颚式破碎机的研究 (2)

理工大学学士学位论文 摘要颚式破碎机俗称颚破，由动颚和静颚两块颚板组成破碎腔，模拟动物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于矿山冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的破碎。被破碎物料的最高抗压强度为320MPa，颚式破碎机的动颚直接悬挂在偏心轴上。由于动颚是偏心直接带动的，所以活动颚板可以同时做垂直和水平的复杂摆动，颚式破碎机对石块不但能起到压碎和劈碎的作用，还能起到碾碎的作用。随着科技的发展，矿石业的需求也大大增加，各种不同型号的颚式破碎机的设计显得尤为重要。本毕业设计主要是对9501250（进料口尺寸（宽长）的颚式破碎机进行设计，对破碎机上面的各个零件进行拆分，画出各个零件的零件图，然后画出其装配图。计算并确定了颚式破碎机的主要参数及其主要结构的设计，设计内容主要包括了颚式破碎机的动颚，偏心轴，皮带轮，前墙，侧墙，法兰，端盖，等一些重要部件，另外对颚式破碎机的工作原理及特点和主要部件作了介绍，同时对机器参数（主轴转速，生产能力，破碎力及功率等）作了计算以及对偏心轴作了设计。此外，还简单介绍了破碎的意义和破碎工艺，颚式破碎机的操作及维修等等。 关键词： 颚式破碎机 动颚 破碎 偏心轴 AbstractJaw crusher is commonly known as the broken jaw, by moving jaw and quiet jaw two jaw plate component crushing cavity, Simulate the movement of animals to complete two jaw crusher material crushing operation, Widely used in mining, building materials, smelting broken highway, railway, water conservancy and chemical industry, all kinds of ores and bulk materials. The highest compressive strength of broken material is 320MPa, jaw crushers jaw hang directly on the eccentric shaft. The movable jaw is eccentric driven directly, so the movable jaw plate can do complex swing vertically and horizontally at the same time, jaw crusher of the stone can not only play the role of crushing and breaking, but also play the role of ground. With the development of science and technology, ore industry demand also increases greatly, various types of jaw crusher design is particularly important.This graduation design is mainly to the 950x1250 (inlet size (width * length) jaw crushers design,Split parts of the crusher above, draw all parts drawings, then draw the assembly drawing. Calculation the design of main parameters of jaw crusher and its main structure, the design content mainly includes jaw crusher jaw, eccentric shaft, a belt pulley, a front wall, a side wall, flange, end cover, and other important components, In addition,main parts s working principle and characteristics of jaw crusher is introduced, At the same time on the machine parameters (spindle speed, production capacity, crushing force and power) were calculated and the eccentric shaft made the design. In addition, also introduce the significance and crushing process of crusher, jaw crusher operation and maintenance etc.Key word: Jaw crusher,jaw,crusher,eccentric shaft 目 录摘 要11 绪论1 1.1课题背景及研究意义1 1.2 国内外研究现状2 1.3 颚式破碎机的工作原理3 1.4 颚式破碎机的基本结构7 1.5 本章小结82 颚式破碎机主要参数的选取及计算9 2.1颚式破碎机的结构及安装9 2.2基本参数的选取与计算 9 2.2.1 主轴转数9 2.2.2钳角10 2.2.3 动颚排矿口处行程11 2.2.4 偏心距r12 2.2.5 悬挂高度12 2.2.6 动颚的行程特性值m12 2.2.7 生产率13 2.2.8 破碎腔高度H13 2.2.9 动颚轴承中心距给矿口平面的高度h14 2.2.10 推力板长度K14 2.2.11 破碎腔的形状14 2.2.12 传动角15 2.2.13 电动机的选择16 2.3 主要参数的计算16 2.3.1 主轴转速的计算16 2.3.2 生产能力Q17 2.3.3 破碎力17 2.3.4 最大破碎力计算18 2.3.5 功率18 2.4 本章小结73 颚式破碎机主要结构的设计20 3.1 飞轮的设计20 3.2 偏心轴主要尺寸的确定 20 3.2.1 偏心轴的结构设计 20 3.2.2 偏心轴设计的一些注意事项 22 3.2.3 偏心轴和轴承的安装 22 3.3 动颚体设计22 3.3.1 动颚体的安装 24 3.4齿板的设计24 3.5 肘板（推力板）25 3.5.1 肘板的安装26 3.6 机架结构26 3.6.1 机架结构形式 264 颚式破碎机的主要零部件校核 28 4.1 偏心轴的校核 28 4.2 肘板的强度校核 29 5 颚式破碎机部分零件上的公差和配合 30 5.1 配合的选择 30 5.1.1 配合的类别的选择30 5.1.2配合的种类的选择 30 5.2一般公差的选取30 5.3形位公差 30 5.3.1形位公差项目的选择 30 5.3.2公差原则的选择 31 结 论33致 谢34参考文献35附录A:英文资料36附录B:中文翻译47V 1 绪论1.1 课题背景及研究意义随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属矿等物料的社会需求规模日益扩大，需要破磨的物料量迅速增加。90年代以来，全世界每年经磨破的物料量达到100亿吨以上。我国脆性物料年产量己达到约15亿吨，这些物料绝大部分都要经过破磨，可见破碎和粉磨工程在国民经济中发挥着巨大的作用。破碎机是冶金、矿山、化工、电力、陶瓷、水泥、建筑和筑路等工业部门广泛应用的重要设备。随着我国基本建设快速发展，破碎机用量、产量逐年增加，国内破碎机行业逐渐兴旺发达。到2006年全国矿石采掘总量超过60亿吨，不难想象，将这些矿石粉碎所消费的能量是何等庞大。然而现在国内好多破碎机使用厂家都是从国外进口的，国内生产的破碎机质量还跟不上其发展使用的要求和速度，所以如何提高破碎机的研发质量，缩短设计周期，降低研发成本，借助计算机作为新的设计工具来进行破碎机的研发，逐步取缔外国进口的破碎机，使我国能在破碎机行业掌握先进技术，从而为推动工业发展做出贡献。 颚式破碎机于1858年由美国人埃里布雷克(ElBlake)发明并取得专利。19世纪40年代，北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的促进作用。19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应用。上个世纪末，全世界已有70多种不同结构的颚式破碎机取得了专利权。颚式破碎机结构简单，工作时安全可靠，其加工出来的石料可以满足工程上的各种应用，因此，颚式破碎机被广泛的应用在工业生产中，为了分离有用的矿物，矿石破碎分为粗碎，中碎和细碎。 颚式破碎机又叫老虎口，适用于破碎硬的和中硬的物料。当物料加入到颚式破碎机破碎腔中（由固定颚板和可动颚板组成的空间），由于动颚板作周期性往复摆动，当动颚板靠近固定颚板时，物料受到挤压、劈裂和折断的作用而破碎。当动颚板离开固定颚板时，已碎到小于排矿口的物料，靠其自重从下部排矿口排出。位于破碎腔上还未完全破碎的物料，也随之下落到破碎腔下部，再次受到颚板的挤压、劈裂和折断的作用而继续破碎。 颚式破碎机俗称颚破，由动颚和静颚两块颚板组成破碎腔，模拟动物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于矿山冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的破碎。被破碎物料的最高抗压强度为320MPa，颚式破碎机的动颚直接悬挂在偏心轴上。由于动颚是偏心直接带动的，所以活动颚板可以同时做垂直和水平的复杂摆动，颚式破碎机对石块不但能起到压碎和劈碎的作用，还能起到碾碎的作用。 我国是一个矿石资源丰富的国家之一，而矿石业是我国重要基础产业之一，对我国基础设施建设，具有举足轻重的作用。我国碎石生产企业分布广泛，几乎在全国的各个地方都有，现场的作业人员部分对安全知识及能力相对缺乏，没有相应的破碎技术资料，存在不同程度的掏采破碎作业，甚至有的地方使用最传统的破碎方法，那就是爆破，其爆破器材的管理相当不规范，而且严重的影响了环境的发展，极易引起泥石流等事故。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。随着我国经济体制改革和对外开放的深化，突飞猛进的经济促进了矿石业的迅速发展，尤其是中小型采石业对矿石的破碎，更以前所未有的速度蓬勃发展，为交通业、建筑业、旅游业的发展，安排农村剩余劳动力就业、促进和保持稳定做出了巨大的贡献。1.2 国内外研究现状国内颚式破碎机制造厂家技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。颚式破碎机机架占整机质量的比例很大（铸造机架占50%，焊接机架占30%）。国内对中小型颚式破碎机进行了大量研究，出现了负支撑、零悬挂、负悬挂、回转式、双腔和双动颚式破碎机，并利用计算机对结构进行优化设计，颚式破碎机的结构日趋完善。国内为适应中、小规模生产中降低产品粒度的要求，研制了规格齐全的细碎型颚式破碎机。更多地采用计算机对破碎腔型进行优化设计，增加破碎腔深度，改进衬板表面形状。国外大型复摆颚式破碎机有较大发展，更多地取代了简摆式破碎机。国外先进设备采用了液压调整排矿口、液压保险和清扫破碎腔装置，采用了计算机自动控制和远控技术。我国自1951年开始仿制复摆鄂式破碎机以来，很长一段时间里，人们为了使动颚具有较好的运动特性，能减小磨损，提高处理能力，对一些有较大影响的结构参数，如传动角、肘板摆动角、偏心距、主轴的悬挂高度、动颚行程，啮角、连杆长度等进行了大量的研究工作。80年代以来，我国颚式破碎机的研制与改进取得了一定成果。如我国破碎专家王宏勋教授和他的学生丁培洪硕士引用了“动态啮角”的概念，开发GXPE系列深腔颚式破碎机，当时在国内引起一定的轰动。该机与同种规格破碎机相比，在相同工况条件下，处理能力可提高20%25，齿板寿命可提高12倍。该机采用负支撑零悬挂，具有双曲面腔型。 总之，就目前而言，我国鄂式破碎机的设计在质量和性能方面与国外的先进水平还有很大的差距，就同样的机型相比，机器的重量要比我国的小很多，说明其设计与制造的综合水平比我国高的多。此外，机器的轴承小但寿命长；在耐磨材料，热处理丁艺等方面也有不小的差距。提高我国的制造技术关键在于消化，吸收国外进口的产品，自己的研究开发单位要重视具有自主知识产权的设计开发，提高配套产品在内的产品质量，迎头赶上国际先进水平。1.3 颚式破碎机的工作原理 颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。 颚式破碎机破碎方式为曲动挤压型，电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板和动颚间夹角变大，从而推动动颚板向定颚板接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎；当动颚下行时，肘板和动颚间夹角变小，动颚板在拉杆、弹簧的作用下离开定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出，随着电动机连续转动破碎机动颚作周期性的压碎和排料，实现批量生产。颚式破碎机的工作原理：电动机通过皮带使偏心轴旋转时，垂直连杆即向上向下运动，当垂直连杆向上时，带动两块肘板逐渐伸平，肘板迫使可动颚板向固定颚板推进，破碎腔（即由固定颚板和动颚组成的空间）中的矿石受到挤压、劈裂、折屈作用而破碎。垂直连杆向下运动，肘板和可动颚板借弹簧和拉杆之力向后退，此时排矿口增大，被破碎的矿石由此排出。可见颚式破碎机是间断破碎矿石的。偏心轴每转一转只有半个周期用于破碎，其后半个周期用于排矿。所以它与其他连续破碎机械相比功耗较大，机械效率较低影响。颚式破碎机工作的主要因素有啮角与转数等。啮角就是动颚与定颚之间的夹角。根据计算，最大啮角可达，而实际使用中都小于，一般为左右。啮角太大，会使破碎腔中的矿石向上挤出，以致伤人或损坏其他设备，同时随着啮角增大（破碎比加大），生产率下降。调节排矿口的大小，也就改变啮角的大小。在实际生产中，根据排矿粒度的要求来调节排矿口的大小。因此，在保证产品粒度的要求下，尽量把排矿口放大是合理的。排矿口大小可以通过调节块来调节，在调节排矿口大小时要注意破碎比和生产率之间的相互关系。在一定的范围内，增加偏心轴的转数可以提高破碎机的生产能力，但是也会增加破碎单位质量矿石的电能消耗。转速太大，会使破碎腔中已被破碎的矿石来不及排出而产生堵塞现象，反而使生产能力降低，电能消耗增加。因此，颚式破碎机应有一个最适宜的转数。颚式破碎机的偏心轴、连杆、可动颚板、轴与衬板是主要的磨损部件，需要经常注意润滑与更换。颚式破碎机又分为简摆鄂式破碎机和复摆鄂式破碎机，在工程上应用较为广泛的是复摆颚式破碎机。国产的颚式破碎机数量最多的也是复摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机主要由机架、颚板、侧护板、主轴、飞轮、肘板和调整机构等组成。简摆鄂式破碎机工作原理：动鄂悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动。带动两块推力板也做往复运动，从而推动动鄂做左右往复运动，实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动鄂上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。此外，这种破碎机工作时，动鄂上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比i一般为3-6，由于运动轨迹简单，故称简单摆动鄂式破碎机。 简摆鄂式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小，由于动鄂垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现象，动鄂鄂板的磨损较小。复摆鄂式破碎机工作原理：动鄂上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动鄂的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动鄂上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线(半径等于偏心距)，逐渐向下变成椭圆形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种机械中动鄂上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动式鄂式破碎机。 图1.1 复摆颚式破碎机机构运动简图 复摆式鄂式破碎机与简摆式相比较，其优点是：质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所装物料块受到均匀破碎，加以动鄂下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆鄂式破碎机的生产率高出20-30%。物料块在动鄂下部有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的形状卸出，减少了像简摆式产品中那样的片状成分，产品质量较好。 复摆颚式破碎机与简摆型不同之处是，少了一根动颚悬挂的心轴，动颚与连杆合为一个部件，少了连杆，肘板也只有一块。可见，复摆型构造简单，但动颚的运动比简摆型复杂。动颚在水平方向有摆动，同时在垂直方向也运动，是一种复杂运动，故此类机器称复杂摆动型颚式破碎机。这两种破碎机比较，简摆颚式破碎机优点是动颚垂直行程较小，使衬板磨损轻，在工作中，连杆施以较小的力而肘板能产生很大的推力。其缺点是：结构较复杂又比较重，比同规格的破碎机重20%-30%，其次它的动颚运动轨迹不理想，其上部水平行程较小而下部水平行程较大。破碎腔中物料分布是：上腔里料块较大而下腔里料块较小，大块要求有较大的压碎行程而小块刚好相反。若满足大块物料要求，则排料口水平行程又偏大，不能保证产品粒度。此外，动颚在压碎物料的过程中，有阻碍排料作用。因此，在相同条件下，它比复摆破碎机生产率低30%左右。随着滚动轴承质量和耐磨材料耐磨性的提高以及采用现代的设计方法，减轻衬板的磨损等，复摆颚式破碎机基本代替了简摆颚式破碎机。国内最大规格的有1500x2100复摆颚式破碎机以及国外有1800x2100和2000x3000复摆颚式破碎机。 图1.2 复摆颚式破碎机的示意图1.4 颚式破碎机的基本结构本毕业设计研究的颚式破碎机主要由动颚、偏心轴、动颚板、定颚板、肘板、机架、调整座等七部分结构组成。其结构如图1.3所示： 1 机架 2 定颚板 3 动颚板 4 动颚 5 偏心轴 6 肘板 7 调整座 图1.3 颚式破碎机图 颚式破碎机在工作的时候有一些特点，偏心轴在转动的时候，动颚不但会相对定颚作往复摆动，还会顺着定颚有很大程度的上下运动。复摆型颚式破碎机在工作过程中，动颚顶部的水平摆动幅值为动颚下部摆动幅值的1.5倍左右，而垂直摆动幅值稍小于动颚下部摆动幅值，就整个动颚而言，垂直摆动幅值为水平摆动幅值的23倍。正因为动颚上部的水平摆幅大于动颚下部的，这才保证了破碎腔上部的强烈粉碎功能，大块物料在上部很容易得到破碎。动颚向定颚板靠拢过程中，动颚顶部各点还会顺着定颚作向下的运动，这就使得物料能更好地夹持在破碎腔内，并加快了破碎腔内物料的排出速。1.5 本章小结 通过介绍颚式破碎机的主要用途和使用意义，了解颚式破碎机的功能原理和基本结构，可以使我们更深入的了解这部机器，为后面设计和改进颚式破碎机提供了便利，使得颚式破碎机设计的更合理。 2 颚式破碎机主要参数的选取及计算2.1 颚式破碎机的运转及其安装 电动机通过小带轮及三角带将运动传递给大带轮，从而带动偏心轴转动。动颚上部内孔两端的双列调心滚子轴承支承在偏心轴上，偏心轴外侧轴颈支座支承主轴承，主轴承外圈与机架上的镗孔相配合，并用螺栓固定在机架上。在偏心轴两外端分别装有大带轮和飞轮，以调整破碎机工作时主轴的运转速度的波动，使其运转平衡。动颚的下部由肘板（推力板）支撑，肘板的另一端支承在与机架的后壁相连的调整机构上，调整机构中的调整座可在由机架侧壁上两凸台构成的滑道上滑动。当需要调整排料口尺寸时，只需要增减调整垫片的多少，使调整座在滑道中前后移动即可完成。有的机构上采用的是楔铁调整装置或液压调整装置来调整排料口的尺寸。 颚式破碎机一般是安装在混泥土地基上。地基要与厂房的地基隔开，一避免破碎机的振动传给厂房。地基的深度不应该小于安装地点的冻结深度，地基的面积应该按照安装地基的土壤允许的压应力来决定。地基的重量应该是机器重量的3至5倍。一般是用140-150号水泥来浇注地基。 设计地基时，应该考虑产品运输带、更换肘板和修理调整装置等所占用的空间，同时，也要留出安装埋头地基螺栓所用的通入口。破碎产品要经过与破碎机纵向轴线方向一致的地基排料槽排出，排料槽的斜度不应该小于50度。地基的周围要有足够的空间，以便维护、修理破碎机和放置工具。 装配破碎机首先是将机架装在地基上。然后按顺序将其他零件装配起来。安装过程中认真仔细阅读调整各联结部分，特别是肘板、偏心轴和动颚悬挂轴之间的平行度，不允许超过规定的范围。 2.2 基本参数的选取与计算2.2.1 主轴转数当偏心轴转一圈时，动颚就会往返摆动一个周期，因此，偏心轴每分钟的转数就是动颚在一分钟内摆动的次数。一般运用经验公式来计算偏心轴的转速。对给料口宽度B1200mm的破碎机，转速（r/min)为： （2.1） 式中B破碎机给料口宽度，m。对给料口宽度B1200mm的破碎机，转速（r/min) 为： （2.2） 本次设计的颚式破碎机给料口宽度B为0.90m，所以偏心轴的理论转速为 （2.3） 根据实际情况的需要，本次课题研究的颚式破碎机的转数取为220r/min。2.2.2 钳角破碎机的动颚与固定颚之间的夹角称之为钳角。当物料破碎时，必须使物料块既不向上滑动，也不会从矿中跳出来。为此，钳角应该保证物料块与颚板工作表间产生足够的摩擦力，以阻止物料被挤出去。为了确定角，应该分析当物料块被颚板挤压时作用在石块上的力的情况。 图2.1 动颚与定颚之间钳角的示意图图2-1表示从力学角度推算钳角的计算图式。当物料能被夹持在破碎腔内不被推出机外时这些力应相平衡，假设物料的形状为球形，当颚板压紧物料时，作用在物料块上的力如图2.1所示。P1和P2为颚板作用在物料块上的压碎力，其方向垂直于颚板表面。由压碎力所引起的摩擦力fP1和fP2是平行于颚板表面的，f是颚板与物料之间的摩擦系数，破碎物料时平衡条件为：即在x，y方向的分力之和应该等于零。即： x方向 （2.4） y方向 （2.5） 联合以上两式可得: （2.6） 式中，钳角； 物料与颚板间的摩擦角；物料与颚板间摩擦系数。 由于 ，故。为了保证破碎机工作是物料块不致被推出机外，必须令 。 一般情况下，不宜超过23。正确的选择钳角对于提高破碎机的破碎效率具有很大的意义。减小钳角可使破碎机的生产能力增加但会引起破碎比的减小。增大钳角虽可增大破碎比但同时又减少生产能力。因此在选择钳角时应当全面考虑。 在此，初取 。2.2.3 动颚排矿口处行程 颚摆动行程是破碎机最重要的结构参数。在理论上，动颚摆动行程应按物料达到破坏时所需之压缩量来确定。然而由于破碎板的变形及其与机架间存在的间隙等因素的影响，实际选取的动颚摆动行程远远大于理论上求出的数值。 目前，常用下端水平行程的计算公式有： （2.7） 下端点许用水平行程： （2.8） 式中，最小排料口尺寸（mm）； B进料口尺寸（mm）。 得 (2.9) (2.10) 实际上，动颚行程是根据经验数据确定的，通常对于大型颚式破碎机，S=2545mm；中小型颚式破碎机，S=1215mm。在此，参照颚式破碎机现有的设计经验，初取 则合理。2.2.4 偏心距r不论动颚齿面轨迹性能值分配是否合理，在机构的其他尺寸参数不变的情况下，增大曲柄半径会使颚板齿面上各点的行程值增大，一方面可以提高生产力，另一方面也增大了机器的功耗。由于曲柄半径的改变并不能有效地调整齿板轨迹性能值的分配。因此只有在调整其他参数仍得不到要求的行程值时，方以曲柄半径作为设计变量。从这个意义上，曲柄可作为设计变量也可以按现有的设计经验确定。通常，对于复摆颚式破碎机，初定值=35mm。则根据r=/2.2 实际值要比理论值偏大，所以要取r=16mm2.2.5 悬挂高度悬挂高度是指曲柄支承中心到定颚板上端水平面间的垂直距离。按照结构特点，可把复摆颚式分为三种类型，即正悬挂（h0),零悬挂(h=0),和负悬挂(h0)三种结构。 悬挂高度实际上决定了动颚上端点在连杆上的相对位置。动颚上端点相对于动颚轴承中心点愈高，其水平行程值愈大且特征值愈小。因此，较小的悬挂高度不但可以增大上端点水平行程值，减小特性值，而且可以降低机器高度尺寸，减轻机重。 在此，采用零悬挂型设计。即h=0。2.2.6 动颚的行程特性值m 动颚的水平行程SL是破碎机最重要的结构参数。在理论上，动颚的水平行程应按矿石达到破坏时所需的压缩量来决定。然而，由于破碎板的变形及其余几家间存在的减息等因素的影响，实际选取的动颚摆动行程远远大于理论上求出的数值。在简摆颚式破碎机中，动颚的水平行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大,在复摆颚式破碎机中，动颚的水平行程则是上部大下部小。矿块的尺寸是从破碎腔的上部向下逐渐减小的，所以只要动颚的上部水平行程能够满足要破碎矿石所需要复摆颚式破碎机中，动颚的水平行程则是上部大下部小。矿块的尺寸是从破碎腔的上部向下逐渐减小的，所以只要动颚的上部水平行程能够满足要破碎矿石所需要的压缩量就可以了。根据实验，破碎腔上部的动颚水平行程应大于0.01Dmax,Dmax是最大给矿粒度。根据实验，复摆颚式破碎机的动颚水平行程受排矿口宽度的限制。因为，如果动颚下部的行程增加到大于排矿口最小宽度的0.30.4倍时，将引起物料在破碎强下部的过压实现象。容易造成排矿口的堵塞，是负荷急剧增大。所以，动颚下部打摆动行程不得大于排矿口宽度的0.30.4倍。实际上，动颚行程是根据经验数据确定的。通常对于大型颚式破碎机，SL=25-45mm,中小型颚式破碎机SL=12-15mm。动颚的摆动行程确定以后，偏心轴的偏心距r可根据初步拟定的构件尺寸利用画机构图的方法来确定。通常对于复摆颚式破碎机SL=(2-2.2)r。对于本设计取动颚水平行程SL=33.6mm，偏心距r=16。复摆颚式破碎机动颚上的点一般作平面运动，其轨迹为封闭曲线,进料口处轨迹呈椭圆形，愈靠近排料口其轨迹形状愈扁直。沿水平方向与垂直方向量取轨迹位移S和h。则S称为动颚水平行程，h称之为动颚垂直行程。其比值称之为动颚的行程特性值，即m=h/s。根据实验经验，上部水平行程不能太小，一般取，各点轨迹特性值取较为适宜。2.2.7 生产率生产率是指在一定的给料粒度和排料粒度条件下，单位时间破碎机所处理的物料量（kg/h或m3/h)。它是破碎机重要的性能指标之一。影响生产率因素很多，如物料性质、破碎机规格、动颚的运动特性、破碎腔结构形状以及机器制造质量等。因此，目前还没有完全符合实际生产率的理论公式。设计时，常常参照已有破碎机生产率或利用经验公式计算，然后再根据实际情况加以校正。本次设计的复摆颚式破碎机的生产率为460t/h。2.2.8 破碎腔高度H在钳角一定的情况下，破碎腔高度有所要求的破碎比而定，通常，破碎腔高度：，其中为给矿口宽度（mm）。 通常，一般情况下破碎腔的高度比理论值略大，B=(1.11.25)Dmax，Dmax最大给矿粒度，破碎腔的有效高度为实际腔高的0.85倍。 所以本设计取H=1785mm。2.2.9 动颚轴承中心距给矿口平面的高度h为了保证在破碎腔的上部产生足够的破碎力来破碎大块物料，在给矿口处，动颚必须有一定的摆动行程。为此，动颚的轴承中心距给矿口平面的高度：对简摆式颚式破碎机为。根据试验，当生产率达到最大值时，动颚为了保证在破碎腔的上部产生足够的破碎力来破碎大块物料，在给矿口处，动颚必须有一定的摆动行程。为此，动颚的轴承中心距给矿口平面的高度：对简摆式颚式破碎机为。根据试验，当生产率达到最大值时，动颚悬挂点的合适高度为；对于复摆式颚式破碎机为。L为动颚长度。经计算取3200mm。2.2.10 推力板长度K当动颚的摆动行程s和偏心距r确定后，在选取推力板长度时，对于简摆式颚式破碎机，当曲柄偏心位置为最高时，两个推力板的内端点略低于两个外端点的连线。即使角（推力板与连杆之间的夹角）近于90，后推力板总在角度为513之间运动。推力板长度与偏心距的关系为： Kmin=16.5r，Kmax=25r，Kmin=264mm，Kmax=400取K=350mm= 式中：Kmin、Kmax推力板长度的最小、最大值，m；r偏心距，m。两个推力板长度应根据机械运动的要求来确定，二者必须一致。复摆颚式破碎机的推力板长度也可参考上面公式所列关系选取，通常=4550。2.2.11 破碎腔的形状 破碎腔的形状是决定生产率、动力消耗和衬板磨损等破碎机性能的重要因素。破碎腔的形状有直线型和曲线型两种。如图所示，图中实线表示颚板闭合时的位置，虚线表示颚板后退最远位置。 (a)直线型破碎腔 (b)曲线型破碎腔 图2.6 破碎腔示意图 图中的许多水平线，表示物料在陆续向下运动时所占据的区域。处在水平面1上的物料，当动颚摆动到虚线位置时，便下落到水平面2上。两水平面1和2间的垂直距离，就是破碎机在空转行程使料块下落的距离。颚板下一次的工作形成中。水平面2处的物料则被压碎。到空转行程时料块便落到水平面3上依次类推，料块逐渐被破碎而粒度逐渐减小，最后通过排矿口排出去。 由图(a)可以看到，在直线型破碎腔中，各连续的水平面间形成的梯度断面的体积向下依次递减。物料的空隙也逐渐减小，而动颚的摆动行程和压碎力却逐渐增大，物料到排矿口附近的排料速度就减慢。于是在排矿口附近及容易发生堵塞现象，这是造成机器过载和衬板下端磨损的主要原因。 图(b)表示曲线型破碎腔，它是将固定颚板改成曲线型，曲线是按破碎腔的啮角从上向下逐渐减小的原则而设计的。在曲线型破碎腔中，各连续的水平面间形成的梯度断面的体积，从破碎腔的中部往下是逐渐增加的，因而物料间的空隙增大，有利于排料。由于堵塞点上移，故在排矿口附近不易发生堵塞现象。 2.2.12 传动角从机构学的角度看，传动角是指四杆机构中，连杆轴线与肘板轴线间所夹的锐角且传动角愈接近90，传动性能愈好。对于破碎机而言，传动角的选取除考虑传力性能外，还必须考虑加大传动角，不但增大垂直行程而且使水平行程降低。因此，传动角一般不宜过大，建议取r=。在此，取r=。2.2.13 电动机的选择电动机是系列化的标准产品，其中三相异步电动机应用最广泛。Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机，适用于不易燃、不易暴、无腐蚀和无特殊要求的机械设备尚。Y系列电动机效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。为B级绝缘，结构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。根据实际情况选择电动机。本次毕业设计根据颚式破碎机的规格选择Y系列封闭式三相异步电动机，型号是y315L-4，功率是160kw，1450rpm/220rpm。2.3 主要参数的计算2.3.1 主轴转速的计算 由公式： （2-11） 式中，B给矿口宽度（m）。 则 由公式： （2-12） 式中，钳角（）； 动颚下端点水平行程（cm）。 则 （2-13） 根据现有设计经验，取 再由公式2.10倒推出钳角： ，则合理。2.3.2 生产能力Q 破碎机的生产能力是指机器每小时所处理的物料的立方米数。由于生产能力不但与排料口尺寸有关，而且与待破物料的强度、韧性、物料性能以及进料口的几何尺寸和块度分布有关，因此为同意衡量机器生产能力的高低，标准中的生产能力，是指机器在开边公称排料口下，每小时所处理的抗压强度为250MPa、堆密度为的花岗岩物料立方米树，称为公称生产能力。在公称排料口b时，每一运动循环的排料行程下排出的物料棱柱体的体积与每小时转速60n的乘积，即可得到公称生产能力Q的计算公式为： （2-14） 式中 Q生产能力(m3/h) N主轴转速(r/min) L破碎腔长度(m) B公称排料口尺寸(m) 动颚下端点水平行程(m) 压缩破碎棱柱体的填充度，大小型机在公称排料口下一般取。 按式中（2-14），取=0.7,又L=1785mm,b=75mm,则 =2.3.3 破碎力破碎力在腔内的分布情况及其合力作用点位置、大小，是机构设计和零部件强度设计的重要依据。由于破碎力分布以及合力大小、作用点位置具有随机性，用理论分析的方法将会产生较大的误差，通过大量实测数据统计分析，再经过理论推导，建立实验分析计算式是一种较好的方法，能够近似反映出破碎力的变化规律导，建立实验分析计算式是一种较好的方法，能够近似反映出破碎力的变化规律并有较大的计算准确度。目前，国内大多是采用实验分析法来确定颚式破碎机的破碎力。其计算公式如下： (2-15) 式中 q衬板单位面积上的平均压力，取q=2.7N/m2； L，H破碎腔的长度和高度。2.3.4 最大破碎力计算： （2-16） 式中，最大破碎力（N）； 抗压强度（）； 有效破碎系数，对中小型 =0.340.48。 的单位是（cm）。 取 ，。 则 。 当计算破碎力零件强度时，考虑冲击载荷的影响，应将Fmax增大50%，故破碎机的实际值是最大值的1.5倍。2.3.5 功率 （2-17）式中， 计算功率（KW）； 最大破碎力（KN）； 动颚褚点水平行程平均值 （mm）； 主轴转速（r/min）； 钳角 ( )； 机器总效率，可取 0.810.85； 等效破碎系数，对中小型 =0.270.37。 取 =0.83 ，=0.33 ，=25mm，n=220r/min，Fmax=5470kn，=20 代入上式中可以得到P=160kw。 3 颚式破碎机上主要结构的设计3.1 飞轮的设计颚式破碎机是间断工作的机器，因而必然会引起阻力的变化，从而使其电动机的负荷不均，形成机械速率的波动。为了降低电动机的额定功率，且使机械的速率不致波动太大，故在偏心轴上装上飞轮。飞轮用以存储动颚空形程时的能量，再用与工作行程，使机械的工作负荷趋于均匀。带轮也起着飞轮的作用，飞轮在空行程时储存能量，在工作行程时则释放能量，这样就可以使电动机的负荷均匀。 飞轮重量G的计算公式： （3-1） 式中 P电动机额定（功率） D飞轮的直径（米） 考虑损失的机械效率，=0.750.85，复摆式颚式破碎机 可取最高值。 n主轴转速 速度不均匀系数 对于小型的颚式破碎机可取， =0.03-0.05。代入数值得： 飞轮的设计质量G约为理论质量的1.2-1.3倍，所以G0=2400kg。3.2 偏心轴主要尺寸的确定3.2.1 偏心轴的结构设计 （1）偏心轴的材料选择和最小直径估算 轴上的主要零件是动颚、皮带轮、轴承等。轴承是靠端盖和轴肩定位的。轴承又是靠端盖、止动螺母、嵌入式端盖定位的。皮带轮靠轴端挡圈、密封套定位的。根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算，初算轴径时，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，d增大5%-7%，两个键槽时，d增大10%-15%，A0值由所引教材表15-3确定，取A0=346。 （3-2）因最小直径处安装大带轮，设有一个键槽，则： 321mm （3-3）取=321mm。 因破碎机工作时冲击载荷比较大，又有强烈的震动，应适当增大偏心轴的直径，所以取=321mm。（2） 偏心轴草图结构设计根据轴上零件的结构、定位、装配关系、轴向宽度及零件间的相邻位置等要求，初步设计偏心轴草图： 图3.1 偏心轴草图（3）偏心轴的结构设计：各轴段直径的确定 :最小直径，安装大带轮的外伸轴段，。:密封处轴段,根据大带轮的定位要求,以及密封圈的标准,(拟采用毡圈密封),。:锥套处轴段,根据锥套和轴承的定位要求,=400mm:滚动轴承处轴段,=430mm,选择调心滚子轴承。其中，d5,d6段属于偏心部分，偏心距r=16mm,整个偏心轴是完全对称的。 各轴段长度的确定 ：由大带轮轮毂宽度B=430mm确定，L1=429mm。 ：由动颚结构、轴承端盖、装配关系等确定，,，。 :由滚动轴承、动颚结构及装配关系等确定,=469mm。3.2.2 偏心轴设计的一些注意事项在一般情况下，轴的工作能力决定于它的强度和刚度，对于机床主轴，后者尤其重要，高速转轴还决定于它的振动稳定性。在设计轴时，除应按工作能力准则进行设计计算或校核计算外，在结构设计上还必须满足其他的一系列要求，例如：1，多数轴上零件不允许在轴上做轴向移动，需要用轴向固定的方法使他们在轴上有确定的位置。2，为传递转矩，轴上零件还应做周向固定。 3，对轴与其他的零件间有相对滑动的表面应有耐磨性的要求。4，轴的加工，热处理，装配，检验，等都应有良好的工艺性。3.2.3 偏心轴和轴承的安装 装机前，将滚动轴承研配好后，再放入轴承座内，用水平仪测量其水平度和同轴度的偏差值，如在允许范围内，可把偏心轴放到轴承上。然后再用涂色法检查轴颈和轴承的接触情况，如接触情况不满足要求，还应进一步刮研。最后一次装轴时，应在轴承和轴颈上加一些润滑油。偏心轴滑动轴承座与机架的接触面积由不小于80%，最大间