机械毕业设计84扬州市职业大学鄂式破碎机的设计与制造

二六届扬州职大毕业设计说明书 第 1 页 共 44 页 扬州市职业大学 毕业设计说明书 设计题目： 鄂式破碎机的设计与制造（设计部分） 系别： 机械工程系 专业： 数控应用技术 班级： 03数控（ 2）班 姓名： 胡艾青 学号： 0301040232 指导老师： 周益军 完成时间： 2006年 5月 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 2 页 共 44 页 目 录 1 摘要（或绪论） 4 2 物料性能及破碎机结构 5 2.1 物料破碎及其的意义 5 2.1.1 破碎的目的 5 2.1.2 破碎工艺 5 2.2 粒度的表示方法 5 2.3 矿石的破碎及力学性能 6 2.4 腭式破碎机及其分类 8 2.4.1 破碎机分类 8 2.4.2.腭式破碎机的分类 8 2.4.3 腭式破碎机的动腭轨迹特性 9 2.4.4 其它型式的腭式破碎机 10 2.5 腭式破碎机的结构 11 2.5.1 简摆腭式破碎机的结构 11 2.5.2 主要零部件的结构分析 20 3 腭式破碎机的主要参 数计算 22 3.1 主轴转速 23 3.2 生产能力 24 3.3 影响生产能力的因素 25 3.4 破碎力 25 3.4.1破碎力变化规律 25 3.4.2最大破碎力实验分析计算公式 25 3.5 功率 26 3.5.1功率计算 26 3.6 破碎比的计算 27 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 3 页 共 44 页 4 腭式破碎机形腔设计 27 4.1 分层破碎假说 28 4.2 直线腔形的分析 28 4.3 对主轴进行强度校核 29 5 腭式破碎机的使用与测试 31 5.1 腭式破碎机的操作 31 5.1.1起动前的准备工作 32 5.1.2操作顺序 32 5.1.3起动和运转中应注意的事项 33 5.2 腭式破碎机的维护与保养 34 5.2.1腭式破碎机的日常维护 35 5.2.2腭式破碎机故障分析与排除 35 5.3 腭式破碎机的安装修理与运转 36 5.3.1腭式破碎机的安装 37 5.3.2腭式破碎机的运转 38 5.3.3腭式破碎 机的主要零件的修理 39 结论 42 致谢 43 参考文献 44 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 4 页 共 44 页 摘要 破碎机械和 筛 分机械 这两类 机械 设备，同属于矿 山机械范 畴 ，在各种 工业 生 产在线通 常前后工序布置使用，故有密切 的关联 。破碎机械和 筛 分机械的 联 合使用，可以把各种天然的 矿 物，或 者工业 生 产 中 间过 程物料，通 过 破碎和 筛 分，成 为 最 终产 品或者 进 一步深加工的原料。因此 这两类 机械 设备 在冶金、建材、化工、能源、交通建 设 、城市建 设 和 环 保等 诸 多 领 域有 广泛 的用途。 我 国 自 50 年代生 产腭 式破碎机以 来 ，在破碎机 设计 方面 经历 了模 拟， 仿制、 图解 法设计阶 段，目前正向 计 算机 辅 助 设计阶 段 过 渡。生 产 制造的 腭 式破碎机越 来 越大、性能越 来 越好，品种越 来 越多，并在 国际 上占有一定的市 场 。我 国 曾以前 苏联腭 式破碎机 标 准 TOCT7084-80为 依据，制定 了腭 式破碎机 国标送审 稿， 对腭 式破碎机的 设计 、制造和使用提出了更高的要求。 1990年，由中 国矿 山机械 质 量 监督检测 中心， 对国内主要厂家制造的中小型 腭 式破碎机的技 术 性能 进 行了 检测， 只有若干 腭 式破碎机 达 到TOCT7084-80 和 国标送审 稿中 规 定的指 标 。因此全面 总结腭 式破碎机在 设计 、使用 和测试 方面的 经验 ， 积 累合适我 国 破碎机 结 构特 点 的 实验数 据和 数 据，建立破碎机最优化 设计 的 理论 与方法并使之推 广 普及是提高我 国腭 式破碎机技 术 性能，赶超 国际 先 进水平 的关键 。 腭 式破碎机以其 结 构 简单 、安全可靠的优 点问 世百余年，仍在工程中 广泛 使用。各种不同型 号 的 腭 式破碎机 虽经 常期 实践 ，不 断 改 进 ，但其工作原理和 结 构大同小异，而其工作性能的好坏 却 相差甚大。 腭 式破碎机 的技 术 性能主要取 决 与 主参数 的确定、机构尺寸 参数 、 运动参数 和 动力参数 的 设计 。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 5 页 共 44 页 2 物料性能及破碎机结构 2.1 物料破碎及其的意义 露天 矿 井 开 采出 来 的原 矿其 最大的粒度一般在 200 1300mm之间 ，地下 矿 井 开 采出 来 的原 矿 最大粒度一般在 200 600mm之间 。但是 这 些原 矿 不能直接在 工业中应 用，必 须经过 破碎和磨 矿 作 业 ，使其粒度 达 到 规 定的要求。破碎 是指将块状矿 石 变 成粒度大于 1 5mm产 品的作 业 ，小于 1mm粒度的 产 品是通 过 磨碎作 业 完成的。 2.1.1 破碎的目的 (1)制备工业用碎石 (2)使矿石中的 有用矿物分离 (3)为磨矿提供原料 2.1.2 破碎工艺 最 终 的破碎粒度是根 据产 品的用途 来 确定的。一般适宜的粒度 为 10 25mm。把原矿 粒度与破碎 产 品粒度的比叫 总 破碎比。各种破碎机的破碎比范 围见 表 1 1。 表 1 1 各 类 破碎机的破碎比 破碎机机型 流程类型 破碎比范围 腭式破碎机和旋回破碎机 开路 3 5 标准圆锥破碎机 开路 3 5 标准圆锥破碎机（中型） 闭路 4 8 短圆锥破碎机 开路 3 6 短圆锥破碎机 闭路 4 8 2.2 粒度的表示方法 (1) 平均直 径 d=(L+b+h)/3 式中 L 矿块 的 长 度（ mm）； b 矿块的宽 度（ mm）； 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 6 页 共 44 页 h 矿块 的厚度（ mm）； 或用 长 、 宽的 平均值表示： d=(L+b)/2 平均直 径 一般是用 来计 算 给矿 和排 矿单个矿块 的尺寸，以确定破碎比。 (2) 等值直 径 deq 矿块 的粒度很小 时 可用等值直 径来 表示。等值直 径是将细 粒物料 颗 粒作 为 球体 来计 算的。 deq=3 6V=1.243 m式中 m 矿 粒品 质 （ kg） 矿 物密度（ 3mkg ） V 矿 粒的体 积 （ m3） (3) 粒级 平均直 径 d 对 于由不同粒度混合 组 成的 矿 粒群，通 过 用 筛 分的方法 来 确定 矿 粒群的平均直径 。例如上 层筛 孔尺寸 为 d1下 层筛 孔尺寸 为 d2,通 过 上 层而 留在下 层的 其粒度既不能用 d1表示，也不能用 d2表示。 当粒级 的粒度范 围 很窄，上下 两筛 的 筛 孔尺寸之比不超过 2 1.414时 ，可用粒度平均直 径 表示即 D=(d1 d2)/2 否 则 用 d1 d2表 示 粒级。 2.3 矿石的破碎及力学性能 机械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服物料分子 间 的 内 聚力，使大 块 物料分裂成若干小 块。 若 矿 石是脆性材料，它在很小的 变形 下就 会发 生破裂。机械破 碎矿石有以下几种破碎方法： （ 1） 压 碎 （ 2） 劈裂 （ 3） 折 断 （ 4） 磨碎 （ 5） 冲击 破碎 实际 上任何一种破碎机都不是以某一种形式 进 行破碎的，一般都是 两 种和 两 种以二六届扬州职大毕业设计说明书 第 7 页 共 44 页 上的形 式联 合 进 行破碎。而由于 腭 式破碎机的破碎工作表面是 两块 相互交 错 布置的 齿形衬板 ，因此其破碎作 业 兼有前四种破碎形式。 矿 石的破碎方法主要根据 矿 石的物理力 学 性能、被破的 块 度及所要求的破碎比 来选择 的。 腭 式破 碎机可用于破碎各种性能的 矿 石， 对 于 坚 硬的 矿 石有更高的破碎效果。 矿 石分 坚 硬 矿 石、中等 坚 硬 矿 石和 软矿石。各 种矿 石的物理力 学 性能 见 表 1 2 表 1 2 矿 石的物理力 学 性能 矿石性质 矿石名称 抗亚强度 /MPa 普氏硬度系数 软矿石 煤 方铅矿 菱铁矿 无烟煤 闪锌矿 疏松石灰石 2 4 4.5 7 约 9 约 10 40 2 4 软至中硬矿石 致密石灰石 褐铁矿 磁铁矿 50 100 约 82 106.5 6 10 中硬矿石 花岗岩 纯褐铁矿 正长岩 大理石 致密砂岩 120 150 125 125 156 50 150 约 160 12 15 硬矿石 半假像赤铁矿 辉绿岩 闪长岩 片麻岩 158 195.5 180 200 200 172 220 15 18 极硬矿石 石英岩 闪长岩 斑岩 铜矿石 钛磁铁矿 198 218 180 240 153 280 150 280 234 18 20 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 8 页 共 44 页 玄武岩 花冈长英岩 200 300 约 350 2.4 腭式破碎机及其分类 2.4.1 破碎机分类 （ 1） 按破碎机粒 度分类 1)粗碎破碎机 一般使 1500 500mm 的物料破碎到 350 100mm。 2)中碎破碎机 使 350 100mm的物料破碎到 140 40mm。 3)细 碎破碎机 使 100 40mm的物料破碎到 30 10mm。 （ 2） 按破碎机 结 构和工作原 理分类 1） 腭 式破碎机 其工作部分由固定 腭 板和活 动腭 板 组 成。 当 活 动腭 板周期性地靠近固定 腭 板 时 ，借助 压 碎作用 将装 于期 间 的物料破碎； 远 离固定 腭 板 时 物料靠自重向下移 动 ，直至 从 排料口排出。由于 腭 板 为齿形结 构，因此破碎 时 兼有劈裂、折 断 和磨碎作用。（ 图 1-4a） 2）旋回和 圆锥 破碎机 其工作部分由 内 腔 为锥 形的固定外 锥 和可 运动 的 内锥体组 成。 内锥 体以一定的偏心半 径绕外锥 中心 线 作偏 心运动 ，不 断 改 变内 外 圆锥间 的空间 形 状 ，使 矿 石在 两锥 体 间 受到 压 碎和折 断 作用而破碎（ 图 1-4b） 3） 辊 式破碎机 矿 石在 两个平 行且反 向转动 的 圆 柱形 辊 子中受到 压 碎（光 辊 ）或受 压 碎和劈裂作用（ 齿辊 ）而破碎。 当两辊 的 转 速不等 时，还 有磨碎作用（ 图 14c）。 4） 冲击 式破碎机 锤 式破碎机和反 击 式破碎机 利用 装 于其上的高速旋 转 的 锤子 的 冲击 作用和 矿 石本身高速 冲击固定衬板 而使 矿 石破碎（ 图 1 4d）。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 9 页 共 44 页 2.4.2. 腭式破碎机的分类 腭 式破碎机按 运动 形式分 为两 种基本型式 简摆腭 式破碎机和复 摆腭 式破碎机。 简摆腭 式破碎机是因 为动腭绕 机架上的固定支座作 简单 的 圆 弧 摆动 而得名。复 摆腭 式破碎机是因 为 其 动腭 在其它机 件带动 下作复 杂的 一般平面 运动 而得名，因此 动腭上 点的轨迹 一般 为封闭曲线。简摆 大都制成大型和中型的，其破碎比可 达 i 4 10。 按 规 格分大型，中型，小型。 进 料口 宽 度大于 600mm为 大型； 进 料口 宽 度 为 300600mm为 中型；小于 300mm为 小型。 2.4.3 腭式破碎机的动腭轨迹特性 简摆腭 式破碎机 动腭 上 点的轨迹为绕动腭悬 挂 点转动 的 圆 弧，其 弧长沿进 料口到排料口 逐渐 增大。沿水平方向与垂直方向量取 轨迹 的位移 s和 h,则 s称为动腭 水平行程， h 称为动腭 垂直行程，其比值 称为动腭 的行程特性值，即 m= sh 动腭 上各 点 行程及其特性值 决定 了破碎机性能的优劣。水平行程可以 产 生破碎物料所必 须 的 压缩 量，由于物料在破碎 时 ，其 块 度愈大，所需的 压缩 量也愈大，因此一般水平行程 应从进 料口到排料口 逐渐减 小。由于排料口 处 的物料是按自由落体排下的，所以排料口 处 的水平行程的大小 ，还应 考 虑 到排料 层 物料下落 时 所需的排料高度。 动腭 的垂直行程使得动 定 腭间产 生垂直方向的相 对运动 ， 以对 物料 进 行磨搓， 尽 管可使物料磨碎但是也容易 产 生粉料 ， 这对 于 产 品粒度具有 规 定的要求的情 况显 然 时 不利的。下表 1 4 是 两种基本型式破碎机 动腭轨迹 性能的比 较 。 表 1 4 两 种基本型式破碎机 动腭轨迹 性能比 较 简摆腭式破碎机 复摆腭式破碎机 进料口 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 s s 特性值 0.3 3 从 此表可以看出 简摆腭 式破碎机上部水平行程，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特性值 m 0.3。根据 实践经验 ，上部水平行程不能太小，一般取 （ 08 2.5）s,各 点轨迹特 性值取 m=1.1 2.5 为 宜。由于排料口水平行程 s 是按破碎机所具有的最大生 产 能力确定的， 远远 大于破碎物料所必 须 的 压缩 量，因此 当 上部水平行程取得二六届扬州职大毕业设计说明书 第 10 页 共 44 页 小于下部水平行程 时 也足以使大 块 物料破碎。 2.4.4 其它型式的腭式破碎机 （ 1） 简摆 型 腭 式破碎机 简摆腭 式破碎机的基本型式如 图 1 6a所示，它是由六杆构成的 双 肘板 简摆腭 式破碎二六届扬州职大毕业设计说明书 第 11 页 共 44 页 机。由于其机件多、 结 构大等缺陷，又出 现了图 1 6b所示四杆 简摆腭 式破碎机。 图1 6c 为上 部 驱动 的四杆 简摆腭 式破碎机，如果 将图 1-6b 中的曲柄 AB 改 为 偏心 盘，连 杆 BC改 为 偏心套， 将使结 构 进 一步 简 化而得到 图 1-6d的 结 构型式。由于液 压 技 术的发 展，在 简摆腭 式破碎机上也采用液 压驱动 （ 图 1 6e） 尽 管 图 1 6a破碎机的 结 构复 杂， 但是因 为 其具有受力合理，能 产 生更大的破碎力，衬板寿命长 等突出优 点 ，在工程中得到 广泛应 用，尤其是大型的破碎机。 （ 2） 复 摆 型 腭 式破碎机 （ 3） 组 合式破碎机 2.5 腭式破碎机的结构 如 图 1 9所示， 腭 式破碎机的破碎腔是由固定在机架上的固定破碎板 2（又 称为定腭 板）、 动腭 上的活 动 破碎板 4（又 称动腭 板）以及机架 两侧 壁上的 两块侧 面 衬板 3（又 称边护板 ） 围 成的上大下小的矩形 截柱体而构成的。被破碎物料喂入破碎腔后，通 过动腭 的 运动 ，使破碎腔容 积 周期改 变 而完成物料的破碎与排料。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 12 页 共 44 页 破碎机由 电动 机 驱动 ，通 过带传动带动 偏心 轴 9（又 称 曲柄）上的 带轮 8，再通过 曲柄 9的 传动 ，使破碎机构中的 动腭 5 相 对 定 腭 板 2周期性地靠近与分 开 。 腭 式破碎机的 结 构除 满足运转、润 滑、安 装 、 检 修等常 规设计 准 则 外 ，还 需要考 虑 有其具体的 运动 和 结 构特 点带来 的特殊 结 构要求。由于破碎 载 荷 为 周期突加 载 荷，因此必 须 考虑运转 中的速度波 动调节 ，以使 运动 平 稳 并能合理利用原 动 机能量。在破 碎过 程中，破碎腔 内可 能落入非破碎物料（如 断 裂 的钢钎 、 铲 齿 ），因此需要考 虑 机器的超 载 保护 。 当 要求改 变产 品的粒度 时 ， 应 考 虑 排料口的 调 整 装 置， 当 肘板支承型式 为 非几何锁 合 时，还 必 须 考 虑 肘板与其 支承衬垫间 的 锁 合 装 置等等。 2.5.1 简摆腭式破碎机的结构 如图 1-9 所示。腭式破碎机的破碎腔是由固定腭板（即机架 1 的前壁）和可动腭板 5构成。固定腭和可动腭都衬有锰钢制成的破碎板 2 和 4。破碎板用螺栓和楔固定于定腭和动腭上。为了提高破碎效果，两破碎板的表面都带有纵向波纹，而且是凸凹相对。这样，对矿石除有压碎作用外，还有弯曲作用。破碎机工作空间的两侧壁上也 装有锰二六届扬州职大毕业设计说明书 第 13 页 共 44 页 钢衬板 3。由于破 碎板的磨损是不均匀的，特别是靠近排矿口的下部磨损最大，因此，往往把破碎板制成上下对称的，以便下部损害后，将其倒置而都可以互换，这样就可以延长破碎板的使用期限。 为 了使破碎板与 动腭 和定 腭紧 密 贴 合，其 间须衬 有可塑性材料制成的 衬垫。衬垫用 锌 合金或塑性大的 铝 板制成。因 为贴 合不 紧 密， 会 造成很大的局部 过负 荷，使破碎板 损 坏， 紧固螺 栓拉 断 ，甚至 还会 造成 动腭 的破裂。 动腭悬 挂在心 轴 6上，心 轴则支承 在机架 侧 壁上的滑 动轴 承中。 动腭绕 心 轴对 固定 腭 板作往复 摆动 。 动腭 的 摆动 是借曲柄 双摇杆 机构 来实现 的。曲柄 双摇杆 机构有偏心 轴 9、 连 杆 7、前推力板（前肘板） 15 和后推力板（后肘板） 13 组 成。偏心 轴 放在机架 侧 壁上的主轴 承中， 连 杆（上 连 杆 头 ） 则装 在偏心 轴 的偏心部分上，前后推力板的一端支承在 下连 杆 头两侧 凹糟中的 衬板座 14 上，前推力板的另一端支承在 动腭 后壁下端的 衬板座上，而后推力板的另一 端则支承 在机架后壁的楔 铁 12中的肘板座上。 当 偏心 轴 通 过 V带轮从电动 机 获 得旋 转运动 后，就使 连 杆 产 生上 下运动 。 连 杆的上 下运动 又 带动 推力板 运动 。由于推力板不 断 改 变倾 斜角度，因而使 动腭绕 心 轴摆动 。 连 杆向上 运动时进行破 碎矿 石。 当连 杆位于下部最低位置 时 ，推力板与水平 线 所成的 倾 斜 角通常 为10 12。 后推力板 不仅 是 传递 力的杆件，而且也是破碎机的保 险 零件。 当 破碎机中落入不能破碎的物体而使机器超 过 正 常负 荷 时 ，后推力板立即折 断 ，破碎机就停止工作， 从而避免整 个 机器的 损 坏。 当连 杆向 下运动时 ， 为 使 动腭 ，推力板和 连 杆 之间 互相保持 经 常接触，因而采用以 两根拉 杆 11和 两个弹 簧 10所 组 成的拉 紧装 置。拉杆 1铰 接于 动腭 下端的耳 环 上，其另一端 用弹 簧 10 支承在机架后壁的下端。 当动腭 向前 摆动时 ，拉杆通 过弹 簧 来 平衡 动腭 和推力板所 产 生的 惯 性力。 腭 式破碎机有工作行程和空 转 行程，所以 电动 机的 负 荷极不平衡。 为 了 减少 这 种负 荷的不均衡性，在偏心 轴 的 两 端 装 有 飞轮 8和 带轮。带轮 同 时 也起 飞轮 的作用。在空 转 行程中， 飞轮把 能量 储 存下 来 ，在工作行程中再把能量 释 放出 来 。 在机架后壁与楔 铁 12 之间 ，放一 组 具有一定尺寸的 垫 片。 当 改 变垫 片的厚度 时可以 调 整排 矿 口 的宽 度。 破碎机的 全部轴 承都采用 铸 有巴氏合金的滑 动轴 承。 随着滚动轴 承制造技 术 水准二六届扬州职大毕业设计说明书 第 14 页 共 44 页 的提高，今后 将 在大型的破碎机上采用 滚动轴 承。主 轴 承和 连 杆 头 的 轴瓦过热时 可用循 环 水冷 却 。 破碎机的摩擦部件用稀油和干油 润 滑。偏心 轴 和 连 杆 头 的 轴 承采用 齿轮 油泵 压 入稀油， 进 行集中循 环润 滑。 动腭轴 承和肘板座的支承采 用手 动 干油 润 滑 枪 定期 压 入干油 润 滑。 这 种 结 构的 简摆腭 式破碎机起 动时 ，消耗的功率大，排 矿 口的 调节 是用人力，破碎机采用机械保 险装 置，更 换 保 险 零件 推力板 时 操作困 难 。 为 了克服上述缺 点 ，我 国 又生 产 了 900 1200液 压简摆腭 式破碎机， 结 构如 图 1-10。 液 压简摆腭 式破碎机的特 点 是采用了液 压连 杆 结 构， 实现分 段起 动 ，降低了起 动功率，机器的超 负 荷保 险装 置也是利用液 压连 杆 装 置，排 矿 口的 间 隙采用液 压调 整，机器的体 积 小，重量 轻 。液 压 原 理图见图 1-11。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 15 页 共 44 页 1上油室 2 组 合 阀 3、 12止回 阀 4下油室 5 连 杆 液 压 缸 6 连 杆活塞 7截止 阀 8 调 整排料口用液 压 缸 9 电 磁 换 向 阀 10溢流 阀 11 压力 表 13 单级叶 片 14油箱 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 16 页 共 44 页 900 1200液 压简摆腭 式破碎机液 压连 杆的构造如 图 1-12所示。它主要由 连 杆 头 ，杆身（缸体）、活塞和肘板座 组 成，他 们 之 间 用螺 栓连 接在一起。 破碎机分 两 段起 动 。首先是起 动 液 压系统 的液 压 泵 电动 机，然后使 电 磁 换 向 阀 的左 侧电 磁 铁 通 电 ， 将阀 心推向右端，接通油路（ 图 1-11），于是 压力 油推 开组 合 阀中 的止回 阀 ，使 连 杆液 压 缸的下油室和上油室相通。 这时 再起 动主电动 机，偏心 轴带动连 杆液 压 缸做上下往复 运动 ，但 连 杆活塞和 动腭不动 。 主电动 机起 动 后，立即使 电磁 阀换 向 换 向 阀 ， 切断 油路 ，组 合 阀内 的止回 阀 也自 动 复位 关闭 ， 切断 了 连 杆液 压缸的下油室与上油室的通路。 当电 磁 换 向 阀 的 阀 心移向左端 时 ， 则 接通油路，向 连杆液 压 缸的下油室充 满压力 油，使液 压 缸与活塞形成一 个 整体 连 杆，此 时 ，偏心轴 的旋 转运动 就 经连 杆而使 动腭 作往复 运动 ，破碎机 达 到正常 运转 。 这时 就使 换 向 阀的 电 磁 铁断电，关闭 液 压 泵 电动 机，停止液 压系统 的工作，起 动过 程完成后，破碎机就 开始正 常工作。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 17 页 共 44 页 当 破碎机中 进 入了非破碎物 时 ，作用在 连 杆活塞上的拉力增大 ，液 压 缸下油室的油 压 也 随着 增大，若增大到超 过组 合 阀内 的高 压 溢流 阀规 定的 压力时 ，液 压 缸下油室的 压力 就通 过 高 压 溢流 阀 流到液 压 缸上油室，使 连 杆液 压 缸与活塞分 开 ， 动腭 就停 止摆动 ， 从 而起到保 险 作用。如非破碎物自 动 排出，破碎机可以 继续 工作，但是 须 起 动液 压 泵 电动 机向 连 杆液 压 缸下油室 补 充油量。如非破碎物不能自 动 排出， 则应 立即停车进 行 处 理。 排 矿 口的 调 整是采用液 压 方法 进 行的。 调 整排 矿 口 时 ， 应 在 连 杆液 压 缸充 满 油的情 况 下 进 行，以便 测 得准确的排 矿 口大小。 调 整 时 ，首先放松拉 紧弹 簧的螺母， 打开截止 阀 （平 时 是常 闭 的），起 动 液 压系统 的液 压 泵 电动 机，向位于机架后部的 两个 水平液 压 缸 内 充 满 油，柱塞即推 动 楔 铁 往前移 动 ， 当 移 动 到所需要的位置 时 就 关闭 截止阀 ， 调 整 垫 片的厚度。 调 整后 打开 截止 阀 ，靠破碎机的 动腭 ，推力板和 连 杆的向后 压力 ， 将 液 压 缸 内 的油 压 回油箱，并 将 拉 紧弹 簧重新 压缩 到一定的位置 后关闭 截止 阀 。 液 压 摩擦离合器同 时 也作 为 机器的超 负 荷保 险装 置。机器正常工作 时 ，如果突然超 载 ， 过电 流 继电 器通 过延时继电 器使液 压 泵 电动 机起 动 ， 则 离合器分离，同 时切断主电 机。 排 矿 口的大小也是通 过 液 压系统来调 整的。 2.5.2 主要零部件的结构分析 （ 1） 连 杆 连 杆在工作中 承受很大的拉力，故 选用 ZG270-500铸钢 材料。 连 杆 结 构如 图 1-16所示。它由上、下 两 部分 组 成，上部的 轴 承 盖 4用 8个 大螺栓 3固定在 连 杆下部， 两者中 间镶 有耐磨 软 合金的 轴 瓦， 该轴 瓦 叫连 杆 轴 承，它套在偏心 轴 上。大型破碎机 连杆 轴 承用循 环 油 润 滑，并 设 有冷 却 水管，以便散去 轴 承的 热 量。 当 偏心 轴转动时 ， 连 杆作上 下运动 ，在改 变 方向 时 ，必 须 克服 惯 性。 为 了 减 少其惯 性， 减 少振 动 ， 减少无 用功的消耗， 设计时应当尽 可能 减轻连 杆的重量，所以 连 杆的 断 面常制成“工”字“十”字形或箱形。 连 杆部件（包括偏心 轴 、 轴 承）重量 约 占整机重的 8 13。 （ 2） 动腭 动腭 是支承 齿 板且直接 参 与破 碎矿 石的部件，要求有足 够 的 强 度和 刚 度，其 结 构应该坚 固耐用。 动腭 一般采用 铸造结 构， 为 了 减轻动腭 的重量， 国 外也有采用焊接 结 构的，由于二六届扬州职大毕业设计说明书 第 18 页 共 44 页 其 结 构复 杂， 因此 对 焊 接工艺 的要求 较 高。 国内 尚未 见 使用焊接 结 构的 动腭 。 按 结 构特 点 ，可把 动腭分 成箱型 结 构和非箱型加筋 结 构 两 种。 一般 简摆腭 式破碎机采用箱型 结 构， 为 了 减轻动腭 的重量，可在箱型梁壁及加筋隔板上 开 孔。若干 个齿 板通 过长 螺栓与斜 铁块固定 在 动腭 上。由于下部 齿 板磨 损 的比较快 ，因此 齿 板做成分体式，以便使具有 对称 形 状 的上下 齿 板 对换 后能 继续 使 用。 （ 3） 齿 板的 结 构 齿 板也叫 衬板 ，是破碎机中直接与 矿 石接触的零件， 结 构 虽然简单 ，但它 对 破碎机的生 产 率、比能耗、 产 品粒度 组 成和粒形以及破碎力等都有影响 ，特 别对 后面的三 项 影 响较 明 显 。 齿 板承受很大的 冲击挤压力 ，因此磨 损 的非常 厉 害。 为 了延 长 它的使用 寿命 ，可以 从两个 方面 来 研究：一是 从 材 质上 找到高的耐磨性能的材料；二是合理 确定齿 板的结 构形 状 和几何尺寸。 现 在 腭 式破碎机上使用的 齿 板，一般是采用 ZGMn13。其特 点 是：在 冲击负 荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同 时 仍能保持其 内层 金 属 原有 的韧 性，故它是破 碎机上用的最普遍的一种耐磨材料。 齿 板 横断 面 结 构形 状 有平滑表面和 齿形 表面 两 种，后者又分三角和梯形表面。 对 平滑表面 衬板 的 试验 表明，在相同 条 件下与 齿形衬板 比 较 ，生 产 率提高 40左右， 寿命 提高 5左右；但是破碎力 约 增加 15，又不能控制破碎 产 品粒度，而且增加功率消耗。因此， 对 破碎 层状 物料，要 求产 品粒度 较 高的 条 件下，不宜采用平滑 衬板 ； 对 于破碎腐 蚀 性很 强 的 极坚 硬物料， 为 延 长衬板寿命 ，也可以采用平滑 衬板 。 为保 证产 品的粒度和形 状 ，通常 还 是采用三角形或梯形 衬板 （如 图 1-20）。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 19 页 共 44 页 （ 4） 肘板（推力板） 破碎机的肘板是 结 构最 简单 的零件，但是其作用 却 非常重要。一般又三 个 作用：一是 传递动 力，其 传递 的 动 力有 时甚 至比破碎力 还 大；二是起保 护险 件作用， 当 破碎腔落入非破碎物料（ 如钎 杆、折 断 的 铲齿 ） 时 ，肘板首先 断 裂破坏， 从 而保 护机 器的其它零件不 发 生破坏；三 是调 整排料口的大小，有的 简摆腭 式破碎机是通 过 更 换 不同长 度尺寸的肘板 来调 整排料口的大小的。 按肘 头 和肘 垫 （或 称 肘 板衬垫 ）的 连 接型式，可分 为滚动 型与滑 动 型 两 种，如 图1 21 所示。 衬板与衬垫之间传递 很大的 挤压力 ，并受到周期性 冲击载 荷。在反复 冲击挤压 作用下磨 损较快 ， 图 中 1-21b所示的滑 动 型 结 构 风 味 严 重。 为 了提高 传动 效率，减 少磨 损 ，延 长 其使用 寿命 ，可采用 图 1 21a所示的 滚动 型 结 构。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 20 页 共 44 页 （ 5） 调 整 装 置 调 整 装 置供 调 整破碎机排料口大小作用。 随着衬板 的不 断 磨 损 ，排料口尺寸也不断 的 变 大， 产 品粒度也 随 之 变 粗。所以 为 了保 证产 品的粒度要求，必 须 利用 调 整 装 置，定期地 调 整排料口尺寸。此外， 当 需求得到不同的 产 品粒度 时 ，也需要 调 整排料口大小。 调 整 装 置有多种： 垫片调 整 装 置、楔 铁调 整 装 置、液 压调 整 装 置以及 衬板调 整。 1）楔 铁调 整 装 置是一种比 较 老式的，它分立式和 卧 式 两 种如 图 1 22和 图 1 23。 立式是借助后肘板座与机架后壁 之间 的 两个 垂直放置的楔 铁 作相 对运动 ， 来实现破碎机排料口的 调 整。 卧 式是借助后肘板座与机架后壁 之间 的水平放置的楔 铁 作相 对运动 ， 来实现 破碎机排料口的 调 整。 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 21 页 共 44 页 两 种比 较 ： 卧式调 整方便，在机器的左右 侧 都可以 调 整，且 调 整 过 程楔 铁不会 歪斜。立式由于一 个 人不能同 时拧动两个 螺栓，因此不保 证两个 楔 铁 同步上升或下降，所以 调 整不方便，有事甚至卡住。 楔 铁调 整的优 点 是：能 实现无 极 调 整， 调 整方便、不必停 车 、 结 构 简单 和制作方便。缺 点 是它的外形尺寸比 较 大，使机器尺寸增大， 调 整很 费劲 ，所以只能用于中小型破碎 机。 2） 垫片调 整 装 置有利用螺栓 顶 推和利用液 压 缸 顶 推 两 种 利用螺栓 顶 推 调 整，利用螺栓 顶 推肘板座，取 出垫片则 排料口增大；反 之减 小。 利用液 压 缸 顶 推 调 整如 图 1 24 它是借助液 压 缸 4 的柱塞 3，推 动 后肘座 2，然后增加或 减 少 垫 片 8的 数 量，使排 矿口减 小或增大。 两 种比 较 ：后者操作 灵 活、省力、方便，但是 结 构复 杂， 所以适于大中型破碎机。 3）液 压调 整 装 置 是指液 压调 整兼液 压 保 险装 置的破碎机，各种 调 整 装 置比 较 起来 ， 这 种最先 进 的，但是它的 结 构和液 压系统 也最 为 复 杂 。所以，一般以液 压 缸加 垫片调 整 装 置 为 最合适。 900 1200简 摆腭 式破碎机就是采用 这 种 装 置。 （ 6） 保 险装 置 保 险装 置通常有三种：液 压连 杆。液 压 摩擦离合器和肘板。液 压 保 险装 置 结 构 紧凑 ，工作可靠，非破碎物能自 动 排出， 动腭 自 动 复位，不用停 车。 所以得到 广泛 的 应二六届扬州职大毕业设计说明书 第 22 页 共 44 页 用，也是 腭 式破碎机 的发 展 趋势 之一。但是它必 须备有专用 的液 压系统 ，且 对 液 压组件和零部件的液 压 密封部位有 较 高的要求，否 则 容易出 现 漏油 现 象。因此液 压 保 险装置一般用于大型的 简摆腭 式破碎机。 （ 7）机架 结 构 破碎机机架是整 个 破碎机零件的安 装 基 础 。它在工作中承受很大的 冲击载 荷，其重量占整机重量很大比例（ 铸 造机架 为 50左右， 对 焊接机架 为 30左右），而且加工制造的工作量也 较 大。机架的 刚 度和 强 度， 对 破碎机机架的要求是： 结 构 简单 易制造，重量 轻 ，而且要求有足 够 的 强 度和 刚 度。破碎机机架按 结 构分，有整体机架 和组合机架；按制造 工艺 分，有 铸 造机架和焊接机架。 1）整体机架 由于其制造、安 装 和 运输困难 ，故不宜用于大型破碎机，而 多为中小型破碎机所使用。它 比组 合机架 刚 性好，但制造复 杂 。 从 制造 工艺来 看，它也分整体 铸 造机架和整体焊接机架。前者比后者 刚 性好，但是制造 较 困 难 ，特 别 是 单件 、小批量生 产。 后者便于加工制造，重量 较轻 ，但是 刚 性 较 差。同 时 要求焊 接工艺 、焊接 质 量都比 较 高，并焊接后要求退火，但是 随着 焊接技 术的发 展， 国内外腭 式破碎机的焊接机架用得越 来 越多，并且大型破碎机也采用焊接机架。焊接机架用 Q235钢 板，其厚度一般 为 25 50mm。 整体铸 造机架 处 用 铸钢 ZG270-500材料外， 对 小型破碎机破碎硬度 较 低的物料 时 ，也可用 优质铸铁 和球墨 铸铁 。 设计时 ，在保 证 正常工作 调节 下， 应 力求 减轻重 量。制造 时 要求偏心 轴 承中心 镗孔， 与 动额 心 轴轴 承的中心孔有一定的平行度。 2） 组 合机架 大型破碎机机架很重， 不仅制 造困 难 ，而且 运输 也不方便，故 将它制成 组 合机架。 组 合机架 有两 种：一种是 通 过架 壁 间 的嵌 销 ，另一种是用焊接 组 合，它比 刚 性嵌 销连 接 的组 合机架好，加工、 装配 和拆 装 也比 较 好方便。 3 腭式破碎机的主要参数计算 3.1 主轴转速 sL=0.1415B0.85 SL=8+0.241bmin 式中 bmin 最小排料口尺寸（ mm）；（ 150 182mm） 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 23 页 共 44 页 B 近料口尺寸（ mm） （ 900mm） 代入 计 算得 ： sl=45.9mm Sl=44.15mm lL sqn tan2 1 0 0（ 3-1） 式中 n 主 轴转 速 （ r/min）； sL 动腭 下端 点 水平行程 （ mm）； L 排料 从 平 均啮 角（）； q 系 数 ，考 虑 在功耗 允许 的情 况 下 转 速的增 减 系 数 。取 q 0.95 1.05。 根据文 献 中的有 关资 料 来 确定式中各系 数 的取值 q 1； L 23 15.4423ta n12100 n 190.7r/min 3.2 生产能力 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、物料性能以及近料口的几何尺寸和 块 度分布有 关， 因此 为 了 统 一衡量机器生 产 能力的高低， 标 准中的生 产 能力，是指机器在 开边 制公 称 排料口下，每小 时 所 处 理的抗 压强 度 为 250MPa、堆密度 为 1.6t/m3的花 岗 岩物料立方米 数 ， 称为 公 称 生 产 能力（ m3/h）。 计 算公式 为 ： Q=30nLsL(2b-sL) 1/tan L （ 3-2） 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） sL 动腭 下端 点 水平行程（ m） 1 压缩 破碎棱柱体的填充度，中小型机在公 称 排料口下一般取 10.65 0.75。 取 1 0.75 代入 计 算得： Q=159.8m3/h 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 24 页 共 44 页 3.3 影响生产能力的因素 通 过对 影 响生产 能力各因素的分析，可 寻 求提高生 产 能力得途 径 。由式（ 3-2）可知，近料口 长 度和公 称 排料口尺寸 为 常值。影 响生产 能力的 参数 有 sL、 L、 n、 1。 （ 1）适 当增 大 sL是提高生 产 能力 的关键 可以 将 公式（ 3 2）改 写为 LLL sbnLsQ t a n123012 （ 3-3） 可以明 显 的看出， 当动腭 下端 点 水平行程 sL增大 时 ，生 产 能力 Q有明 显 增大。 当然 sL过 大 时 ， 将会 使排料 层 物料 产 生 过压实现 象，并增大 产 品粒度的离散性，甚 至会出 现 在最小排料口下 动腭 与定 腭 的干涉 现 象， 这 是 应该 避免的。 （ 2） 动腭 上部水平行程 对 生 产 能力不 发 生直接影 响 强调 必要的上部水平行程 st对 提高 上产 能力的重要性是值得注意的，因 为进 料口处 的大 块 物料不一定在 动腭 一次往返行程中就得到充分的破碎。 （ 3） 减 小排料 层啮 角 L能提高生 产 能力 由式（ 3 2）可知， 减 小排料 层啮 角 L 可以提高生 产 能力。 这 是因 为 能促 进 充分破碎。 当 采用直 线 型腔 形时 ，破碎腔 啮 角与排料 层啮 角 L相等，要 减 小 L以提高生 产 能力，在要求的破碎比下必定增大机高。如果 将 下部 设计成曲线 腔形，就可以在不增大机高的情 况 下， 仅减 小下端部 啮 角，以便有效地提高生 产 能力可 见 采用下端部 曲线 腔形 减 小排料 层啮 角，是不增大机重又能提高生 产 能力的有效措施。 （ 4） sL、 L、 n三 参数相 匹配 由式（ 3 2）可知增大 转 速 n可以提高生 产 能力，但 人为 地加大主 轴转 速， 将会使已破碎的物料尚未完全 排出时 ，又重新被破碎而在腔 内 出 现 堵 塞现 象，影 响生产 能力的 进 一步提高，因此 应按 式（ 3 2）使 n， sL、 L、三 参数相 匹配。式（ 3-1）是保证 排料 层 物料充分破碎并完全 排出时 的三 参数间的的关 系式。 尽 管在 这 种匹配下， 由提高 转 速可以增大生 产 能力，同 时 也因 转 速增大而使功耗增大；另一方面，由式（ 3 1）可知， 当增 大 转 速 时 ，与其匹配的行程 sL必 会减 小，又 会导 致生 产 能力下降。因此， 应该 按 额 定功率要求，使机器 达 到最大生 产 能力 来 确定 n、 sL、 L三 参数 的最佳匹配。如果 人为 地增大 转 速 来 追求提高生 产 能力，其功耗可能超 过额 定值，以至在破碎 坚 硬物料 时甚 至出 现 功率 不足， 这 种做法 时 不可取 的。 （ 5）下端水平行程与物料填充度 二六届扬州职大毕业设计说明书 第 25 页 共 44 页 尽 管增大下端水平行程 sL可以提高 上产 能力，但不是 说 sL值越大越好。 sL的最大值除 应 考 虑产 品的粒度要求，以及 当 排料口 调 到最小尺寸 时