颚式破碎机的结构设计

1、摘 要在建筑材料生产中,粉碎作业是很重要的过程。粉碎作业的情况直接关 系着产品质量和产品成本。建材工业中采用的粉碎方法,主要是用机械 力来粉碎矿石。经调研由于颚式破碎机具有结构简单、制造容易、维护方便、工 作可靠等特点。所以,世界各国在冶金、化工、建筑材料、矿工等基础 工业部门都广泛采用这种设备。为了提高颚式破碎机的使用效果,许多 国家在结构上、破碎功能上做了些改进和发展。设计内容主要包括了复摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带轮、 地基、动颚齿板、机架等一些重要部件;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,包括保险装置、调整装置、机架结构、润 滑装置等;同时对机器参数(主轴转速、生

2、产能力、破碎力、功率等 作了计算以及对偏心轴作了设计。此外也简单介绍了破碎的意义、破碎 工艺和破碎比的计算,颚式破碎机的主要部件的安装、颚式破碎机的操 作及维修等。关键词 : 颚式破碎机 主轴转速 破碎力AbstractIn construction material production, it is an important course to crush the homework. Crush the situation direct relation product quality of the homework and cost of goods. The method of cru

3、shing to adopt in the building materials industry, mainly crush the ore with mechanical force.Because Jaw type breaker have the simple structure to making easy maintaining convenient ,working reliable such as being by investigation and research. So the countries all over the word adopt this kind of

4、equipment extensively in such basic industrial departments as metallurgy chemical industay construction material miner etc .In order to improvement and development functionally in brokenness.The content of this design totally include jaw crushers move jaw, eccentric shaft, belt pulley, ground , toot

5、hed rack of move jaw, rack and some important components; in other we introduced the principle of jaw crusher , Features of jaw crusher and important components, included insurance unit , adjustment unit, rack structure ,lubrication unit and so on. At the same time, we computed parameter of the mach

6、ine (the speed of main axle, Productivity, the strength of stave power and so on and designed the eccentric shaf . Further more, we simply introduced the significance of stave ,stave technology and the computation of stave strength , Installation of the main components in jaw crusher , the operation

7、 and maintenance of jaw crusher and so on. . Key words:jaw crasher the speed of main axlethe strength of stave power目 录1 绪论. 52 主要零部件的结构分析. 错误!未定义书签。3 复摆颚式破碎机的主要参数设计计算. 错误!未定义书签。参考文献机械设计 高等教育出版社 濮良贵颚式破碎机 机械工业出版社 廖汉元新编机械设计手册 学苑出版社 蔡春原机械设计师手册 机械工业出版社 吴宗泽滚动轴承应用手册 机械工业出版社 刘泽九选矿机械 辽宁冶金工业出版社矿山机械选矿部分

8、冶金工业出版社 周恩浦选矿手册 冶金工业出版社 沈志诚机械设计手册第三版 北京有色冶金设计研究所材料力学 高等教育出版社机械设计课程设计 中国矿业大学出版社 任济生4 各个部件的受力分析. 错误!未定义书签。5 重要零件的设计和校核. 错误!未定义书签。5.1 电动机的选型 . 错误!未定义书签。 5.2 推力板的设计 . 错误!未定义书签。 5.3 V带传动设计. 错误!未定义书签。 5.4 飞轮的设计 . 15 5.5 偏心轴主要尺寸的确定 . 166 颚式破碎机的使用与维修. 186.1颚式破碎机的使用 . 18 6.2颚式破碎机的维护 . 19结 论. 21 致 谢. 23 参考文献.

9、 251 绪论1.1 物料破碎及其意义从矿山开采出来的矿石称为原矿。原矿是由矿物与脉石组成的,露 天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在 2001300mm 之间,地下矿开 采出来的原矿最大粒度一般在 200600mm 之间,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 15mm 产品的作业,小于 1mm 粒度的 产品是通过磨碎作业完成的。(1制备工业用碎石大块石料经破碎筛分后,可得到各种不同要求粒度的碎石。这些碎 石可制备成混凝土。它们在建筑、水电等行业中广泛应用。铁路路基建 造中也需要大量的碎石。(2使矿石中的有用矿物分离矿

10、石有单金属和多金属,而且原矿多为品位较低的矿石。将原矿破 碎后,可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离,作为选矿的原 料,除去杂质而得到高品位的精矿。(3为磨矿提供原料磨矿工艺所需粒度大于 15mm 的原料,是由破碎产品提供的。例 如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中,都是由破碎 工艺提供原料,再通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。技学院的老师们道一声深深的感谢。致 谢复摆颚式破碎机是一种在矿山工程和建设工程中广泛使用的破碎机 构,这是因为其结构简单紧凑、偏心轴传动件受力较小、动颚垂直位移 较小、加工时物料较少有过度破碎的现象、动颚颚板的磨损较小,而我 的毕业设计课题是根

11、据生产能力、进料口尺寸等设计出合理的机构,因 而对我的专业知识的学习与应用都具有重大的意义。在此毕业设计期间,我在张老师的指导下,翻阅了大量资料,对复 摆颚式破碎机有了较系统的认识,最后终于如期完成了毕业设计的任 务。通过此设计,我重新复习了所学的专业知识:机构的连接、安装、 定位、配合;也了解了其基本的运动学知识、动力学相关零件的较核, 还有设计机构的经济性、可靠性、合理性、优化设计等知识。这是个自主学习的过程,使我收益颇多,积累了我的实际经验,只 有理论与实践相结合才是学习的目地,这次毕业设计,使我认识到知识 的不足和理论与实践也可能相脱离。也使我能更好地查阅资料,是一次 很好的实践练兵,

12、锻炼了我独立分析问题和解决问题的能力,对我以后 继续深造的一次良好机会,我感触颇多。这次毕业设计,我有幸能和同学一起讨论交流,也有幸得到张老师 的指导,他给予了我大量帮助,在此我向指导老师表示诚挚的谢意。最后,临此毕业之际,对四年以来,一起陪伴着、关心我的万方科最终破碎粒度是根据产品的用途确定的。需要进行磨矿作业的矿 石,应考虑到破碎与磨矿总成本较低来确定破碎产品的粒度。一般较适 宜的粒度为 1025mm 。把原矿粒度与破碎产品的粒度的比,称为总破 碎比,若露天矿开采出来的原矿粒度为 2001300mm 则破碎作业的总破 碎比的范围为: max max m in /1300

13、/10130 i D d = min min max /200/258 i D d = 一台破碎机只能在一定限度的破碎比下才有合理的结构,才能最有 效地工作,因此使一台破碎机达到这样的破碎比是很有困难的。各种破 碎机的破碎比范围见表 1-1。可见,要把原矿破碎到需要的粒度,必须 将若干台破碎机串连进行分段破碎。总破碎比等于各段破碎比的乘积、 为了发挥串联破碎机的破碎能力,不使小块矿石进入破碎机反复进行破 碎,因此将破碎与筛分有机结合,构成合理的破碎工艺流程。表 1-1 各类破碎机的破碎比 1-固定筛 2-颚式破碎机 3、5-振动筛 4、6-圆锥破碎 7-

14、矿仓 8-磨 机图 1-1 破碎流程图图 1-1为一段破碎机机流程图,原矿经固定筛分后,筛上大块物料 进入颚式破碎机 2,筛下颚式破碎机 2的产品一起经振动筛 3筛分;筛 上物经圆锥破碎机 4破碎,筛下物和圆锥破碎机 4的产品一起经振动 5 筛分;筛下物作为磨机 8的原料,落入矿仓 7,筛上称进入圆锥破碎机 6破碎,破碎机 6与振动筛 5构成封闭系统进行反复破碎、筛分,该系 统称为封闭破碎系统。颚式破碎机 2和圆锥破碎机 4的产品,均经筛分 后进入下一流程,故称开路破碎。 结 论颚式破碎机是比较常用的破碎设备,本设计主要是对 PE250´400 动颚和传动部分进行设计。包括其主要零件

15、的设计,同时介绍了颚式破 碎机的安装、使用及修理等。本设计是复摆颚式破碎机,通过设计可以得出复摆颚式破碎机与简 摆颚式破碎机的不同之处:(1由于复摆颚式破碎机将简摆颚式破碎机的连杆与动颚合二为一 且只有一个肘板,所以其结构更加简单。具有结构简单、运动可靠、重 量轻等优点。(2复摆颚式破碎机动颚上各点的轨迹分布比较合理,其水平行程 沿动颚颚板由上至下逐渐加大,正好满足破碎大块物料需加大压缩量的 要求,且排料时动颚下端点向下运动,促进排料以提高生产能力。(3复摆颚式破碎机的动颚垂直行程大,加剧齿板与物料间的摩擦 作用,这样不但加快了破碎板磨损,降低其使用寿命,使产品出现粉 料,粒度不均匀,而且使非

16、生产性的能量消耗增加。因此在复摆颚式破 碎机中用滚动轴承,且在肘板支承处采用高副纯滚动联接,以提高破碎 机的机械效率,降低其单位功耗。  1.2 破碎物料的性能及破碎比矿块的大小称为粒度,由于矿块形状一般是不规则的,需要用几个 尺寸计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。(1平均直径 d 矿块的平均直径用单个矿块的长、宽、厚平均值表示。  ( /3 d L b h =+ (1-1式中  L -矿块的长度(mm  b -矿块的宽度(mm  h -矿块的厚度(mm 或用长、宽的平均值表示: ( /2 d

17、L b =+ (1-2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  eq d 矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。等值直径是将细料物料颗 粒作为球体来计算的。 eq d = (1-3 式中  m -矿料质量(kg r -矿物密度( 3 / kg m   V - 矿料的体积( 3 m  (3粒级平均直径 d对于由不同粒度混合组成的矿粒群,通过用筛分方法来确定矿粒群 的平均直径,例如上层筛孔尺寸为 

18、0;1 d ,下层筛孔尺寸为  2 d ,通过上层而留在下层筛上的物料,其粒度既不能用也  1 d 也不能用  2 d 表示。当粒 =1.414时,可 用粒度平均直径表示,即  2 1 ( /2 d d d =+ (1-4否则用  12  d d 表示粒级。破碎产品都是由粒度不同的各种矿石矿粒所组成,为了鉴定破碎产 品的质量和破碎机的破碎效果,必须确定它们的粒度组成和粒度特性曲 线,确定混合物料的粒度组成,

19、通常采用筛分分析法(简称筛析。筛析一般采用标准筛,筛面使用正方形筛孔的筛网。我国通常采用 泰勒标准筛,其筛孔大小用网目表示,它指一英寸长度(一英寸等于 25.4mm 内所具有的筛孔数目。这种筛子是以 200 目作为基本筛 =1.414和补充筛比(2=1.189,筛孔的尺寸可根据筛比计 算。例如,基本筛的上一基本筛为 150目筛子的筛孔尺寸,可用基本筛 的筛孔乘以基本筛为 0.074 2 =0.105mm。若计算两筛之间的补充筛筛 孔尺寸,则用基本筛的筛孔尺寸乘以补充筛比得到,即 0.074´ 2=0.088mm.我国尚无用于破碎机的产品粒度分析标准,在实际测试时,

20、各厂家 使用的筛孔形状(方孔或圆孔及序列也不尽相同。如果参照泰勒标准 筛关于基本筛比的规定来确定筛孔序列,即各筛间的筛比天有不大于 油泵润滑应定期注油。用黄油杯加油,大约每隔 4050min加油一次。 肘板的肘头每隔 34h 滴入一次机油。3.检查回油中是否含有金属粉末等污物,若有污物,应停车拆开 轴承等部位检查。4.检查各部位螺栓和飞轮键等联接键有无松动现象。5.检查齿轮板和传动部件的磨损情况,拉杆弹簧是否正常。6.经常保持设备清洁,做到无积灰、无油污、不漏油、不漏水、 不漏电、不漏灰,特别注意不让灰尘进入润滑系统和润滑部位。7.定期清洗过滤冷却器,洗净后应待完全晒干方可继续使用。8.定期更

21、换油箱内的润滑油,一般半年更换一次。3.启动和运转中应注意的是事项(1 启动破碎机,应注意控制盘上的电流表,通常启动高峰电流静 3040s后,就降到正常工作电流。在正常运转过程中,也要注意电流 表的指示数,不应较长时间超过规定的电流值,否则容易发生烧毁电动 机事故。(2 破碎机正常运转后,就可以开动给料设备,向破碎腔内给料, 并根据料块的大小和破碎机运转情况,调节给料机的转速以改变给料 量。如料块大,破碎腔中的物料较多,给料量就要适当减小,反之应增 加给料量。通常破碎腔中的给料高度不超过破碎腔高度的 2/3,对于中 小型破碎机,破碎腔中的物料高度一般不超过腔的 80%。(3 操作中必须均匀给料

22、有利于提高产量。要严防不能破碎的物料 进入破碎腔,如斗齿钻头和履带板。(4 设备运转中,要每隔一定时间对各部位进行检查,实行巡回检 查。(5 设备运转中,如发现产品粒度过大,则应停车检查排矿口间 隙。  6.2颚式破碎机的维护日常维护有以下几个方面:1.检查轴承的发热情况。对滚动轴承其温度不超过 70。若超过 规定的温度,应立即停车检查和排除故障。2.检查润滑系统是否正常,齿轮油泵的工作无撞击声,观察油压 表的数值,检查 油箱中的油量润滑系统是否漏油,若发现以上各种情况不正常,应及时处理。动颚悬挂轴承和肘板肘关处,用电动或手动干  ,就可以将上、下两筛间的产品粒度,用粒度平

23、均直径表示,这对 于分析粒级特性显然是很方便的。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方法:(1压碎 将矿石置于两个破碎表面之间,施加压力后矿石因压力 达到其抗压强度限而破碎(图 1-2a。(2劈裂 用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石 沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉应力达到矿石 的抗拉强度限 (图 1-2b。(3折断 用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石就像 受集中载荷的两支点或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度限 时矿石被折

24、断 (图 1-2c。(a (b (c (d (e图 1-2 矿石的破碎和破碎方法(4磨碎 矿石与运动的工作表面之间受一定压力和剪切力时,矿 石内的剪切应力达到其剪切强度极限时,矿石即被粉碎(图 1-2d。1 d  ：最小直径，安装大带轮的外伸轴段， d  = 67 mm 。  1  d  ：密封处轴段，根据大带轮的定位要求，以及密封圈的标准 2  mm  （拟采用毡圈密封）， d 2 = 50  。  d  、 d 4

25、0;：锥套处轴段，根据锥套和轴承的定位要求，  3  d  = 90  ， d 4 = 100  。  mm  mm  3 d  ：滚动轴承处轴段， d  = 120  。选择调心滚子轴承 mm  5  5 22328C。  d  ：曲柄颈轴段，滚动轴承采用脂润滑，考虑挡油盘的轴向定 6  mm  6 位， d  = 130  。 5  6  其中

26、， d  、 d  段属于偏心部分，偏心距 r  = 6mm 。整个偏心轴是完 全对称的。 各轴段长度的确定  mm  1 L ： 由大带轮轮毂宽度 B  = 132 mm 确定， L  = 128  。  1  L  、 L  、 L  ：由动颚结构、轴承端盖、装配关系等确定，  2  3  4  mm  L

27、0; = 108  。  L  = 10  mm  L  = 48  mm  3 2 4 L  ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定， L  = 142  。  mm  5  5 L  ：由装配关系、动颚结构等确定， L  = 170  。  mm  6  6 （2）用 i  间接表示破碎比， i  即破碎机给料口有效

28、宽度和公称排料 2  2  口尺寸 b 之比  i2  = 0.85B / b 式中  B -破碎机的给料口宽度 (mm；  b -破碎机的开边制公称排料口宽度(mm。 ,  破碎比 i  还可以用该破碎机允许的最大给料宽度 D  与公称排料口 2  max  宽度 b 之比表示。  ,  i2 = Dmax  / b （3用破碎前后各种粒度混合物料的等值粒度 D  之比来计算破碎 eq

29、  比 i  。  3  i3 = Deq1 / Deq 2  1.3 复摆颚式破碎机特点 复摆颚式破碎机的机构属于四杆机构中曲柄摇杆机构的应用,曲柄 为主动件。颚式破碎机以结构简单、性能可靠、维修方便在物料粉碎行 业广泛应用。 复摆颚式破碎机的动颚，是直接悬挂在偏心轴上的，是曲柄连杆机 构，没有单独的连杆。由于动颚是由偏心轴的偏心直接带动，所以活动 颚板可同时做垂直和水平的复杂摆动，颚板上各点的摆动轨迹是由顶部 的接近圆形连续变化到下部的椭圆形，越到下部的椭圆形越扁，动颚的 水平行程则由下往上越来越大的变化着，因

30、此对石块不但能起压碎、劈 碎，还能起辗碎作用。由于偏心轴的转向是逆时针方向，动颚上各点的 运动方向都有利于促进排料，因此破碎效果好，破碎率较高、产品粒度 均匀且多呈立方体。 复摆颚式破碎机和简摆颚式破碎机相比较，复摆颚式破碎机的机器 重量较轻，结构简单（少了一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴 承），生产效率较高（比同规格的简摆颚式破碎机生产效率高 20% 30%）等优点。但复摆颚式破碎机的颚板垂直行程大，石料对颚板的磨 削作用严重，磨削较快，且能量消耗也大，工作时易产生较多的粉尘。 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

31、架、颚板、侧 护板、主轴、飞轮、肘板和调整机构等组成。 机架即机座，实际上是个上下开口的四方斗，主要用作支承偏心轴 和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足够强度，一般采用铸钢整 体铸造，规格小的可用优质铸铁代替。大型破碎机的机架由分段铸成后 再用螺栓装配在一起，铸造工艺较为复杂。自制的小型颚式破碎机可用 4050 毫米厚的钢板焊成，但其钢度不如铸钢好。 颚板包括活动颚板和固定颚板，各与颚床组成活动颚和固定颚。颚 板用楔形铁块和螺栓固定在颚床表面，保护颚床不受磨损。固定颚的颚 床就是机架，活动颚的颚床悬挂在偏心轴上，由于它直接承受对石料的 挤压作用力，所以必需有足够的强度和刚度活动颚床一般用铸

32、铁或铸钢 制造。颚板直接和石块接触，除承受挤压和冲击力外，尚与石块强烈摩 擦，因此要求用高强度且耐磨的材料制造。常用的是铸锰钢颚板，其铸 钢含锰量为 1214%左右。若条件受限制时，可用白口铸铁代替，但容 易磨损和折断，使用寿命不长。为了有效地破碎石料，颚板表面常铸成 波浪形和牙形，其齿峰角度一般为 90°110°，齿高和齿距视出料粒 度和产量要求而定。齿形高齿距小，则出料粒度小，产量低，动力消耗 大。一般齿高和齿距之比为 1/21/3 之间。由于复摆式的特点造成颚  5.5 偏心轴主要尺寸的确定 （1）偏心轴的材料选择和最小直径估算 根据工作条件，初选

33、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，即： d min = A  3  0  P  ，初算轴径时，若最小直径轴段 n 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% 。 A  值由所引教 0  材表 15-3 确定，取 A0  = 126 。  d  = A  3  min 0  p  15

34、60;´ 0 95  .  3 = 126    = 46 3  .  mm  n  300  因最小直径处安装大带轮，设有一个键槽，则：  ,  d min = d min (1 + 7% = 46.3 ´ (1 + 0.07 mm = 49.5  ，取为整数  mm d min  = 50  。 mm 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，故取 d  = 67 mm 。  （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、轴向宽度及零件间相邻 位置等要求，初步设计偏心轴草图 5-1： 图 5-1 （3）偏心轴的结构设计 各轴段直径的确定 偏心轴结构 5.4 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，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:  G =