PE600900复摆颚式破碎机的设计

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）PE-600900复摆颚式破碎机的设计摘 要颚式破碎机经过100多年的实践和不断地改进，其结构已日臻完善。它具有结构简单、制造容易、维修方便等特点。所以，至今仍然是粗碎和中碎作业中最重要和使用最广泛的一种破碎机械。本文主要是对PE600900复摆式颚式破碎机设计计算。在工作过程中，动颚板靠近固定颚时，位于两颚板间的矿石受压碎、劈裂和弯曲作用而破碎。当动颚板离开固定颚板时，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排出，所以物料间的破碎是在两块板之间进行的。复摆式颚式破碎机主要有机架、偏心轴、动鄂、动鄂衬板、定额衬板等部件，包括调整装置、安全保护装置和密封防尘装置。本论文主要

2、研究复摆颚式破碎机的运动分析、结构参数、性能参数、电动机的选择、偏心轴的设计校核、V带的计算、传动方案的比较确定、偏心轴的优化改进措施、调整装置和安全保护装置。关键词：复摆式颚式破碎机；传动；功率消耗2The Design Of PE-600900 Jaw CrusherABSTRACTThe jaw crusher after 100 years of practice and improvement, its structure has been perfected. It has the advantages of simple structure, easy manufacture,

3、convenient maintenance and so on. So, it is still the most important and one of the most widely used crusher crushed and broken operations. This paper is mainly crusher design calculation of pe600 * 900 type of compound pendulum jaw. During operation, the movable jaw plate close to fixed jaw, jaw pl

4、ate in two Calculation of motion analysis. Under the action of gravity ore in ore crushing, splitting and bending and crushing. When the movable jaw plate leaves the fixed jaw plate, has been broken, the discharging mouth, so the material is broken in two pieces of board between compound pendulum ja

5、w crusher machine main frame, eccentric shaft, the movable jaw and the movable jaw lining board, the fixed lining board and other components, including adjusting device, safety protection device and a sealing proof device. This paper mainly studies the compound pendulum jaw crusher, the structure pa

6、rameters and performance parameters of the motor, the eccentric shaft design and check, V belt transmission scheme is determined, and the eccentric shaft of the optimization and improvement measures, adjusting device and safety protection device.KEY WORDS: Compound pendulum jaw crusher; transmission

7、; power consumption目录前言1第1章 颚式破碎机的意义和现状发展21.1 颚式破碎机破碎物料的意义21.2 颚式破碎机的应用21.3 颚式破碎机破碎物料的意义21.3.1 颚式破碎机现状21.3.2颚式破碎机的发展3第2章 颚式破碎机类型和工作原理42.1 颚式破碎机的类型42.2 复摆型（复杂摆动型）颚式破碎机工作原理62.3 复摆颚式破碎机的优缺点7第3章 主要零部件和基本数据83.1 传动件83.2 机架83.3 动颚83.4 动颚衬板和定颚衬板83.5 偏心轴与其转速N83.6 飞轮9第4章 PE600900 型颚式破碎机结构参数设计114.1 行程特性值114.2

8、啮角114.3 动颚的水平行程114.4 偏心距 e124.5 动颚轴承中心距给矿口平面的高度h124.6 偏心距e对连杆长度的比值134.7 推力板长度K134.8 连杆长度134.9 悬挂高度13第5章 PE600900 型颚式破碎机的主要性能参数计算145.1 破碎力计算145.2 最大破碎力165.3 主轴转速165.4 电动机功率175.5 电动机的选择175.6 生产能力185.7 轴功率19第6章 偏心轴的结构设计及尺寸确定206.1 偏心轴的结构设计206.2 偏心轴细部结构216.3 偏心轴的校核21第7章 V带及带轮的设计257.1确定计算功率257.2 带轮的结构设计27

9、7.3 方案的比较和选择277.4 飞轮的设计27第8章 优化改进措施和调整装298.1 采用外锥套代替平键联接298.2 偏心轴的改进298.2.1 改进前的状况298.2.2 修复及改进措施308.2.3 改进效果308.3 调整装置308.4 过载保护装置308.5 密封防尘装置31结论32谢 辞33参考文献34前言从第一颚式破碎机的问世，颚式破碎机已经有140年的历史，在改善的过程中，其结构和性能进行了改进。因为颚式破碎机结构单一、工作性能可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业被普遍利用。由于破碎物料的需求不断增加，而能源越来越短缺，因此对破碎作业的改善越来

10、越迫切，需要研究高效破碎设备和改进现有破碎设备，以现代设计方法的颚式破碎机进行研究和开发，提高颚式破碎机的性能和产量，提高设计效率和质量，降低成本、缩短产品开发周期。为了改良颚式破碎机整体性能和提高工作效率，国内外研制了各类型号颚式破碎机。复摆颚式破碎机主要是由动颚衬板和固定衬板组成。动颚衬板做往复运动的固定衬板的相对运动，周期接近和分离，动颚衬板和固定衬板之间的物料时，分裂和弯曲和破碎。复摆颚式破碎机重量轻，主要包括：结构简单，连接杆，支架，轴和一对轴承，并与单摆颚式破碎机生产效率高的机器的规格。复摆颚式破碎机主要适用于破碎中硬度物料，多用于中、细碎，破碎比可达。随着科学技术机械工业的提高，

11、复摆颚式破碎机倾向大型化方向发展。颚式破碎机的粉碎工作在动颚衬板和定额版之间进行，装配在机架上的一块颚板称为定颚板，固定在往复运动动颚 上的另一块衬板称为动颚板，颚板表面一般加工成齿形。动颚板、定颚板以及侧衬板构成了一个破碎腔，所以颚式破碎机的迸料口和排料口都是长方形。破碎机的命名规范用进料口宽度长度（BL）。我国研制的复摆颚式粉碎机规范机型中，用汉语拼音字头P(破)，E(颚)和BL(mm)来表示其规格。例如，进口600mm900mm复摆颚式破碎机，本论文由PE600900表示。第1章 颚式破碎机的意义和现状发展1.1 颚式破碎机破碎物料的意义(1) 增加物料的比表面积。物料粉碎之后，比表面积

12、会增加，提高了物料物理作用的效果和化学反应的速率。例如，几个不同的固体材料的混合物，如果对象是破碎的和更细，混合均匀度较高。(2)可以制备为工业所用的物料。经过破碎、筛分物料量大，能满足材料不同粒度的要求，该材料可用于土木工程施工，可以配制混凝土，他们在民间，已被广泛应用于水利工业。(3)使物料中的有用矿物分离。物料分为单金属矿，以及多金属矿，原矿多为一些品质很低的物料，将原矿破碎筛分后，可以将有用金属、脉石和有害杂质分离开来，除去有害杂质从而得到高品质的精矿。(4)为原料的粉碎。磨矿过程需要小于1.5mm的材料，由材料的断裂提供。1.2 颚式破碎机的应用 颚式破碎机是广泛应用于建材工业、冶金

13、、煤炭、化工等工矿企业，该机主要用于各种材料的硬度高于7级。颚式破碎机材料硫铁矿石、石灰石、重晶石和青金石。使用的颚式破碎机的生产过程，应事先设定控制进给速度装置，预筛选和检查筛选，将原料粉碎后粒度均匀，破碎率显著降低，提高产品质量。按最大给料粒度选择型破碎机。生产小于550吨/小时，倾向于选择颚式破碎机；应用于中、细碎，且在生产量较小时选用颚式破碎机。1.3 颚式破碎机破碎物料的意义 1.3.1 颚式破碎机现状自从1985年美国人发明了简摆颚式破碎机以来，一直在广泛使用；另一方面颚式破碎机结构在不断的完善，参数在不断优化，性能在不断提高。20世纪70年代末以来，国内外生产厂家先后推出许多新型

14、、高效、节能式颚式破碎机，其特点采用新技术、采用新的结构方式、采用新的腔形和材质。我国在颚式破碎机研制上取得了较为丰硕的成果，在一定程度上推动了破碎机行业的发展。1.3.2颚式破碎机的发展动颚最好的运动特征是保证颚式破碎机最佳机能的基本因素。借助机构优化设计可以得到这类特性。所以有，颚式破碎机部分优化设计是保证破碎机有最好的机能的根本方法。动颚破碎机重量比拟大的零件，并且结构繁杂。合理动颚结构设计应以动颚受力为根本依据，在强度和刚度要求都满足的前提下，尽可能优化结构，减小动颚重量。加强筋布置的位置，应满足设计要求的应力下的改进。现有机型的颚式破碎机的加强筋厚度从上到下相同的厚度。在应力状态，减

15、轻体重可以采用变厚度钢筋。这是加强筋厚度的头应尽可能小，越往下越厚。此外，机架，动颚可以通过有限元，研究框架，动态有限元优化设计结构，框架，对光照条件下，动颚，和高水平的可靠性。综合破碎机发展现状和破碎理念的反发展趋势，破碎机应向大型化、轻型、绿色环保、机电一体化、标准化系列化、精加工高材质化、高效节能化发展，逐步提高国内破碎机产品质量达到世界一流水平。第2章 颚式破碎机类型和工作原理2.1 颚式破碎机的类型颚式破碎机是广泛应用于矿山，这是因为该机结构简单，完整的和大规模的模型。颚式破碎机主要是用来作为粗碎破碎机应用。现有颚式破碎机按动颚的运动特征，分为简单摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型

16、式，如图2-1（a）、（b）、（c）所示。(a)简单摆动型 (b)复杂摆动型 (c)混合摆动型1定颚；2动颚；3推力板；4连杆；5偏心轴；6悬挂轴图2-1 颚式破碎机的主要类型图2-2 颚式破碎机机构简图颚式破碎机是曲柄摇杆机构，机构图如图2-2所示。图2-3中AB是曲柄表示颚式破碎机破碎机偏心轴，BD连杆表示破碎机动颚，CD摇杆是图2-3 复摆细碎颚式破碎机机构运动简图破碎机肘板，EF表示定颚。提高曲柄AB长度，移动每个点的颚值横将增加，提高破碎机的生产能力，而且会增加破碎机功能的损失，增加破碎腔的应力状态。一个关于E高度降低，从而降低悬架高度h，提高各点的动态横在较低的颚式破碎机，破碎机降

17、低高度，重量，减少出行特征的各点的动态系数，从而大大提高破碎机整机工作性能。传动角的大小对破碎机性能有很大的影响，增大传动角关于改善破碎机受力很有利，提高了物料破碎力，但同时也减小了动颚下端水平行程大小。增大垂直行程，从而加大动颚衬板磨损，减小衬板寿命。简摆式颚式破碎机，颚式破碎机的上、下横分布合理，并具有垂直行程较大，所以有利于破碎腔的落料，使生产能力高于简摆式颚式破碎机。但也因为它的垂直行程过大，使固定颚板，动颚衬板磨损是非常严重的，严重的低颚式破碎机的使用寿命，两个弹道性能基本形式的颚式破碎机显示在表2-l中，S代表破碎机排料口水平行程。所以本文颚式破碎机是基于PE600900型复摆式颚

18、式破碎机。表2-1两种基本形式破碎机动颚轨迹性能比较简摆式颚式破碎机复摆颚式破碎机进料口垂直行程0.15s2.5s水平行程0.5s1.5s特性值0.31.67排料口垂直行程0.3s3s水平行程1s1s特性值0.332.2 复摆型（复杂摆动型）颚式破碎机工作原理如图2-1所示，动颚2直接悬挂在偏心轴5上，遭到偏心轴的直接启动。用止推板3动颚底部支撑在机架的后壁。当偏心轴转动时，直接带动了活动颚，活动颚上部的运动轨迹近似为圆形，底部因受推力板的约束，运动轨迹为圆弧形，中部为椭圆形。因为这种破碎机工作时，动颚各点上的活动轨迹比较繁杂，故称为复杂摆动型颚式破碎机，简称复摆型颚式破碎机。复摆型颚式破碎机

19、动颚上部水平行程为下部的1.5倍，适合上部压碎大块矿石。他的垂直位移上部为2.5s、下部为3s。在破碎腔中矿石除受到颚板的积压和弯曲作用外，还有研磨揉搓作用，其破碎比可达到10。图2-4 复摆颚式破碎机动颚各点轨迹图2.3 复摆颚式破碎机的优缺点（1） 复摆型颚式破碎机功率损耗匀称。（2） 动颚的笔直途程相对较大，这对于排料、特别是排出粘性及潮湿物料有益。（3） 和简摆颚式破碎机，结构简单，紧凑，生产能力高。（4） 由于动颚垂直行程较大，物料不仅受到挤压作用，还受到部分的磨削作用，加剧了物料过粉碎现象，增加了能量消耗，产生粉尘较大，颚板比较容易磨损。（5） 复摆式颚式破碎机在破碎物料时，动颚受

20、到的巨大挤压力，直接作用到偏心轴上。目前这类破碎机都制成中、小型的。（6）复摆颚式破碎机可以加速出料速度，提高生产能力。6洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 主要零部件和基本数据3.1 传动件一般是Y系列电动机作为原动机，传动件为V型带传动，装有小带轮，小带轮用圆头平键与电机主轴相连。电机与底座用螺栓衔接，底座开出槽用来调节电机皮带的紧。3.2 机架主要用来支撑侧衬板、偏心轴、动颚衬板和定颚衬板，并且承受工作粉碎中破碎力。普通铸钢（如ZG35）整体铸造，构件组装，也可用厚钢板焊接。本文中讨论的是，小型颚式破碎机的框架，以方便处理，采用钢板焊接成。为了增加刚性、强度，增加了加强筋。3.3 动颚动

21、颚一般用ZG45或者ZG35铸成，上部由偏心轴支撑，轴承用双列滚动轴承，下部由推力板支撑。动颚工作表面装配带齿的破碎板，用螺钉紧固,要注意防松。为了减轻重量，增大刚性，有时动颚做成箱形体，动颚的最底部，用钩头拉杆钩住。动颚的安装倾斜角通常为。3.4 动颚衬板和定颚衬板颚式破碎机的破碎衬板包括了定颚板、动颚板及两侧壁的边护板。在实际生产中破碎机破碎物料主要工作是由动颚及定颚上的破碎衬板来完成的，破碎衬板的齿面是与破碎物料直接接触的，在破碎工作中承受了很大的冲击挤压力这就造成了衬板极易磨损甚至坏掉，成了破碎机上的易损件。3.5 偏心轴与其转速N支撑动额、飞轮和大带轮,承受弯曲、扭转,起曲柄作用。偏

22、心距一般为1035mm，是颚式破碎机最重要的零件，常用42MnMov、30MnMoB、34MnMo等高强度优质合金钢锻造加工而成，小型的也用45钢。一般需经调质等处理。本颚式破碎机把偏心轴分成直轴和偏心轴套，偏心轴套质同样用45钢，需要进行调质处理。颚式破碎机的主轴转速即指偏心轴的转速n，偏心轴每转动一圈动颚便往复摆动一次。3.6 飞轮安装飞轮的目的是储存能量，由于颚式破碎机的工作是间歇性的，工作冲程与回程消耗的功差别很大，从而引起负载与速度的波动。为将负载、速度的波动控制在一定工作范围内，颚式破碎机由于一端装有大带轮，故只需在另一端装飞轮,使动能增加。颚式破碎机主要由定颚、动颚和推力板等零部

23、件组成，其结构如图2-4所示。由破碎与筛分机械设计选用手册可知PE600900 型复摆颚式破碎机的技术参数要求如表3-1所列，PE600900 型颚式破碎机安装尺寸如表3-2所列。7表3-1 PE600900 型复摆颚式破碎机的技术参数进料口尺寸（宽长）/mm600900最大进料粒度/mm500排料口调节范围/mm65160处理能力/（t/h）70120250电动机功率/kW5575表3-2 PE600900 型颚式破碎机安装尺寸/mmA1840B1400C960D1540E()1515F2305G1590H390I15059 第4章 PE600900 型颚式破碎机结构参数设计4.1 行程特性

24、值行程特性值是指动颚齿面上各点的垂直行程h与水平行程S之比，公式为m=h/S。m值越大，破碎颚板对物料的破碎筛分效果越好，动、定颚衬板的磨损越快。复摆颚式破碎机的固有特性是m值大，因此，可以采用减小动颚悬挂高度h的方法来改善它的行程特性。当机器作细碎用，行程特性值可适当取m=2.12.5。4.2 啮角图4-1 颚式破碎机的啮角示意图颚式破碎机动颚衬板与定颚衬板间的夹角称为啮角。颚式破碎机正常工作时，物料在破碎腔内不被挤压出机器外面，在x、y方向的分力之和应该分别等于零，其计算公式为： （4-1）式中：f是物料与动颚齿板间的摩擦系数，f=0.28。代入式（4-1）计算得=3117。在实际生产过程

25、中，啮角一般只取其理论计算值的65%，即=0.65=2020，因此在本设计中取破碎角21。4.3 动颚的水平行程动颚摆动行程是破碎机非常重要的结构参数。动颚的水平行程对生产效率的影响也很大，如果水平行程较小，就会导致生产效率的下降，但是排料口的水平行程过大，将产生排料口物料聚集现象，从而使破碎力的数值迅速增大，导致破碎机过载，使过载保护部件损坏。目前，常用下端水平行程的计算公式有： （4-2）下端点许用水平行程： （4-3）式中：-最小排料口尺寸（mm），=65mmB-进料口尺寸（mm），B=600mm由（4-2）式：（4-3）式：实际上，动颚行程大都是根据经验数据确定的，通常对于大型颚式破碎

26、机，S=2545mm；而中小型颚式破碎机，S=1220mm。在此，参照颚式破碎机现有的设计经验，初取则合理。4.4 偏心距 e颚式破碎机的偏心距e对生产效率和机器的性能参数等都有很大的影响。使e增大可增加动颚的水平行程，改善了复摆机的行程特性，但是会导致颚式破碎机的功率增大,不符合节能要求。在传统的颚式破碎机设计计算过程中，可以根据动颚行程和画机构图来确定偏心距的大小；也可以用分析法来确定；对一般常用的颚式破碎机，还可以采用经验公式来确定。e=/2.2mm （4-4）将=24mm代入（4-4），计算得出e=11mm。4.5 动颚轴承中心距给矿口平面的高度h为了保证破碎腔上部产生足够大的破碎力破

27、碎体积大的物料，在给料口，动颚必须具备一定的摆动行程。动颚的轴承中心距给矿口平面的高度：复摆式颚式破碎机为hL。L为动颚的长度。4.6 偏心距e对连杆长度的比值在曲柄摇杆机构中，曲柄等速回转，但是摇杆来回摆动的速度不同，具有急回特性。连杆越短，即越大，这种现象就越显著。曲柄即偏心轴的转速是根据矿石在破碎腔中自由下落的时间确定。因此，连杆的长度不可以过短。通常，对于中、小型颚式破碎机： （4-5） （4-6）由于e=11mm则715935mm，同时得出L=7941100mm。式中，L为动颚长度。4.7 推力板长度K动颚的摆动行程S和偏心距e确定后，在选择推力板长度时，对于复摆式颚式破碎机，当曲柄

28、偏心位置最高时，两个推力板的内端点会低于两个外端点的连线。推力板与连杆之间的夹角角近于，后推力板在角度为之间运动。推力板长度与偏心距e的关系为： （4-7） （4-8）式中，为推力板长度的最小、最大值，mm；e偏心距，mm。4.8 连杆长度连杆长度指的是动颚轴承中心到动颚肘板衬垫对称中心之间的距离，当改变连杆长度时，实际上改变了动颚下端点在连杆上的位置，进而改变了肘板固定支承点在机架上的相对位置。4.9 悬挂高度悬挂高度h指的是曲柄固定支座到定颚板上水平面之间的垂直高度，其决定了动颚上端点在连杆上的位置，动颚上端点相对于连杆上的动颚轴承中心越高，其水平行程值便越大，特性值越小。12第5章 PE

29、600900 型颚式破碎机的主要性能参数计算5.1 破碎力计算以立方体和球体两种典型物料形状为依据，并考虑大尺寸进料快粒是逐渐阶段破碎成品而卸出，求出总的破碎力，破碎力的大小取决于颚板凸齿作用点施加的（物料应力）和物料抗压强度。实际破碎作业中，成品多位立方体，故破碎力计算多以立方体物料为依据，因入料尺寸相同时，立方体破碎力球体变大，还可保证机械工作的可靠性。下面以立方体物料分析。（1）第一阶段破碎，图5-1表示作用在立方上的力图5-1 破碎力作用于物料示意图立方体由于齿棱作用，受力面产生拉应力，支撑面产生压应力，这些力在断裂面上引起的应力为非标准机械设备设计P580：故得 （5-1）式中：-第

30、一阶段使物料碎裂的破碎力（N）；-物料的抗劈强度（约等于抗拉强度N/cm2）；-立方体物料边长（cm）；-齿棱间距（cm）。(2)第二阶段破碎.物料经过第一阶段破碎以后,成为两个半立方体,在动颚摆开时落入破碎时,并改变方向进行再破碎,第二阶段的破碎力是: （5-2)(3)第三阶段破碎.物料进行第二阶段破碎以后,成为4块体进行再破碎.第三阶段的破碎 （5-3)假设所破物料的抗劈强度是=500N/cm2 。而颚板齿棱距Z=200mm；W=500mm,则第一阶段破碎力 （5-4)此力产生侧向分力,设棱角为90,则侧向力为631KN。 （5-5) (5-6)边长500mm立方体，至少和动颚的一个齿棱相

31、接触，因而此时破碎力为893KN。在特殊情况下，也可能同时与3个齿棱接触，此时破碎力为2679KN。取平均值1786KN。经过多次冲击以后，新的立方体才能最后形成。原始进料的破碎力和第二阶段中最后两个冲击的破碎力可能同时出现，因而总破碎力 (5-7)这两个破碎力的作用点取决于物料粒度与相应出料口宽度。总破碎也可能有其他的组合方式.5.2 最大破碎力计算最大破碎力有两种方法：一种是根据破碎机的功率、结构特点进行计算，经过理论推导出来的理论公式；另一种方法是根据试验和实际应用数据确定的破碎力经验计算公式。破碎力与很多影响因素有关，致使在实际计算中使用理论公式计算的破碎力与实际测得数值相差比较大，所

32、以多采用第二种试验分析方法来计算破碎力。最大破碎力的经验公式为： (5-8)式中：为物料的抗压强度，M；H为破碎腔的有效高度，mm；K为物料充填系数，K=0.240.30。取320MPa，此型号破碎机H=（2.252.5）B，H=13501500mm，取H=1430mm，B=600mm，K=0.3，将以上数据代入式(5-9)，得出=4118KN。5.3 主轴转速颚式破碎机是带动偏心轴，偏心轴的速度是颚式破碎机的主要性能参数，偏心轴旋转一圈，动颚与偏心轴来回摆动一次，所以，偏心轴每分钟的转速即为动颚每分钟的摆动次数，转速这一主要参数直接影响破碎机的生产率、比功耗和过粉碎产品的含量等。破碎机的转速

33、通过理论公式来计算： (5-9)将=2020；动颚水平行程，=2.4cm。代入公式，算出偏心轴转速n=26r/min。再由理论公式倒推出钳角，则合理。5.4 电动机功率电动机的功率要根据动颚的运转和工作条件来确定，复摆颚式破碎机所需电动机的功率与破碎机的型号、啮角、动颚的水平行程、偏心轴的转速、偏心距、物料特性和动颚齿板的表面形状等因素有关，这些参数会直接影响破碎机的功率消耗，使破碎机计算类型现在大多属于经验公式，是应用最广泛的维亚德公式，即P=0.114L (5-10)式中：L为进料口长度，L=900mm；为最大给料粒度，=500mm。将以上数据代入式，计算得出P=51.3kW。5.5 电动

34、机的选择参考颚式破碎机的产品参数表，电动机的功率为51.6KW，所以电机75千瓦的功率选择能满足计算的要求。正常V带传动的传动比i=25。所以，电动机的转数： (5-12)查机械设计手册选择Y系列封闭式三相异步电动机。在设计中优先选用的同步转速为600r/min。由机械设计手册查得电动机的型号：Y315M8电机型号其主要参数如下表5-1。表5-1 电动机的主要参数电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩效率（%）Y315M-8757406.61.8935.6 生产能力破碎机的生产能力与被破碎物料的性质（物料强度、硬度、喂料粒度组成等）、破碎机的性能和

35、操作条件（供料情况和出料口大小）等因素有关。目前还没有把所有这些因素包括进去的理论计算方法，尚采用实际资料和经验公式。719颚式破碎机的生产能力可按下式计算：表5-3 进料粒度修正系数0.860.700.600.500.400.301.01.041.071.111.161.23表5-2 物料易碎系数物料硬度抗压强度/M Pa普氏硬度高硬物料160-20016-200.9-0.95中硬物料80-1608-161低硬物料8081.1-1.2注：进料最大粒度，mm；B进料口宽度，mm。颚式破碎机规格250400400600600900900120012001500150021000.40.650.9

36、5-1.01.25-1.31.92.7表5-4 单位排料口宽度的生产能力 (5-13) (5-14)式中Q颚式破碎机生产能力t/h；物料易碎性系数，见表5-2，=0.93；物料松散密度修正系数；物料松散密度t/，1.6t/；进料粒度修正系数，见表5-3，=1.0；q颚式破碎机单位排料口宽度的生产能力q=0.97t/（mm），见表5-4；b破碎机排料口宽度b=110mm。计算得出Q=99.23t/h。5.7 轴功率 (5-15)式中破碎机的轴功率Kw；A进料口的长度mm；B进料口的宽度mm；与进料口有关的系数，见表5-5，=0.013。计算得出=7020kW。表5-5 进料口有关的系数破碎机规格

37、90012000.0170.0140.0120.010.008颚式破碎机功率计算方法较多，有以物料弹性变形功为基础来计算功率、按破碎机受力来计算功率和计算功率的经验公式，本文按最简单的经验公式来校验选用的颚式破碎机功率是否合适。31第6章 偏心轴的结构设计及尺寸确定由于颚式破碎机偏心轴受力冲击载荷大，所以必须考虑偏心轴的结构，保证具有良好的性能。在设计中考虑到轴承在轴上的受力、转动。为了使轴承定位可靠、拆装方便，采用了减少应力集中和提高疲劳强度的结构措施，偏心轴与飞槽轮之间的联接采用胀套联接，避免了主轴因开键槽而引起的应力集中和强度降低，提高机器的整体质量。选取轴的材料为40CrNi，进行调质

38、处理。首先通过求作用在动颚上的最大破碎力，根据最大破碎力及动颚受力图，算出在动颚上的各支承力，从而求出偏心轴的合力。然后对偏心轴进行强度计算，根据偏心轴的受力图，计算出偏心轴的零件图。根据工作条件，初选轴的材料为40CrNi，进行调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即，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，增大5%7%，两个键槽时，增大10%15%。值由所引教材表15-3确定，取。 (6-1)因最小直径处安装大带轮，设有一个键槽，则：，取为整数：。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。6 1 偏心轴

39、的结构设计（1）各轴段直径的确定：最小直径，安装大带轮的外伸轴段，。：带轮另一侧采用套筒进行轴向定位，套筒另一侧则采用轴肩定位，并且此处轴段设计成带有螺纹的，可以安装圆螺母对锥形套进行可靠定位，故初选。：锥套处轴段，此处设计成锥形，根据锥套和轴承的定位要求，此处选择锥度为。：此处轴段是和锥形轴伸配合的，是安装套筒的，可以通过锥形轴得出尺寸，此处选择双列圆柱滚子轴承：型号NN4944-W33，内径200mm，外径280mm，厚度80mm。：滚动轴承处轴段，由滚动轴承确定。选择双列圆锥滚子轴承：型号352948，内径240mm，外径320mm，厚度116mm。：安装动颚板处轴段，此处设计直径。（2

40、）各轴段长度的确定：由大带轮轮毂宽度，以及套筒可以确定。:为轴肩，定位作用，可以初步设计。（退刀槽的长度）：通过查表可得圆锥形轴伸长度。：此处轴段通过安装套筒和轴承端盖对轴承进行轴向定位和维护，此处套筒选取长度为40mm，则由此可得。：安装轴承端盖和轴承处轴，可以根据轴承的规格得出。：此处轴段是安装动颚板的可以通过动颚板尺寸得出。6 2 偏心轴细部结构由表查得大带轮轮毂与轴的配合选为/；滚动轴承与轴的配合采用过渡配合，此轴段的直径公差选为；各轴肩处的过渡圆角半径和各轴段表面粗糙度见图纸。116 3 偏心轴的校核在破碎工作时，破碎力通过动颚轴承传到偏心轴上，由于该破碎力很大轴上其它零件传递的载荷

41、相对来说就显得微不足道了，所以计算时可把这些载荷忽略不计，而只考虑破碎力的作用，破碎力平均分布在动颚的两个轴承上。(1)轴的力学模型的建立轴上力的作用点位置和支点跨距的确定轴承对轴的作用点按简化原则则应在轴承宽度的中点，因此可决定偏心轴上动颚两轴承的位置。经计算可得动颚处两轴承之间的距离，轴承离支点的距离。绘制轴的力学模型根据要求的传动速度方向，绘制的轴力学模型图见图6-3（a）。(2)计算轴上的作用力破碎力平均分布在两个动颚轴承上，分别用、来表示；机架轴承要当于两个支座，对偏心轴具有支座反力的作用，分别用，来表示。 (6-2)(3)绘制转矩、弯矩图由轴的力学模型图可知偏心轴在水平的方向不受力

42、，故不产生水平面的弯矩，因而偏心轴只产生垂直面上的弯矩,如图6-3（b）：C、D处的弯矩相等，即 （6-3)转矩图,见图6-3（c）。图6-2 偏心轴(4)当量弯矩图，参看图6-3（d）。因为是单向回转图，所以扭转切应力视为脉动循环变应力，折算系数。 (6-4) (6-5)（5）校核轴的强度进行校核时，通常只校核偏心轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即动颚轴承处C、D)的强度。 (6-6)根据选定的轴的材料45钢，调质处理，由所引教材表15-1查得。因，故强度足够(a) 力学模型图(b)(b）弯矩图(b）(b）弯矩图(c）转矩图(d）当量弯矩图图6-3 轴的力学模型及转矩、弯矩图第7章 V带及带轮

43、的设计7.1确定计算功率（1）根据功率是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即8 (7-1）式中：计算功率，单位为KW；传递的功率（例如电动机的额定功率），单位为KW；工作情况系数，见表8-6由表查得工作情况系数，故 (7-2）（2）选取窄V带带型根据由普通V带选型图确定选用SPC型。（3）确定带轮基准直径由表9.2-37和表9.2-38取主动轮基准直径。从动轮基准直径: (7-3）根据已知条件，取。8按要求验算带的速度， (7-4）带的速度合适。（4）确定窄V的基准长度和传动中心矩根据式,有初步确定。计算所需带的基准长度 (7-5）由表查得，选带的基准长

44、度。计算实际中心矩(7-6）4.验算主动轮上的包角可得 (7-7）主动轮上的包角合适。5.计算窄V带的根数z (7-8）由表查得、,查表得 则有 (7-9）取6.计算预紧力 (7-10）查表得，故 (7-11）7.计算作用在轴上的压轴力（7-12）7 2 带轮的结构设计选用原则，材料采用HT200。所以采用腹板式；710mm300mm采用轮辐式，具体结构尺寸见零件图。87 3 方案的比较和选择本次设计共考虑了三种传动方案即|：1.主轴的一端采用V带轮与电机相连；2.主轴的一端采用联轴器与电动机相连，另一端配置飞轮；3.主轴的一端采用V带轮与电动机相连，另一端再配置飞轮。比较这三个方法，由于本次

45、设计为一中型破碎机，要储存一定的动能，带轮本身能起到储存动能的作用，但是不能完全颚式破碎机工作运行的需要，所以有必要在一端配置飞轮。所以首先应该摒弃第1种方案。先看第3种方案，根据电极机的功率和转子转速，由上文已知数据来设计V带传动：（1） 功率=105kW（2）选窄V带带型，根据、由普通V带选型图确定选用SPC型。（3）确定带轮基准直径，取=230mm，=710mm。由于大带轮的直径过小，并且V带设计是要尽量使其质量小，结构工艺性好，所以并不能满足其储存动能的作用，还需在另一端配置飞轮。综上所述，最后确定传动方案为在主轴的一端配置合适的飞轮，在另一端用大带轮，小带轮与电动机相连。7 4 飞轮

46、的设计飞轮实质上是一个能量储存器，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。利用了飞轮在机械非工作时间所储存的能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，进而达到减小投资及降低能耗的目的。根据机械原理可知飞轮矩为：（把飞轮当作矩形截面均圆环）飞轮重量G的计算公式: (7-13）式中P-电动机额定功率；D-飞轮的直径，m；-考虑损失的机械效率，。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。代入数值得：飞轮的实际质量约为理论质量的倍，所以图7-1 飞轮第8章 优化改进措施和调整装8 1 采用外锥套代替平键联接 通过研究分析可知，颚式破碎机的

47、偏心轴、皮带轮和飞轮间，本来是间隙配合圆头平键联接，在工作过程中易造成事故，现在采用中间外锥套压配合无键联接代替原来圆头平键联接，就可以尽量避免事故，并且具有以下优点：（1）一般小型机修厂能加工锥套；（2）装配拆卸方便；（3）锥套可以反复使用；（4）较好地排除飞轮、皮带轮在运行中产生的串轴、扭摆，并尽量避免了事故的发生；（5）有过载保护装置（6）可以根据物料硬度调节力矩，可靠地传递扭矩；（7）锥套压配合无键联接，可以很大程度上提高偏心轴的静强度；（8）锥套的加工比较难，锥套加工误差决定了联接成败，粗糙度大小决定联接好坏。8 2 偏心轴的改进颚式破碎机用于物料的粗、中碎作业，由于偏心轴上锥套、密

48、封圈有一些结构缺陷，致使偏心轴和锥套经常出现磨损，而且修复的周期较长，影响正常生产的进行，因此，本论文做了一些改进8.2.1 改进前的状况改进前的结构：锥套装配在偏心轴锥形部分，密封圈靠螺纹和锥套联接，飞轮、皮带轮紧压密封圈，轴端盖与轴端螺钉把零件紧固在偏心轴上。自从破碎机工作以来，多次出现锥套松动，偏心轴、锥套、飞轮磨损现象。通过研究分析可知，出现这种现象的因素有2个：（1）密封套及锥套螺纹的螺旋方向设计不恰当，皮带轮端、飞轮端密封套和锥套螺纹均为右旋。在运转中，从飞轮端方向看去，偏心轴做逆时针旋转，偏心轴带动锥套做逆时针方向转动，由于惯性力的作用，密封套存在一个顺时针方向旋转的阻力矩，由于

49、飞轮端以及皮带轮密封套螺纹都是右旋，所以两个密封套均有向皮带轮方向移动的趋势，皮带轮侧密封套向皮带轮方向移动，皮带轮端锥套没有出现过松动。飞轮端密封套向皮带轮方向移动，会远离飞轮端面，使锥套在偏心轴上失去顶紧力松动发生磨损。二是偏心轴配合面与锥形套之间的接触面积不够大，按理论研究设计，接触面积应占配合面积的80%以上，才能产生足够的摩擦力来克服锥套的惯性力。8.2.2 修复及改进措施（1） 改进优化飞轮端密封套与锥套螺纹旋向。把飞轮端密封套和锥套螺纹由右旋修改为左旋，在偏心轴逆时针方向旋转时，由于惯性力的作用，密封套向飞轮方向移动时，会顶紧飞轮，反作用力将飞轮端锥套顶紧在偏心轴上，使锥套在偏心

50、轴上不产生松动。（2） 修复偏心轴与锥套配合面，增加配合接触面积，对磨损的偏心轴和锥套用电焊进行堆焊，在粗车和精车后，对配合面进行精磨。（3） 修复磨损的飞轮端面。由于飞轮与密封套接触端面磨损，所以在飞轮一边镶了一个相应长度的短套。以保飞轮在偏心轴上的位置不变。8.2.3 改进效果通过上述几项的改进，效果良好，偏心轴与锥套没有出现过松动，不但节省了大量的备件费用，减少了维修工作量，而且改善了设备技术状况，保持了设备安全正常运转，提高了设备运转率。8 3 调整装置调整装置提供调整破碎机排料口大小作用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸也不断地变大，产品的粒度也随之变粗。现有顎式破碎机的调整装置有多种多样，归纳起来有垫片调整装置、锲铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。本设计采用垫片调整。8 4 过载保护装置金属物对颚式破碎机是极大的威胁，为了防止金属物进入破碎机造成事故，一般颚式破碎机都有安全保护装置。在颚式破碎机的主轴上装有安全铜套，皮带轮套在铜套上，铜套与皮带轮则用安全销连接，当颚式破碎机内进入