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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 職稱： 教 授
所在院（系）： 機械與動力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機械設(shè)計教研室
題 目
大型顎式破碎機的整體設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)班級
學(xué)號
一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟、社會、文化及實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度）
該設(shè)計符合本科階段培養(yǎng)專業(yè)設(shè)計能力，能夠很好地訓(xùn)練學(xué)生的機械綜合能力，理論與實踐的結(jié)合，開拓視野，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的意識；本題目難易中等，符合本科畢業(yè)設(shè)計要求；工作量大，需要認(rèn)真查閱資料，扎實學(xué)好專業(yè)知識，與任課老師，相關(guān)的技術(shù)人員溝通，認(rèn)真完成畢業(yè)論文。該課題與實踐緊密結(jié)合，在日常生活中，它主要應(yīng)用在冶金，礦山，化工，水泥，電力等工業(yè)部門。大大提高了生產(chǎn)力，節(jié)約了成本。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，破碎機的發(fā)展應(yīng)用，大大提高了工業(yè)用料的質(zhì)量。該設(shè)計在社會領(lǐng)域涉及到實驗室，學(xué)校，工廠等部門。取得較大的經(jīng)濟利益，能為各行發(fā)展提供有力的保障。
二、開題報告完成情況：
到現(xiàn)在為止已明確的確定了課題的設(shè)計方向；并對復(fù)擺式顎式破碎機總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計；已經(jīng)開始對破碎機各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計計算，并有了突破性進(jìn)展，設(shè)計過程已經(jīng)快速展開，確定了工作的內(nèi)容和方法；同時，已完成了對相關(guān)資料的查閱，對課題有了總體的分析。開題報告順利完成。
三、階段性成果：
1、通過對大型顎式破碎機的了解，再加上有關(guān)書籍的介紹，算是對大型顎式破碎機有了一個大概的了解。前期階段主要是對有關(guān)于大型顎式破碎機的各方面的文獻(xiàn)和資料進(jìn)行搜集，為設(shè)計以后的設(shè)計做了必要的準(zhǔn)備。
2、中期階段主要是依據(jù)參考資料，從上面找到一些關(guān)于關(guān)于大型顎式破碎機的信息，首先對其零部件有了大致的了解，其次是已有了大概的設(shè)計方法，并開始了一些基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3、正在進(jìn)行裝配圖的proe畫圖和設(shè)計說明書。
四、存在主要問題：
由于這是我第一次單獨進(jìn)行大型顎式破碎機的總體設(shè)計，所以剛開始進(jìn)展的并不是很順利。而我對這方面的知識掌握比較少，所以需要在圖書館和網(wǎng)上查找更多的相關(guān)資料，對有關(guān)顎式破碎機的知識進(jìn)行更深入的了解。不過我堅信，只要自己努力和在指導(dǎo)老師的指引下，我能把各方面的問題逐個擊破，最終順利完成畢業(yè)設(shè)計。
五、指導(dǎo)教師對學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)中，勞動、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)展等方面的評語
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題目名稱
顎式破碎機的整體設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)班級
學(xué)號
一、 選題的目的和意義：
目的：
改革開放30年以來。我國顎式破碎機機械制造業(yè)經(jīng)歷了引進(jìn)消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)、合作設(shè)計、合作制造、自主設(shè)計的發(fā)展道路，特別是在實施《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)若干意見》的推動下，顎式破碎機機械制造業(yè)基本實現(xiàn)了兩大轉(zhuǎn)變：一是產(chǎn)品開發(fā)由仿制型向自主創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變：二是經(jīng)濟運行由粗放型向效益型轉(zhuǎn)變。2000年以來，在國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)和基礎(chǔ)建設(shè)大發(fā)展的拉動下，顎式破碎機機械產(chǎn)品市場需求旺盛，工業(yè)總產(chǎn)值和銷售額年增長穩(wěn)定在32%-40%。但我國顎式破碎機機械總體與國際先進(jìn)水平相比要落后15-20年，在達(dá)到上世紀(jì)90年代和當(dāng)代國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品中，其技術(shù)來源大多為上世紀(jì)80年代中期以后引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和與國外技術(shù)合作下，經(jīng)不斷的消化、吸收、改進(jìn)的產(chǎn)品。國內(nèi)市場顎式破碎機產(chǎn)品的市場占有率不足80%，在進(jìn)口的產(chǎn)品中大多為大、精、尖和成套性很強的產(chǎn)品，這為顎式破碎機機械的研究創(chuàng)造了難得的發(fā)展機遇。
意義：
粉碎是石料生產(chǎn)線礦物加工中不可缺少的一種工藝過程，粉碎的任務(wù)是提供具有一定粒度、粒度組成和充分解離而又不過粉碎的加工原料，以便下一步的加工、處理和使用。伴隨近年來工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在新材料的出現(xiàn)和新用途拓展的同時，物料破碎也在增大。到2008年全國礦石采掘總量己達(dá)82.05億噸，不難想象，將這些礦石粉碎所需要的顎式破碎機機械是多么的多。顎式破碎機類型很多，但得到廣泛應(yīng)用的還是傳統(tǒng)顎式破碎機，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國約有100余家顎式破碎機制造廠，所生產(chǎn)的顎式破碎機品種規(guī)格有20個以上，全國年產(chǎn)量約1萬臺，所生產(chǎn)的顎式破碎機結(jié)構(gòu)不盡合理，強度不足又浪費材料。據(jù)天利石料生產(chǎn)線介紹，目前顎式破碎機的設(shè)計是根據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗結(jié)論，而不是科學(xué)的計算方法進(jìn)行的，都是按經(jīng)驗確定各個部件的形狀和尺寸，來用這種設(shè)計方法，很難設(shè)計出既經(jīng)濟又滿足強度和剛度要求的顎式破碎機。在當(dāng)前經(jīng)濟回暖的大環(huán)境下，特別是在建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求下，顎式破碎機企業(yè)要生存和發(fā)展、要縮短差距和趕上世界先進(jìn)水平，在滿足強度和剛度的條件下對顎式破碎機進(jìn)行基于有限元理論的結(jié)構(gòu)分析與減重優(yōu)化研究具有重要的意義.
二、 國內(nèi)外研究綜述：
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(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機結(jié)構(gòu)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(nèi)外曾研制過各種異型顎式破碎機。早年，德閑和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)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(chǎn)量，同時能實現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過載保護以及能負(fù)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(nèi)曾經(jīng)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(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設(shè)計院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研制雙腔顎式破碎機。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(shè)計院件發(fā)明一種雙腔雙動顎復(fù)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(fù)荷，使機重減輕很多。原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)一雙動顎顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前端墻對置后而成。為了兩動顎同步運轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一對開式齒輪。由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動顎破碎機。國內(nèi)上海某學(xué)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(zhuǎn)，使破碎機強制排料，這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機產(chǎn)最同時由于物料與動穎沒有相對運動，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(chǎn)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，工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。國內(nèi)有些廠家曾引進(jìn)了這種破碎機，并在此基礎(chǔ)上研制了新型顎式破碎機。國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機。國內(nèi)有幾家設(shè)計院和制造廠生產(chǎn)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(nèi)該機有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機，筆者認(rèn)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(chǎn)了幾個規(guī)格的這種破碎機，其中放大為900x1200領(lǐng)式破碎機。
國內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)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(gòu)驅(qū)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(nèi)破碎機行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動和促進(jìn)作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國內(nèi)絕大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機。就近兩年國外機械設(shè)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(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機技術(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)水平相比差即較大。
綜上所述，改善國內(nèi)顎式破碎機落后的狀況，全面提高顎式破碎機技術(shù)水平，趕上世界先進(jìn)水平，創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機是當(dāng)務(wù)之急。
三、 畢業(yè)設(shè)計（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
1. 通過網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)信息和資料
2. 老師的指導(dǎo)與講解
3. 利用各種文字處理軟件編寫設(shè)計說明書
4. 通過繪圖軟件繪制相關(guān)零件圖
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
1、《簡明機械零件設(shè)計實用手冊》，機械工業(yè)出版社，主編胡家秀
2、《機械零件設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社，主編吳宗澤
3、《機械原理》，西北工業(yè)大學(xué)出版社，主編孫桓、陳作模等；
4、《機械設(shè)計》，高等教育出版社（第八版），主編濮良貴、紀(jì)名剛
5、《機械設(shè)計工程學(xué)[Ⅱ]》，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，主編唐大放，馮小寧，楊現(xiàn)卿
6、《機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，主編任濟生等
五、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度安排（按周說明）
時間 計劃安排要求
1-2周 確定題目，收集相關(guān)資料
3周 確定設(shè)計方案，熟悉設(shè)計步驟
4周 系統(tǒng)的方案設(shè)計
5周 物料性能及破碎機結(jié)構(gòu)
6周 顎式破碎機參數(shù)的選擇和計算
7周 機構(gòu)尺寸參數(shù)的確定
8周 破碎腔的設(shè)計
9周 主要零部件的設(shè)計
10周 潤滑
11周 設(shè)計基本完成
12，3周 進(jìn)行機械設(shè)計系統(tǒng)審查，開始設(shè)計圖紙
14周 完成設(shè)計圖紙
15周 完成設(shè)計說明書
16周 準(zhǔn)備答辯。
六、 指導(dǎo)教師審批意見：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
4
河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
前 言
在基本建設(shè)工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。而一般砂石都需要破碎從而達(dá)到生產(chǎn)要求。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(jié)構(gòu)得到不斷的完善，而顎式破碎機的結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，石料可供破碎機械來進(jìn)行加工，來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用。而工程上應(yīng)用最廣泛的是復(fù)擺顎式破碎機，國產(chǎn)的顎式破碎機數(shù)量最多的也是復(fù)擺顎式破碎機。
顎破機性能特點：顎破機破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)，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(jìn)行破碎加工的機械。鄂式破碎機是有由美國人E. W. Blake發(fā)明的。自第一臺破碎機的出現(xiàn)，生產(chǎn)效率快，又滿足安全條件，又能適應(yīng)生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。
顎式破碎機主要由機座、偏心軸、顎板、連桿、調(diào)節(jié)機構(gòu)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(jìn)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(dāng)動鄂板周期性的靠近與遠(yuǎn)離定腭板是，完成破碎與排礦作業(yè)。復(fù)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(xì)碎設(shè)備，起破碎比較大，可達(dá)。隨著機械工業(yè)的進(jìn)步，近年來，復(fù)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(fù)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(yīng)的減少，也減少工作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)的質(zhì)量，降低制造成本和縮短生產(chǎn)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(shè)計不合理的地方需要我們的改進(jìn)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(diào)查和查閱資料，在JB / ZQ 1032一87《腭板鑄造技術(shù)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(dǎo)致了花費再上面的費用的過高。
在一個就是破碎機經(jīng)常運用于破碎比較大而且破碎的粒度不一樣，因此出口揚塵非常嚴(yán)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(chǎn)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(yán)重危害，因此要采用相應(yīng)的防塵設(shè)施是一個相當(dāng)嚴(yán)峻的問題等著我們?nèi)ソ鉀Q。
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(shè)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(chǔ)。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(shè)計也是一個嚴(yán)峻的考驗。
一 選題背景
1 發(fā)展現(xiàn)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(jì)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(jìn)作用。19世紀(jì)中葉，多種類型的顎式破碎機研制出來并獲得了廣泛的應(yīng)用。上個世紀(jì)末 ，全世界已有70多種不同結(jié)構(gòu)的顎式破碎機取得了專利權(quán)。
80年代以來，我國顎式破碎機的研制與改進(jìn)取得了一定成果。如我國破碎專家王宏勛教授 和 他的學(xué)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(dāng)時 在國內(nèi)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(fù)支撐零懸掛，具 有雙曲面腔型。
第二代GXPE250×400負(fù)支撐在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn)，增大了破碎比，降低了 產(chǎn)品粒度，最大給料粒度為220mm，小時產(chǎn)量為5～16t，排料口調(diào)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(diào)整在30～100mm之間，生產(chǎn)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(shè)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(shè)備有限公司的戎吉華高級工程師集多年實踐經(jīng)驗， 設(shè)計了目前國內(nèi)最大的1200×1500復(fù)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(chǎn)企業(yè)分布廣泛，幾乎在全國的各個地方都有，現(xiàn)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(yīng)的破碎技術(shù)資料，存在不同程度的掏采破碎作業(yè);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(dāng)不規(guī)范，而且嚴(yán)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(yīng)該采用科學(xué)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(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，對我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，具有舉足輕重的作用。隨著我國經(jīng)濟體制改革和 對外開放的深化，突飛猛進(jìn)的經(jīng)濟促進(jìn)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(nóng)村剩余勞動力就業(yè)、促進(jìn)和保持穩(wěn)定做出了巨大的貢獻(xiàn)。
2 顎式破碎機的特點
復(fù)擺顎式破碎機的機構(gòu)屬于四桿機構(gòu)中曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用,曲柄為主動件。顎式破碎機以結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應(yīng)用。
復(fù)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(gòu)，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(fù)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(zhuǎn)向是逆時針方向，動鄂上各點的運動方向都有利于促進(jìn)排料，因此破碎效果好，破碎率較高、產(chǎn)品粒度均勻且多呈立方體。
復(fù)擺鄂式破碎機和簡擺鄂式破碎機相比較，復(fù)擺鄂式破碎機的機器重量較輕，結(jié)構(gòu)簡單（少了一件連桿、一塊肘板、一根心軸和一對軸承），生產(chǎn)效率較高（比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機生產(chǎn)效率高20%—30%）等優(yōu)點。但復(fù)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(yán)重，磨削較快，且能量消耗也大，工作時易產(chǎn)生較多的粉塵。
在工程上應(yīng)用較為廣泛的是復(fù)擺鄂式破碎機。國產(chǎn)的鄂式破碎機數(shù)量最多的也是復(fù)擺鄂式破碎機。復(fù)擺鄂式破碎機主要由機架、鄂板、側(cè)護板、主軸、飛輪、肘板和調(diào)整機構(gòu)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(zhì)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(fù)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(chǎn)量要求而定。齒形高齒距小，則出料粒度小，產(chǎn)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(fù)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(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)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(shù)水平的工人就能夠操作，應(yīng)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，常作粗碎和中碎設(shè)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(chǎn)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(chǎn)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(chǔ)上，并須采取隔振措施。大型破碎機還應(yīng)安裝在埋設(shè)于基礎(chǔ)上的剛梁上。
鄂式破碎機的最大裝料塊度應(yīng)比裝料口寬度小15～20%，即給料的最大石塊不應(yīng)超過裝料口的0.85倍。當(dāng)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(chǎn)率不及破碎來才塊石的生產(chǎn)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(zhuǎn)的，除了必須嚴(yán)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(fù)被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)的重要措施。
3顎式破碎機的分類
顎式破碎機經(jīng)100多年的實踐和不斷改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)已日臻完善。我國自50年代仿制顎式破碎機以來，結(jié)構(gòu)近50年的摸索和研究，設(shè)計資料更加完善，設(shè)計方法更加先進(jìn)，結(jié)構(gòu)更加合理，產(chǎn)品性內(nèi)更加優(yōu)良。由于它具有結(jié)構(gòu)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(yīng)用于工業(yè)各部門，而且我國生產(chǎn)的破碎機還遠(yuǎn)銷世界各地。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前每年生產(chǎn)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(jìn)行的，其中一塊顎板固定在機架上稱為定顎板，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(dāng)動顎板周期性地靠近與遠(yuǎn)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(cè)壁的護板構(gòu)成破碎空間，因此鄂式破碎機的進(jìn)料口與排料口均為長方形。哦時間的規(guī)格用進(jìn)料口的寬度B和長度L表示。例如進(jìn)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(fù)擺動顎式破碎機標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)中的B、L單位為dm。如進(jìn)口料為900mm1200mm的復(fù)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。
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(fù)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(fù)擺顎式 破碎機是因為其動顎在其他機件帶動下作復(fù)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(fù)擺一般制成中型和小型的，其破碎比可達(dá)i=4～10。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和要求，復(fù)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(jìn)料口寬度大于600mm者稱為大型；進(jìn)料口寬度為300～600mm者稱為中型；小于300mm者為小型。
第一章 物料破碎及其意義
1．1 物料破碎及其意義
從礦山開采出來的礦石稱為百年原礦。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200～1300mm之間，地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在200～600mm之間，這些原礦不能直接在工業(yè)中應(yīng)用，必須經(jīng)過破碎和磨礦作業(yè)，使其粒度達(dá)到規(guī)定的要求、破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于1～5mm產(chǎn)品的作業(yè)，小于1mm粒度的產(chǎn)品是通過磨碎作業(yè)完成的。
1．1．1 破碎的目的
（1） 制備工業(yè)用碎石
大塊石料經(jīng)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(yīng)用。鐵路路基建造中也需要大量的碎石。
（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(zhì)分離，作為選礦的原料，除去雜質(zhì)而得到高品位的精礦
（3）磨礦提供原料
磨礦工藝所需粒度大于1～5mm的原料，是由破碎產(chǎn)品提供的。例如在煉焦廠、燒結(jié)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(chǎn)品達(dá)到要求的粒度和粉末狀態(tài)。
1．2 破碎物料的性能及破碎比
1．2．1 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(shù)來表示礦塊的大小。
（1）平均直徑d
礦塊的平均直徑用單個礦塊的長、寬、厚平均值表示。
d=
式中 L---礦塊的長度（mm）
b---礦塊的寬度（mm）
h---礦塊的厚度（mm）
式用長、寬的平均值表示：
d=
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(xì)料物料顆粒作為球體來計算的。
==1.24
式中 m---礦料質(zhì)量（kg）
----礦物密度kg/
V---- 礦料的體積（）；
（3）粒級平均直徑d
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，其粒度既不能用也不能用表示。當(dāng)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，可用粒度平均直徑表示，即
d=(d1+d2)/2
否則用~表示粒級。
1.2.2 礦石的破碎及力學(xué)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(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。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(dá)到其抗壓強度限而破碎（圖2-1a）。
（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(yīng)力達(dá)到礦石的抗拉強度限 （圖2-1b）。
（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(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到彎曲強度限時礦石被折斷 （圖2-1c）。
（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(nèi)的剪切力達(dá)到其剪切強度時，礦石即被粉碎（圖 2-1d）
（5）沖擊破碎
礦石受高速回轉(zhuǎn)機件的沖擊力作用而破碎（圖2-1d）。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(yán)重。
(a)壓碎 (b)劈裂 (c) 折斷 (d) 磨碎 (e) 沖擊破碎
圖 1-1 礦石的破碎和破碎方法
實際上任何一種破碎機都不是以某一種形式進(jìn)行破碎的，一般都是兩種和兩種以上的形式聯(lián)合進(jìn)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)兼有前四種破碎形式，當(dāng)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(yán)重，將會降低破碎機的破碎效果。
礦石的破碎方法主要根據(jù)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。簡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效果。
第二章 基本結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1 基本結(jié)構(gòu)
顎式破碎機的主體機構(gòu)由機架、偏心軸、動顎板、定顎板、肘板共四個機構(gòu)組成（如3-1所示）。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2-1 復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)示意
2.2 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(gòu)件，即原動件，其余構(gòu)件都是從動件。如圖3-2所示當(dāng)帶輪和偏心軸2繞軸線A轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使輸出構(gòu)件動顎3做平面復(fù)雜運動，從而將礦石壓碎。
圖2-2 復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖
顎式破碎機由動顎板、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(zhuǎn)動時,動顎板不僅對定顎板作往復(fù)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。
第三章 主要參數(shù)的設(shè)定及內(nèi)容
3.1已知條件
1. 電動機功率：15KW
額定轉(zhuǎn)速：1500r/min；
2. 最大進(jìn)料粒度：125mm；
3. 排料口調(diào)整范圍：10～40mm；
4. 處理能力：5～16t/h；
5. 制造條件：一般機械制造條件，中小型工廠生產(chǎn)；
6. 批量條件：小批量；
7. 對堅硬或中硬礦石進(jìn)行中碎或細(xì)碎
8. 被破碎礦石的物理機械性能；
抗壓強度極限
彈性模量 E=51500～79000Mpa
普氏硬度系數(shù) 12～18
3.2設(shè)計內(nèi)容
1. 設(shè)計方案的評價與決策；
2. 顎式破碎機整體設(shè)計，成套圖紙與設(shè)計說明書。
3.3設(shè)計要求
一、工作實效性
1.能較好地破碎各種礦物與巖石，并達(dá)到所要求的粒度；
2.錯誤操作有保險裝置。
二、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性
1.機械傳動平穩(wěn)、支承零件有足夠的剛度、無明顯振動；
2.主要零件不易損壞。
三、技術(shù)經(jīng)濟性
1.結(jié)構(gòu)簡單，減輕自重，減少制造成本，系列化；
2.采用較高效率的傳動系統(tǒng)、減少運轉(zhuǎn)費用。
四、結(jié)構(gòu)工藝性
1.有皮帶張緊裝置；
2.結(jié)構(gòu)易于折裝、運貨。
3.盡量減少各種振動沖擊。
五、設(shè)計規(guī)范性
1.符合破碎機規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)；
2.零部件標(biāo)準(zhǔn)化率不低于60%；
3.技術(shù)參數(shù)符合優(yōu)先數(shù)系。
六、環(huán)境無害性
1.盡量減少粉塵飛揚、周圍粉塵量低于限定值；
2.機架噪聲低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水平。
第四章 參數(shù)的選擇和計算
4.1 顎式破碎機的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)
電動機通過小帶輪及三角帶，將運動傳給大帶輪，從而帶動偏心軸轉(zhuǎn)動。動顎上部內(nèi)孔兩端的雙列向心球面滾子軸承支撐在偏心軸上，偏心軸外側(cè)軸頸支座主軸承，主軸承外圈與機架上的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機架上，在偏心軸兩外部分分別裝有大帶輪和飛輪，以調(diào)整破碎機工作時主軸的運轉(zhuǎn)速度的波動。動顎的下部由推力板支撐，推力板的另一端支撐在與機架的后壁相連的楔鐵調(diào)整機構(gòu)上，可在由機架側(cè)壁上兩凸臺構(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)整在楔鐵上的螺栓，使楔鐵上下滑動，帶輪調(diào)整座在滑道中前后移動即可完成，有的機構(gòu)上采用組合調(diào)整片來調(diào)整。
4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算
為了保證顎式破碎機運動的可靠性和經(jīng)濟性，在設(shè)計時必須正確的確定它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，并以此作為計算零件強度的基礎(chǔ)。
4.2.1 給礦口與排礦口的尺寸
我國生產(chǎn)的顎式破碎機，給礦口的長度約為寬度的1.25～1.6倍，對于中小型破碎機則取L=（1.5～1.6）B，而在小型破碎機中，為了獲得較高的生產(chǎn)率，L∕B值可以選大一些。本次設(shè)計數(shù)據(jù)中L∕B=5，由此可知所設(shè)計的破碎機為小型號的復(fù)擺式顎式破碎機。
對于復(fù)擺式顎式破碎機，排礦口的最小寬度e：
取
4.2.2 鉗角
破碎機的動顎與固定顎之間的夾角稱之為鉗角。當(dāng)物料破碎時，必須使物料塊既不向上滑動，也不會從給礦口中跳出來。為此，鉗角應(yīng)該保證物料塊與顎板工作表間產(chǎn)生足夠的摩擦力以阻止物料被擠出去。為了確定角，應(yīng)當(dāng)分析當(dāng)物料被顎板擠壓時作用在石塊上的力的情況。
假設(shè)物料的形狀為球形，當(dāng)顎板壓緊物料時，作用在物塊上的力如圖3－1所示。和為顎板作用在物塊上的壓碎力，其方向垂直于顎板表面。由于壓碎力所引起的摩擦力和是平行于顎板表面的，是顎板與物料之間的摩擦系數(shù)，破碎物料時的平衡條件為：
水平分力的總和等于零：
聯(lián)解以上兩式可得：
圖4－1 物料塊受力分析
令表示摩擦角，則
故 ，
即
由上式可知，為了使顎式破碎機正常的進(jìn)行破碎工作，鉗角應(yīng)初選為。該小于摩擦角的2倍。不然礦石就會向上跳出，而不被壓碎。
一般情況下，顎板與物料見的摩擦系數(shù)（或）因此，在生產(chǎn)實際中，顎式破碎機的鉗角多取為范圍內(nèi)，鉗角不應(yīng)大于。簡單擺動顎式破碎機不應(yīng)大于，對于復(fù)雜擺動顎式破碎機，本次設(shè)計中取=。
4.2.3破碎腔的高度
在鉗角一定的情況破碎腔的高度由所需要的破碎比確定。通常，破碎腔的高度：。為了獲得較高的生產(chǎn)率，將H取的大些。取。
4.2.4 動顎擺動行程和偏心距
動顎擺動行程s是破碎機最重要的結(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，及其與機架間存在的間隙等因素的影響，實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)實驗，破碎腔的上部擺動行程，應(yīng)大于。
對于復(fù)雜擺動顎式破碎機的動顎擺動行程受到排礦口寬度的限制。因為動顎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。
實際上，動顎擺動行程是經(jīng)驗數(shù)據(jù)決定的。通常對于大型顎式破碎機：s=25～45mm；中小型破碎機：s=12～20mm。
動顎的動行程確定好以后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的機構(gòu)尺寸利用畫機構(gòu)圖的方法來確定。
通常，對于復(fù)雜擺動式顎式破碎機：；對于簡單式顎式破碎機：。
根據(jù)實驗，破碎機上部擺動行程應(yīng)大于。
破碎機下部擺動行程小于（0.3～0.4）B
(0.3～0.4)B =45～60
實際上對于中小型破碎機：s=12～20mm，取
對于復(fù)雜擺動顎式破碎機：
（2～2.2）r
取
4.3主要參數(shù)的計算
4.3.1 動顎的擺動次數(shù)（偏心軸的轉(zhuǎn)速）
選擇動顎的擺動次數(shù)時，不僅要使機器的生產(chǎn)率高，而且還要使機器的功率消耗少。但是，目前用理論方法確定動顎的擺動次數(shù)時，只考慮了生產(chǎn)率高這個因素，而對其它因素忽略不計。
為了求得偏心軸的轉(zhuǎn)數(shù)，可作如下假說：1）由于顎身較長擺動幅度不大，故假定動顎為平移運動，嚙角不變；2）不考慮礦石與肘板間的摩擦力對排礦的影響，動顎離開固定顎時，破碎產(chǎn)品成梯形斷面的棱柱體依靠自重自由下落。
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。如圖3-2所示，b為公稱排料口，為動胯下端點水平行程．為排料口的平均嚙角。為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體，為排料棱柱體，破碎機的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)征一個運動循環(huán)的排料時間內(nèi)．壓縮破碎棱柱體的上層面按自由落體下落至破碎腔外的高度h算確定的。
當(dāng)排料過程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于180°時，此時經(jīng)試驗認(rèn)為排料時間按主軸半徑計算比較符合實際情況。設(shè)n為動顎每分鐘擺動的次數(shù)，則動顎一次單項擺動的時間為：
圖 4-2料后處排料示意圖
t=×=
式中:t—動顎一次單項擺動的時間，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 h=,則=
令=t，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
G—重力加速度，g=980 。
h=
式中： s—動顎下端的水平行程，cm 。
a—排料層平均嚙角(度)取最優(yōu)值a=20°。
由以上幾式聯(lián)立并簡化可知：
取n=340
4.3.2 生產(chǎn)能力
顎式破碎機的生產(chǎn)能力是指機器單位時間內(nèi)所能處理的物料的數(shù)量，也稱為產(chǎn)量或生產(chǎn)率。顎式破碎機的生產(chǎn)能力是以動顎擺動一次，從破碎腔中排出一個松散的棱柱體的物料為計算依據(jù)。
圖4-3
根據(jù)圖3-1，動顎擺動一次，排出的棱柱體斷面積為：
棱柱體長度即為破碎腔的長度L,故棱柱體體積為：
若動顎每分鐘擺動n次，則破碎機的生產(chǎn)能力為：
（3—1）
式中 ---生產(chǎn)能力（t/h）；
---主軸轉(zhuǎn)速() ；
---破碎腔長度() ；
e---公稱排料口尺寸() ；
s--動顎下端點水平行程() ；
u ---松散系數(shù)，取0.25～0.6，對于中、小型機一般取較高值u=0.5～0.6；
p---破碎物料的密度(),根據(jù)破碎礦石的密度，一般取p=1.6 。
按式（3—1） 取u=0.5,又L=750mm，n=340r/min
=12.7t/h
4.3.3 破碎力
破碎力在腔內(nèi)的分布情況及其合力作用點位置、大小，是機構(gòu)設(shè)計和零部件強度設(shè)計的重要依據(jù)。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(chǎn)生較大的誤差，通過大量實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，再經(jīng)過理論推導(dǎo)，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(zhǔn)確度。
滿載破碎時破碎力的最大峰值稱為最大破碎力：
（3-2）
式中 ---最大破碎力（）；
---抗壓強度（）；
---有效破碎系數(shù)，對中小型機一般取，
當(dāng)時，取，一般嚙角減小時取最小值。
按式（3-2），取k=0.4，B=150mpa=15000 N/cm2,則
=504
當(dāng)計算破碎力零件強度時，考慮沖擊載荷的影響，應(yīng)將增大50%，故破碎機的計算破碎力為：
4.4 各個部件的受力分析
計算顎式破碎機的各個零件以前，必須先求得作用在各個部件的外力。計算破碎力是確定這些外力的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)力作用分析法或圖解法即可求得各個部件上的計算載荷。
圖4-1 復(fù)擺顎式破碎機各部件受力圖解
（4—1）
（4—2）
（4—3）
式中： ---作用在動顎軸承上的外力
---作用在推力板上的外力
---作用在連桿上的外力
a---動顎懸掛軸到破碎力作用點的距離
b---動顎懸掛點到推力板支撐點間的距離
---當(dāng)兩顎板出與壓緊礦石狀態(tài)時，推力板與連桿 間的夾角，取=50°
顎式破碎機在工作過程中，破碎機的工作規(guī)律是比較復(fù)雜的。但一般是動顎零件開始向下逐漸增大，到動顎懸掛中心以下占動顎全長的3/4處（簡擺）、2/3（復(fù)擺）為最大，再向下又逐漸減到末端為零。
所以，
而b=(0.7～0.75)L,取b=548mm。可得：
第五章 主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸的計算與選擇
5.1 電動機功率的計算與選擇
5.1.1功率
在顎式破碎機的破碎過程中，其功率消耗與轉(zhuǎn)數(shù)、規(guī)格尺寸、排礦口寬度、鉗角大小以及被破碎礦石的力學(xué)性能和力度特性有關(guān)。破碎機轉(zhuǎn)速越高，機械尺寸越大，功率消耗越大；破碎比越大，功率消耗也越大。但是，對功率消耗影響最大的還是礦石的力學(xué)性能。
目前，在理論上計算顎式破碎機的電機功率一般已體機假說為基礎(chǔ)。
當(dāng)給礦口寬度為B、長度為L、排礦口最小寬度為e，則根據(jù)
圖4－1可求得動顎每次工作行程內(nèi)破碎物料的體積：
式中，
V —— 動顎在每次工作行程內(nèi)破碎物料的的體積，；
C —— 充滿系數(shù)，破碎礦石不是充滿破碎腔，而是有一定的空隙；
K —— 粒度特性系數(shù)。
圖5－1 確定顎式破碎機的功率圖
若原礦未經(jīng)預(yù)先篩分，則其中小于排礦口寬度的礦粒就直接通過破碎腔。為此，考慮粒度特性系數(shù)。當(dāng)破碎前將原礦中小于排礦口寬度的細(xì)粒物料篩出時，可取K=1。
1)如果原礦的粒度特性曲線為直線可取:
，
是原礦中的最大礦塊，則。
2）假如原礦的粒度特性曲線為凹形
可?。海碖=0.4～0.5。
當(dāng)K=0.7～1之間時，C=0.2～0.3；且K與C的乘積一般為0.2～0.25．取C=0.24。
根據(jù)式和式
則可求得顎式破碎機電動機功率的計算公式：
式中，N —— 電動機的功率，KW；
——物料抗壓強度，Mpa；
E —— 物料彈性模數(shù)，Mpa；
—— 破碎機的傳動系數(shù)，=0.80取C=0.25~0.85。
從上式可以看出，破碎機的功率消耗與轉(zhuǎn)速、規(guī)格尺寸、鉗角、被破碎物料的物理機械性能和粒度的特性有關(guān)。實際上，顎式破碎機的破碎過程是非常復(fù)雜的，有些因素尚未完全反映出來，有的因素（如礦石的和E）也是很難準(zhǔn)確的選取。所以，上式只能初步計算破碎機的功率使用，以便進(jìn)一不用實驗的方法來修正。
對顎式破碎機的電動機功率也可以采用下列公式計算。
對于復(fù)擺式破碎機：
N=18LHnr
式中， L —— 顎口長度，m；
H——固定顎板的計算高度，即顎膛高度，m；
s—— 動顎板行程，m；
r—— 偏心軸的偏心距，m；
n——偏心軸轉(zhuǎn)速，r/min。
5.1.2 電動機的選擇
參考設(shè)計數(shù)據(jù)，電動機的功率為15KW，電動機能夠滿足計算要求。正常V帶傳動的傳動比i=2～4。所以，電動機的轉(zhuǎn)數(shù)：
查《機械設(shè)計手冊》選擇Y系列封閉式三相異步電動機。（一般異步電動機）同步轉(zhuǎn)速在600～1400r/min之間，優(yōu)先選用的同步轉(zhuǎn)速為970r/min。
由《機械設(shè)計師手冊》查得電動機的型號：Y180L－6
電機型號其主要參數(shù)如下：
表5.1 電動機主要參數(shù)表
功率
轉(zhuǎn)速
效率
功率因數(shù)
15KW
970r/min
89.5%
0.81
電動機伸出軸直徑（D）
電動機伸出軸長度（L）
48mm
110mm
5.2 皮帶及帶輪的設(shè)計
5.2.1.計算功率
用窄V帶傳動，電動機型號為：Y180L－6型；功率P=15KW，此部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)速n=970r/min；傳動比i=2.85；每天工作12h。查《機械設(shè)計》由表8－7查得：=1.4；
=P=1.4×15=21KW。
式中，
——計算功率，KW；
——工作情況系數(shù)；
P—— 所需傳遞的額定功率。
§4.2.2.選用窄V帶帶型
根據(jù)、n由《機械設(shè)計》圖8－11確定選用C型。
§4.2.3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由《機械設(shè)計》表8－6和表8－8取主動輪基準(zhǔn)直徑。所以，從動輪直徑：
圓整之后取=600mm
驗算帶輪速度：
。
帶速一般在，最高不超過30m/s。
所以，帶的速度合適。
§4.2.4.確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距
據(jù)
初步確定中心距
計算所需的基準(zhǔn)長度：
由《機械設(shè)計》表8－2，選取帶的基準(zhǔn)長度
§4.2.5.計算中心距a及變動范圍
傳動的實際中心距近似為
經(jīng)計算得中心距變化范圍
§4.2.6.驗算主動輪上的包角
因此主動輪上的包角合適。
§4.2.6.計算窄V帶的根數(shù)Z
式中，——單根V帶的基本額定功率；
——單根普通V帶額定功率的增量；
——包角修正系數(shù)；
——長度系數(shù)。
由n=970r/min，，i=2.85，
查《機械設(shè)計》表8－4a和8－4b得：，；
查《機械設(shè)計》表8－5得：；
查《機械設(shè)計》表8－2得：。
取Z=4根。
§4.2.7.計算預(yù)緊力
式中，q——傳動帶單位長度的質(zhì)量。
由《機械設(shè)計》表8－3得q=0.30kg/m
故：
應(yīng)使帶的實際初拉力。
§4.2.8.計算作用在軸上的壓軸力
V帶傳動的主要參數(shù)歸納于下表2
名稱
結(jié)果
名稱
結(jié)果
名稱
結(jié)果
帶型
C
傳動比
i=2.85
根數(shù)
4
小帶輪基準(zhǔn)徑
d=200mm
基準(zhǔn)長度
L=3550mm
預(yù)緊力
=445.4N
大帶輪基準(zhǔn)徑
d=600mm
中心距
a=1528.5mm
壓軸力
=3532.95N
5.2.2帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
基準(zhǔn)寬度：19.0mm；準(zhǔn)線上槽深：4.80mm；準(zhǔn)線下槽深：14.3mm；間距：mm；一槽對稱面至端面的距離：mm ；小輪緣厚：18mm；輪寬： B=（Z-1）e+2f=3×26+2×18=114mm；
徑： ；槽角： 。
圖5－2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.3偏心軸的設(shè)計計算
5.3.1 偏心軸主要尺寸的確定
① 各軸段直徑確定
根據(jù)工作條件，初選偏心軸的材料為45號鋼，調(diào)制處理。參數(shù)：許用扭應(yīng)力，A=126－103。
初步計算直徑（與大帶輪配合處）：軸功率：
式中， —— 電動機的功率，KW；
—— 皮帶傳遞的功率，KW。
軸轉(zhuǎn)速n=340r/min
因為軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增加3～7%。
因破碎機工作時的沖擊載荷很大，又有強烈的振動，故取直徑d1=80mm此偏心軸選用一般階梯長軸。
d2:密封處軸段，根據(jù)大帶輪的定位要求，d2=100mm。
d3: 滾動軸承處軸段，選擇深溝球軸承6324，d3=120mm。
d4：選擇調(diào)心滾子軸承22228，d4=140mm。
d5：根據(jù)軸承定位要求，確定d5=160mm。
其中，d4和d5段屬于偏心部分，偏心距r=7mm。整個偏心軸是完全對稱的。
② 各軸段長度的確定
： 由大帶輪輪轂寬度確定，L1=135mm，
L2: 由軸承端蓋和安裝間隙要求確定，L2=60mm。
L3：由球軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L3=100mm。
L4：由滾動軸承、動顎結(jié)構(gòu)確定，L4=120mm。
L5：由軸承寬度和進(jìn)料口尺寸確定，L5=255mm
圖5－3 初定軸的直徑和跨度
5.3.2偏心軸的校核
在破碎工作時，破碎力通過動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來說就顯得微不足道了，所以計算時可把這些載荷忽略不計，而只考慮破碎力的作用，破碎力平均分布在兩個動顎軸承上。
(1) 軸的力學(xué)模型的建立
① 軸上力的作用點位置和支點跨距的確定
軸承對軸的作用點按簡化原則則應(yīng)在軸承寬度的中點，因此可決定偏心軸上動顎兩軸承的位置。動顎處安裝的22228K軸承，經(jīng)計算可得動顎處兩軸承之間的距離 ，軸承離支點的距離 。
② 繪制軸的力學(xué)模型
根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖見圖4-1a
(2) 計算軸上的作用力
破碎力平均分布在兩個動顎軸承上，分別用、來表示；機架軸承要當(dāng)于兩個支座，對偏心軸具有支座反力的作用，分別用，來表示。
圖5-4 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖
a) 力學(xué)模型圖 b）彎矩圖
c）轉(zhuǎn)矩圖 d）當(dāng)量彎矩圖
(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4-4b：C、D處的彎矩相等，即
② 轉(zhuǎn)矩圖,見圖4-4c。
(4)當(dāng)量彎矩圖，參看圖4-4d。
因為是單向回轉(zhuǎn)圖，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)。
(5)校核軸的強度
進(jìn)行校核時，通常只校核偏心軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即動顎軸承處C、D)的強度。
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，故強度足夠。
第六章 主要零部件的設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析
6.1動顎
動鄂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(jié)構(gòu)應(yīng)該堅固耐用，動鄂分箱型和非箱型。動鄂一般采用鑄造結(jié)構(gòu)。為了減輕動鄂的重量，本設(shè)計采用非箱型。如圖4-2所示，安裝齒板的動鄂前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加肋板以增強動鄂的強度與剛度，其橫截面呈E型。
6.2齒版
齒板是破碎機中直接與礦石接觸的零件，結(jié)構(gòu)雖然比較簡單，但它對破碎機的生產(chǎn)率，比能耗，產(chǎn)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力，因此磨損得非常厲害，為了延長它的壽命，可以從兩方面研究：一是從材料上找到高耐磨性能材料；二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和幾何尺寸。
現(xiàn)有的破碎機上使用的齒板，一般是采用ZGMn13,其主要特點是：在沖擊力負(fù)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(nèi)層金屬原有的任性，故它是破碎機上用的最普遍的一種耐磨材料。
齒板的橫截面結(jié)構(gòu)形狀有平滑表面和齒形表面兩種，后者又分為三角形和體形表面。本設(shè)計采用體形齒板橫斷面結(jié)構(gòu)形狀。
6.3肘板
破碎機的肘板是結(jié)構(gòu)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(dāng)破碎腔落入非破碎物料時，肋板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發(fā)生破壞；三是調(diào)整排料口大小。
在機器工作時，肘板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肘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，對肘板的高負(fù)荷壓力，導(dǎo)致肘板與肘板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肘板的結(jié)構(gòu)設(shè)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。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(fù)沖擊擠壓作用下磨損教快，特別是圖8-2（a）所示的滑動型更為嚴(yán)重。為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，可采用圖8-2（b）所示的滾動型結(jié)構(gòu)。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(dāng)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(zhuǎn)過程中，動鄂的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在機器運轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可以保持純滾動。
(a) 滾動型 (b) 滑動型
圖16-1 肘頭與肘墊形式
6.4機架結(jié)構(gòu)
破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機重量很大比例，而且加工制造的工作量也很大。機架的鋼的和墻的，對整機性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此，對破碎機機架的要求是：機構(gòu)簡單易制造，重量輕，且要求有足夠的強度和硬度。破碎機機架有整體機架和組合機架，按制造工藝分，有鑄造機架和焊接機架。
整體機架，由于其制造，安裝和運輸困難，故不宜用于大型破碎機，而多為中小型破碎機所使用。它比組合機架剛性好，但制造較復(fù)雜。從制造工業(yè)來看，它分為整體鑄造機架和整體焊接機架。前者比后者剛性好，但制造困難，特別是單佳，小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造，重量較輕但剛性差。同時要求焊接工藝、焊接質(zhì)量都比較高，并焊接后要求退火，但是隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外顎式破碎機的焊機機架用的越來越多，并且大型破碎機也采用焊接機架。焊接機架用Q235鋼板，其厚度一般為25--50mm。
整體鑄造機架除用鑄鋼材料外，對小型破碎機破碎硬度較低的物料時，也可用優(yōu)質(zhì)鐵和球墨鑄鐵。設(shè)計時，在保證正常工作下，應(yīng)力求減輕重量。制造時要求偏心軸承中心鏜孔，與動顎軸軸心軸承的中心孔有一定的平行度。本設(shè)計用鑄造機架。
6.5調(diào)整裝置
調(diào)整裝置提供調(diào)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(chǎn)品的粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品的粒度要求，必須利用調(diào)整裝置，定期地調(diào)整排料裂口的尺寸。此外，當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要調(diào)整排料口的大小?，F(xiàn)有鄂式破碎機的調(diào)整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調(diào)整裝置、鍥鐵調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。本設(shè)計采用墊片調(diào)整裝置
6.6保險裝置
當(dāng)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(shè)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(yīng)用且經(jīng)濟有效，但當(dāng)肘板斷裂后，機器將停車，應(yīng)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(shè)計不當(dāng)，常常在超載時它不破壞，或者沒有超載它卻破壞了，以至影響生產(chǎn)。因此設(shè)計時除應(yīng)正確確定由破碎力引起的肘板壓力，以便設(shè)計出超載破壞的肘板面積外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖9-4所示的三種結(jié)構(gòu)：中部較薄的變截面結(jié)構(gòu)；弧形結(jié)構(gòu)；S型結(jié)構(gòu)。其中圖a結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是利用灰鑄鐵肘板抗彎性能這一特性，選擇合適的結(jié)構(gòu)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(yīng)用最多，本設(shè)計也采用a中肘板。
（a） （b） （c）
圖 9-4 肘板結(jié)構(gòu)
6.7潤滑裝置
偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤滑。心軸和推力板的支承面一般采用潤潤脂通過手動油槍給油。動顎的擺角很小，使心軸與軸瓦之間潤滑困難，在其底部開若干軸向油溝，中間開一環(huán)向油槽使之連通，再用油泵強制注入干黃油進(jìn)行潤滑。
總 結(jié)
通過四個星期的設(shè)計學(xué)習(xí)，對復(fù)擺鄂式破碎機有的構(gòu)造、工作原理有了深入的認(rèn)識，通過查找各種參考資料、同學(xué)討論及其老師的指導(dǎo)，很好地完成了這次綜合課程設(shè)計，通過這次課程設(shè)計的訓(xùn)練，加深了我對各種設(shè)計理論知識的理解，同時對實踐能力也有一定的提高作用。這次課程設(shè)計對我們大學(xué)四年所有的很多理論知識進(jìn)行了一次系統(tǒng)的綜合，加深了我對各種知識的記憶。
但是，時間不是很充足，一些數(shù)據(jù)的選擇精確程度還有待商討，還有個別零件未進(jìn)行校核，一些地方還要進(jìn)行進(jìn)一步的修正和完善。
致 謝
五周的綜合課程設(shè)計終于結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中，不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我獨立地如何去規(guī)劃一件事，如何去做一件事，又如何去完成一件事。
這次綜合課程設(shè)計我設(shè)計的是復(fù)擺顎式破碎機，在這之前我對破碎機只有一個概念上的認(rèn)識，并不能很好地了解這種機械的本質(zhì)，通過收集資料與親自動手設(shè)計復(fù)擺顎式破碎機中最常用的破碎設(shè)備之一。復(fù)擺顎式破碎機由于結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、操作簡單、堅固耐用、維護容易等優(yōu)點，早已成為我國生產(chǎn)最多、使用最廣的破碎設(shè)備。這種破碎機可破碎各種硬度的礦石和巖石，主要用于大中型狂殺的粗碎作業(yè)。復(fù)雜擺動式破碎設(shè)備，適用于冶金、礦山、建筑、交通、水泥等部門，作為粗碎、中碎抗壓強度在300Mpa以下的各種礦石或巖石之用。
完成了這次的綜合課程設(shè)計，本人在多方面都有所提高。我能夠充分運用收集到的各種資料，同事也提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了范圍和標(biāo)準(zhǔn)，各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了更大提高。
在這次綜合課程設(shè)計的過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計礦山機械的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動策劃你給過的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和微弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在設(shè)計過程中，我和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。綜合課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次綜合課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我認(rèn)真進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地地邁開每一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。
在此我要感謝我的綜合課程設(shè)計指導(dǎo)老師王老師，老師給了我很大的空間去運用自己學(xué)到的知識，讓我有更多獨立的思考空間。這次復(fù)擺式顎式破碎機設(shè)計的每個要求和每個細(xì)節(jié)，都離不開指導(dǎo)老師，同事也要感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們。謝謝他們對我的幫助和支持，讓我感受到了同學(xué)間的真摯無私的友誼。
當(dāng)然，我是第一次設(shè)計顎式破碎機，加上自己的設(shè)計能力有限，不能思考周全，在設(shè)計過程中避免出現(xiàn)錯漏，懇求老師多多指教，我十分樂意接受批評。
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