎機機架占整機重量很大比例（鑄造機架占 50%、焊接機架占 30%） 。國外顎式破碎機都是焊接機架，甚至動顎也采用焊接結構。國內前幾年掀起一股用鑄造機架代替焊接機架的勢頭，這無疑是一種倒退行為。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度也應大力發(fā)展焊接機架。顎式破碎機采用焊接機架是發(fā)展方向。機架結構設計不合理也是使機重增加的重要原因。機架結構設計首先應以受力為依據(jù)，在滿足強度、剛度的條件下，力求減輕重量。機架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。一般情況下，破碎機都不需要加縱向筋板 1、2，如圖 1 所示。該機側壁加強筋布置不合理，數(shù)量又太多，致使它的機重達)7.5t（同規(guī)格破碎機機重為 5.5t） 。當然，該機過重不完全是由這兩個因素所造成。側壁筋板位置和方向也應根據(jù)受力情況而定。圖 2 所示為英國某公司生產的大傳動角（負支承）顎式破碎機機架簡圖。該機架側壁布置有 1、2、 3 三根筋板，筋板 1 設置在主軸承側面，筋板 3 設置在主軸承后下方，這兩塊筋之間用筋板 2 連接起來構成一個“A”形框架。圖 3 所示為該機受力分析。選題背景第 10 頁（共 33 頁）圖 1 某破碎機焊接機架 圖 2 大傳動破碎機機架圖 3 大傳動破碎機示力圖圖中軸承所受最大力: 作用方向為 HA，正是圖 2 側壁加強筋 1 的方向。從而說明圖 2 中側壁筋板布置完全符合受力的要求。 動顎也是破碎機重量較大的零件，而且結構復雜顎結構設計也應以動顎受力為依據(jù)，在滿足強度、剛要求的條件下，盡量減輕重量。根據(jù)動顎受力分析可，最大破碎力作用在動顎軸承偏上處，由此往上（頭部）受力越來越小。原 250 400,400?600 顎式破碎機者目前尚有多家生產動顎結構剛好與其受力要求反，即軸承附近處?截面小，越向頭部截面越大，而且差太懸殊。結果導致動顎強度低而重量又很大。這兩種復擺鄂式破碎機第 12 頁（共 33 頁）破碎機都是在軸承偏上處被折斷而損壞。動顎的加強筋布置方式，也應按上述受力要求設計。已有的顎式破碎機加強筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件，又滿足重量輕的要求，可采用變厚度加強筋。即靠上部（頭部）的加強筋厚度應小，越往下厚度越大。就是說，改原來矩形加強筋為梯形加強筋，這樣會減輕動顎重量又保證有足夠的強度。動顎兩軸承之間部位的壁厚可適度減薄，借以減輕重量。 此外，應加強機架、動顎有限元的研究，進行機架、動顎有限元優(yōu)化設計，達到機架、動顎重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機動力平衡等等都可以借助計算機進行優(yōu)化設計?？傊瑧捎矛F(xiàn)代的設計方法代替原有的常規(guī)設計方法。 再者，由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會對破碎機產生影響。所以，我們應提高設計制造工藝等綜合水平以及采用液壓調整排料口和液壓保險，逐步使國產顎式破碎機達到世界一流水平。1.3 國內外復擺鄂式破碎機的進展19 世紀 40 年代,北美的采金熱潮對顎式破碎機發(fā)展有重大的促進作用。19 世紀中葉,多種類型的顎式破碎機被研制出來,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。1858 年,埃里.布雷克(El.Blake)取得了制造雙肘板顎式破碎機的專利權?，F(xiàn)在最常用的顎式破碎機是布雷克的顎式破碎機和更近代制造的單肘板顎式破碎機。顎式破碎機最大的弱點之一是它們在一個工作循環(huán)內只有一半時間進行工作。20 世紀 80 年代中期,國外一些廠家已能生產各種大型顎式破碎機,例如美國Fuller Traylor 公司生產的重型顎式破碎機,規(guī)格為 1676mm 2134mm,生產能力達?1200t/h;德國 PWH 公司生產的最大雙肘板顎式破碎機的給料口為 2600mm 1800mm,生產能力達 2000t/h;英國 Babbitless 公司生產的 BCS 系列顎式破碎機,其生產能力可達 6000t/h。20 世紀 80 年代以來,我國顎式破碎機的研制工作與改進工作取得了一定的成果。北京礦冶研究總院的破碎機專家王宏勛教授和他的學生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙選題背景第 11 頁（共 33 頁）角”的概念,開發(fā)出 GXPE 系列深腔顎式破碎機,當時在國內引起了一定程度的轟動"復擺鄂式破碎機第 12 頁（共 33 頁）該機與同種規(guī)格的破碎機相比,在相同工況條件下,處理能力可提高 ,%30~2齒板壽命可提高 倍。該機采用負支撐零懸掛,具有雙曲面腔型。2~1第二代 GXPE250 400 破碎機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,生產能力為 ,排料口調整范圍為ht/16~5,給料抗壓強度小于 300MPa。m40~1PEY4060 液壓保險顎式破碎機,以液壓缸為過載保護裝置 ,正支撐、正懸掛、深破碎腔。該機最大給料粒度為 340mm,排料口調整范圍為 ,生產能力為m10~3。ht/40~1多靈—沃森機械有限公司的戌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。?1.4 基本結構和工作原理1.4.1 基本結構：鄂式破碎機的主體機構由機架、偏心軸、動鄂板、定鄂板、肘板共四個機構組成。另有其他輔助零件，如固定齒板、襯板、擋罩、墊片、滑塊、推力板、止動螺釘、鎖緊裝置。圖 4 復擺鄂式破碎機結構示意選題背景第 13 頁（共 33 頁）1.4.2 工作原理帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體，他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，驅使輸出構件動鄂 3 做平面復雜運動，從而將礦石壓碎。 推 力 板動鄂板 偏心軸定鄂板圖 5 復擺鄂式破碎機結構圖圖 6 復擺鄂式破碎機機構運動簡圖復擺鄂式破碎機第 14 頁（共 33 頁）2、主要參數(shù)的設定：顎式破碎機的工作原理如圖 1 所示,其由動顎板、定顎板、偏心軸及推力板組成。動顎板上部與偏心軸相連,下部由推力板支撐。偏心軸轉動時,動顎板不僅對定顎板作往復擺動,同時還沿定顎板有很大幅度的上下運動。動顎板上各點的運動軌跡如圖 2 所示。動顎板上部的運動軌跡接近圓形,越向下水平運動幅度越小,運動軌跡也越呈橢圓形。圖 7 復擺鄂式破碎機運動軌跡示意圖主要參數(shù)分析：1、已知條件根據(jù)我們畢業(yè)設計的要求，已知條件如下：進料口尺寸： ??m1209?出料口尺寸： ~進料塊最大尺寸： 75產量： 時噸 /301主要參數(shù)的設定第 15 頁（共 33 頁）2、 鉗角 ?鉗角大小直接影響生產率和破碎腔高度。鉗角小能提高生產率,但在一定的破碎比條件下,又增加了破碎腔高度;鉗角大會使破碎腔高度降低 ,但生產率也下降了。另外,鉗角最大也不能超出咬住物料的允許值,故一般鉗角取值為: ??1maxtn2??式中: ——齒板與物料間的摩擦系數(shù)。?實際生產中,為安全起見,復擺顎式破碎機的鉗角通常取理論計算值的 65%,即:0ax2~865.0?在本設計中我們選擇鉗角為 。3、 動顎水平行程 YS動顎水平行程對破碎機生產率影響較大,排料口水平行程小會降低生產率;但也不能太大,否則在排料口的物料由于過多而使破碎力急劇增加,致使機件過載損壞。因此,動顎在排料口處的水平行程為: ??min4.0~3SSY?式中: ——最小排料口尺寸。minY51.??4、傳動角 ?傳動角大小影響著機構的傳動效率。在推力板長度一定的情況下,加大傳動角會提高機構的傳動效率,但必須要求偏心距增大才能保證行程的要求,這就導致動顎襯板上部水平行程的偏大,物料的過粉碎引起排料口的堵塞,使功耗增加。同時,也將使定顎襯板下部加速磨損。故傳動角取: 05~4??在此設計中我們選擇 。0??5、偏心距 E偏心距對破碎機生產率和傳動功率都有影響。在其它條件相同的情況下,增大偏心距可使動顎行程增加而提高生產率,但也因此增加功率消耗。在傳統(tǒng)設計中,偏心距是由動顎行程通過畫機構圖來初步確定的。在這個破碎機的設計中我們根據(jù)機構圖選擇了 。m20復擺鄂式破碎機第 16 頁（共 33 頁）3、電動機的選擇電動機的選擇要根據(jù)動力源和工作條件，首先要滿足的就是所需功率要求。根據(jù)設計目的，復擺鄂式破碎機是為了破碎中等硬度的各類礦石或巖石。進料塊的最大尺寸 750mm，要壓碎這種礦石或巖石，用壓力測試機可以測試出來用 3100N.m 的力可以壓碎 750mm 的礦石或巖石。根據(jù)設計生產產量的目的 150～300 噸/時，而礦石假比重為 1600kg/m3，所以動鄂的轉動周期為 223 轉/分。3.1、電動機的容量復擺鄂式破碎機的需要的功率 與很多因素有關，例如：規(guī)格（ ） 、偏心軸NLB?轉速 、嚙角 、動鄂下端水平行程 、偏心距 、以及破碎機的物理機械性能、粒nasr度特征、破碎齒板表面形狀和齒形參數(shù)等，都會影響功率消耗。迄今，一些功率計算公式大多屬于經驗公式的范疇。我們用應用最廣泛的維雅德 公式： 式中： 為鄂式破??Vianl max014.LDNa?aN碎機主電機功率（安裝功率） ； 為破碎機進料口長度 ；為最大給料粒度kW?Lc?。cm?所以， Na 6.10275014.???3.2、選擇電動機的型號JR 中型繞線轉子異步電動機主要用于驅動各種不同的機械，如卷揚機、壓縮機、破碎機、球磨機、運輸機械和其它設備，并可供煤礦、機械、工業(yè)、發(fā)電機及工礦企業(yè)原動機之用。所以非常適合作為破碎機的原動力。在滿足額定功率的情況下還要考慮其它的方面，如果選擇 型號的電8126?JR動機的話，它的額定電壓只是 ，不用升壓，只用接三相電即可，并且轉速也符V380合標準，價格也便宜，其它的方面也都比較合適所以選用 型號的電動機。V 帶的傳動第 17 頁（共 33 頁）表 1 電動機的參數(shù)轉子 最大轉矩型號額定功率（kW）額定電壓（V）額定電流（A）額定轉速（r/min）電壓（V）電流（A） 額定轉矩價格 重量6125?JR0328975164378.1740154 202688139.127?JR032.87587071204、V 帶的傳動1、有以上已知條件可知： ，轉速 ，從動軸轉速kwP10?min/301rn?，每天的工作時間大概為 16h/天min/25rn?2、求計算功率 i查表 1 得 ；4.?gK故 kwPi 150?表 2 工作情況系數(shù) gK原 動 機Ⅰ類 Ⅱ類一天工作時間（h）工作機 10?6~1?0?16~?載荷變動較大破碎機（旋轉式、鄂式） ；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.73、選普通 V 帶型號根據(jù) ，查出此坐標點位于 E 區(qū)，所以，選用 E 型計算。min730,1541rnkwPi ?4、求小、大帶輪基準直徑 21D、考慮結構緊湊，由表 2 查得，取 in/501r?第 20 頁（共 35 頁）5、大輪計算直徑 2DV 帶的傳動第 18 頁（共 33 頁）????mDn 860.1502.5273012 ??????可查表 3 可得，取 m16表 3 V 帶帶輪最小直徑 )(inD型號 O A B C D E F)(min71（63）100（90）140（125）200 315 500 800表 4 V 帶輪的計算直徑計算直徑 )(2DA B C D E1500 ?1600 ??1800注： —優(yōu)先選擇 —可以選擇??6、驗算帶速smnDv102.96073510????在 范圍內，所以合適。sm2~57、初步選取中心距 0a????a 3565..210 ??取 ，符合3???210217DaD??8、初算 V 帶長度 ????maaL0317.96.9623150460521210??????查表 4 可得，取節(jié)線長度 的 V 帶，內周長度mLp96?mLi10?表 5 V 帶長度系列節(jié)線長度 )(p內周長度 )(LiD E F9000 9076 9096 911910000 10076 10096 1011911200 11276 11296 113919、實際中心距 a復擺鄂式破碎機第 18 頁（共 33 頁）mLaip 3198201963520 ???????10、小帶輪包角，合適???? 1206.581801 ???D11、單根 V 帶所能傳遞的功率根據(jù) 和 ，查表 5 可得， smv/02.9?51?表 6 V 帶所能傳遞的功率 )(0kWPV 帶速度型號 小帶輪直徑 )(1D18 19 20 21500 25.11 25.62 26.18 26.48560 28.76 29.51 30.23 30.78630 32.17 33.12 34.02 34.74E 70?35.24 36.37 37.42 38.32并按比例計算求得 E 型帶 kwP62.5?考慮傳動比的影響，單根 V 帶傳遞功率的增加量。)1(0iwKnP???傳動比 ，查表 6、7 得 ，24.35/70/21?i 14.?iK3108.9??w則 3.)1.(8.4930 ???表 6 彎曲影響系數(shù) 表 7 傳動比系數(shù) Wi帶型 bKABCDE310.??6523.7?10?38.49?傳動比 iiV 帶的傳動第 19 頁（共 33 頁）表 8 小帶輪包 角系數(shù) ?K包角 0a180 170 160 150 140?K1.00 0.98 0.95 0.92 0.8904.1~.95.2.~0195.?1.001.031.081.121.14復擺鄂式破碎機第 20 頁（共 33 頁）12、求 V 帶根數(shù)由 ??LcKPz?0???查表 8、9 可得 ，95.?07.1L表 9 長度系數(shù) LK內周長度 )(mLiC D E9000 1.22 1.08 1.0510000 1.11 1.0711200 1.14 1.10則 ??03.57.190463.2.5????z所以取六根。13、單根 V 帶的初拉力 2015.2qvzPKFd???????????查表 13-1 得 ，故得單根 V 帶的初拉力mkg87.0 Nqvzd 598.14302.987.195.021.64515.220 ???????????????????14、作用在軸上的壓力 NazFr .623.sin598.432sin210 ???Nrr 1.06.5.max ?5、 技術性能參數(shù)進料口尺寸： ??m1209?出料口尺寸： ~進料塊最大尺寸： 75偏心軸軸速： in/2r動鄂的工作過程分析第 21 頁（共 33 頁）偏心距： m20電機功率： kW16、復擺顎式破碎機的動鄂的工作過程分析復擺顎式破碎機的結構如附錄 1 所示。由圖 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 2 是動顎板上各點的運動軌跡(連桿曲線)。由圖 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2O的軌跡為扁圓形，從上到下的扁圓形愈來愈扁平。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 8 動鄂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 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除。復擺鄂式破碎機第 22 頁（共 33 頁）圖 9 料塊在鄂板之間的受力分析7、偏心軸的改進顎式破碎機用于原礦的粗碎作業(yè)，由于該機偏心軸上的錐套、密封套存在一些結構缺陷，致使偏心軸、錐套、飛輪經常出現(xiàn)磨損，而且修復周期長,影響生產的正常進行，因此，我們對該機進行修復的同時作了一些改進。7.1 改進前狀況改進前結構如圖 10 所示，錐套 3 裝在偏心軸 2 上，密封套 5 靠螺紋與錐套聯(lián)接，飛輪 6 與皮帶輪 1 壓緊密封套，軸端壓蓋 7 與軸端螺栓 8 把該部零件緊固在偏心軸上。自從破碎機投產以來，多次出現(xiàn)錐套松動，偏心軸、錐套、飛輪磨損現(xiàn)象，我們通過分析認為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有 2 個：一是密封套及錐套螺紋旋向設計不合理，皮帶輪端及飛輪端密封套、錐套螺紋均為右旋。在運轉中，偏心軸在飛輪端方向看是逆時針方向旋轉，當偏心軸帶動錐套逆時針方向轉時，由于慣性力的作用，密封套有一個順時針方向旋轉的力矩,由于飛輪端與皮帶輪端密封套螺紋均為右旋，所以兩個密封套均有向皮帶輪方向移動的傾向，皮帶輪端的密封套向皮帶輪方向移動時，會把皮帶輪頂緊，并反過來把該端的錐套牢牢頂緊在偏心軸上，所以皮帶輪端錐套沒有出現(xiàn)過松動，而飛輪端密封套向皮帶輪方向移動時，會離開飛輪端面，使錐套在偏心軸上失去頂緊力的作用而容易松動發(fā)生磨損；二是錐套與偏心偏心軸的改進第 22 頁（共 33 頁）軸配合面間的接觸面積不復擺鄂式破碎機第 22 頁（共 33 頁）夠，按設計，接觸面積應占配合面積的 80%，才能形成足夠的摩擦力以克服錐套的慣性力，我們以前在偏心軸零件裝配時，沒有掌握好方法，所以接觸面積小于80%,使錐套在偏心軸上產生松動，一旦松動，偏心軸外圓及錐套內孔同時磨損并導致飛輪端面磨損，使設備不能運轉。圖 10 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7.2 修復及改進措施7.2.1 改變飛輪端密封套與錐套螺紋旋向因為螺紋為右旋時，密封套向皮帶輪端移動，皮帶輪端的錐套不會松動，所以皮帶輪端螺紋旋向不需要改變，把飛輪端密封套及錐套螺紋由右旋改為左旋以后，在偏心軸逆時針方向旋轉時，由于慣性力的作用，密封套向飛輪方向移動而頂緊飛輪，反過來將飛輪端錐套牢固頂緊在偏心軸上，使錐套在偏心軸上不產生松動。7.2.2 修復偏心軸與錐套配合面增加接觸面積，對磨損的偏心軸和錐套用電焊進行堆焊，在粗車和精車后，對偏心軸的改進第 23 頁（共 33 頁）配復擺鄂式破碎機第 24 頁（共 33 頁）合面進行研磨，研磨的方法是：把修復好的錐套放到偏心軸配合面上進行，用 400目的金剛砂做研磨介質，一次研磨 0.5h，把金剛砂清除干凈，涂上油印進行校驗，如不合格，用前述方法再研磨，直到符合要求為止。7.2.3 修復磨損的飛輪端面由于飛輪與密封套接觸端面磨損 100mm，所以在飛輪一邊鑲了一個 100mm 長的短套。如圖 11 所示，以保持飛輪在偏心軸上的位置不變。圖 11 飛輪結構圖1、飛輪 2、短套7.3 改進效果通過上述幾項改進,PEF900 1200 顎式破碎機經過 5 年使用,效果良好,偏心軸與?錐套沒有出現(xiàn)過松動,不但節(jié)省了大量的備件費用,減少了維修工作量,而且改善了設偏心軸的改進第 24 頁（共 33 頁）備復擺鄂式破碎機第 24 頁（共 33 頁）技術狀況,保持了設備安全正常運轉,提高了設備運轉率。8、磨損8.1 復擺鄂式破碎機齒板磨損的分析1、齒板是破碎物料的工具，齒板壽命的長短直接影響整機的好壞、維修工作量的大小、破碎物料成本的高低，所以，齒板是破碎機的關鍵部件。我國現(xiàn)有顆式破碎機}i 板壽命偏低， JB / ZQ 1032 一 87《顆板鑄造技術條件》規(guī)定齒板壽命只有60h，按 10h 工作制，每付齒板只能用 6d，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。為此，如何降低齒板的磨損已成為諸多學者研究和討論的課題。影響齒板磨損快的因素很多，如材質本身、被破物料的軟硬程度以及被破物料顆粒大小等影響。筆者從破碎機結構方面來對齒板磨損狀況進行分析討論。2、齒形選擇的合理，物料破碎一次即可裂成數(shù)塊，它在破破碎腔中停留的時間就少。因此，齒板的磨損就小。齒形選擇的不合理，物料不易被破碎或產生過粉碎，能量消耗大，齒板的磨損也大。3、變截面破碎腔該種腔如圖 12 所示。A-A 給料口的水平剖面，B-B 為破碎腔中部的水平剖面，C-C 為排料口的水平剖面。SA 為 A-A 剖面的面積，凡為 B-B 剖面的面積，跳為 C-C 剖面的面積。 設物料在破碎腔各處的速度相等，則一定體積 V 的物料通過 A-A、B-B、C-C面所需的時間 t 為:； ；VStA??vSB?Stc??從而得: ??tgBHtgtB 21/2: ??????????SACA ??:式中：B ——給料口寬度；H——破碎腔高度；參考文獻第 26 頁（共 33 頁）——破碎腔平均咬角。?通過上面的.分析可看出:物料通過 B-B 斷面所需時間為通過 A-A 斷面的 1. 72 倍，通過 C-C 斷面的時間為通過 A-A 斷面的 6. 25 倍。由此可得出齒板下部磨損是上部磨損的 6. 25 倍。一些設計者為延長齒板壽命把齒板設計成對稱結構。下部磨損到一定程度，把它上、下調頭使用，這樣可使齒板壽命在原基礎上延長一倍，雖如此仍不能解決根本問題。圖 12 變截面破碎腔4、曲柄一搖桿傳動機構圖 13 曲柄——搖桿機構1—曲柄；連桿；3—搖桿；4—齒板復擺鄂式破碎機第 26 頁（共 33 頁）該枕構由曲柄帶動搖桿、傳動桿把運動傳遞到搖桿上，如圖 13 所示。使齒板繞圓心 做簡擺運動，齒板上各點作往返圓弧擺動，這時，齒板對物料施加的壓碎運2O動是在接近水平方向上實現(xiàn)的，齒板向上或向下的運動分量很小。所以，齒板在該種運動狀態(tài)下，磨損較小。8.2 顎板磨損機制從上述分析可以認為,顎板的磨損是高應力短程鑿削磨損,對顎板的殘體磨損面的微觀分析及實驗室試驗顎板的失效分析,可以得出顎板的磨損機制如下:(1)由于物料多次擠壓,在顎板的亞表層或擠壓突出部分的根部形成微裂紋,然后裂紋沿晶界!夾雜物等薄弱處不斷擴展相連,導致表層材料脫落,形成磨屑,其磨損過程如圖 14 所示。(2)物料擠壓顎板造成顎板表面材料被局部壓碎或翻起,并使碎裂或翻起部分隨碎物料一起脫落形成磨屑,如圖 15 所示。(3)物料相對顎板短程滑動,切削顎板形成磨屑,如圖 16 所示。a. 亞表層處形成微裂紋導致材料膠落b 擠壓突出部分材料根部形成微裂紋導致材料脫落圖 14 多次擠壓變形斷裂形成磨屑示憊圖圖 15 物料擠壓材料碎裂或翻起，并使碎磨料一起脫落形成磨屑示意圖磨 損第 28 頁（共 33 頁）圖 16 物料短程滑移切削鄂板示意圖所以,顎式破碎機顎板的磨損率 可以用變形疲勞磨損 脆性斷裂磨損 和顯微wdwfw切削磨損 表示：cwcfd??由上式可以認為控制顎板磨損的主要材質因素是其硬度和韌性。材料的硬度決定了物料壓坑的深度和大小。材料硬度高，物料壓入顎板的深度淺，顎板表層材料的變形程度小，同時物料短程滑動切削材料量也少。材料的韌性表示了其抵抗斷裂的能力。材料的韌性好，可以消除物料擠壓過程中的脆性斷裂，并使得顎板材料在變形疲勞形成磨屑前的變形過程大大增加。8.3 對鄂板材質的選擇在鄂板的材質選擇中我們選擇中錳鋼，由于高錳鋼的初始硬度低,屈服強度低,在非強沖擊條件下,其加工硬化不充分,易于流變和被切削。為提高顎板的使用壽命,開發(fā)了中錳鋼。該鋼種最早由 Climax 鉬業(yè)公司發(fā)明,并于 1963 年正式列入美國專利。其鑄態(tài)組織由奧氏體!馬氏體和少量珠光體組成,經水韌處理后,其組織為單一奧氏體或奧氏體+ 少量未溶碳化物(取決于含碳量) 組織。此后人們對中錳鋼進行了大量研究,認為其硬化機理為:含錳量降低后,奧氏體穩(wěn)定性下降 ,在受到沖擊或磨損時,奧氏體易發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體相變,使其耐磨性提高。中錳鋼的通常成分為:0.7%~1.2%C,6%~9%Mn,0.5%~0.8%Si,1.2%Cr 以及其它微量元素如 V、Ti、Nb、RE等。中錳鋼顎板在實際應用中也取得了較好的使用效果,如破碎硅石時比高錳鋼顎板使用壽命提高 20%以上,而成本與高錳鋼顎板相當。因此,在中小型顎式破碎機上使用,中錳鋼是一種值得推廣的顎板材質。9、破碎機出口揚塵的解決破碎機出口揚塵非常嚴重，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，復擺鄂式破碎機第 28 頁（共 33 頁）給破碎機出口揚塵的解決第 29 頁（共 33 頁）生產帶來了很大的不便。在該段流程中，物料由料倉入板式給料機，由板式給料機入 TKPC20 .18AN 錘式破碎機，出破碎機直接人出口礦石皮帶機。由于該破碎機生產能力非常大，每小時 600t，出口料流也非常大，導致粉塵飛揚和濺落。我們分析認為，造成以上現(xiàn)象的根本原因在于大料流的無緩沖傾瀉所致。因此，我廠對此進行了如下改進(如下圖): 在破碎機出口與礦石皮帶之間設置一個暫存料倉，暫存料倉接收塵器。在暫存料倉與皮帶之間加一道溜子。再在溜子上設一料流控制閥。設置暫存?zhèn)}是為了緩沖大流量物料的傾瀉沖擊;料流控制閥可穩(wěn)定出口料流 ;暫存?zhèn)}接收塵器可使部分細粉料在暫存?zhèn)}提前被收塵處理，減少出口粉塵，同時也有利于提高皮帶的使用壽命。經過這樣的改進，徹底解決了粉塵飛揚和物料濺落的間題，給車間的生產和管理帶來了極大的方便。料 流 控 制 器 入 收 塵 器出 口 皮 帶 機暫 存 料 倉入 收 塵 器破 碎 機板 式 給 料 機 料 流 方 向料 倉圖 17 出口揚塵改進圖復擺鄂式破碎機第 28 頁（共 33 頁）附 錄第 33 頁（共 33 頁）