簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)【900×1200】
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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1 概述 破碎機(jī)械是對(duì)固體物料施加機(jī)械力,克服物料的內(nèi)聚力,使之碎裂成小塊物料的設(shè)備。破碎機(jī)械所施加的機(jī)械力,可以是擠壓力、劈裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等,在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的綜合。對(duì)于堅(jiān)硬的物料,適宜采用產(chǎn)生彎曲和劈裂作用的破碎機(jī)械;對(duì)于脆性和塑性的物料,適宜采用產(chǎn)生沖擊和劈裂作用的機(jī)械;對(duì)于粘性和韌性的物料,適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。在礦山工程和建設(shè)上,破碎機(jī)械多用來破碎爆破開采所得的天然石料,使這成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中,固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工,使其粒度達(dá)到各道工序所要求的以便進(jìn)一步加工操作。通常的破碎過程,有粗碎、中碎、細(xì)碎三種,其入料粒度和出料粒度,如表11所示。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)三種。 表11 物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分(mm)類別入料粒度出料粒度粗碎中碎細(xì)碎300900 10035050 100100350 20100515制備水泥、石灰時(shí)、細(xì)碎后的物料,還需進(jìn)一步粉磨成粉末。按照粉磨程度,可分為粗磨、細(xì)磨、超細(xì)磨三種。所采用的粉磨機(jī)相應(yīng)地有粗磨機(jī)、細(xì)磨機(jī)、超細(xì)磨機(jī)三種。在加工過程中,破碎機(jī)的效率要比粉磨機(jī)高得多,先破碎再粉磨,能顯著地提高加工效率,也降低電能消耗。工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度 D刁民破碎后的平均粒度d之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況,比值i稱為破碎比(即平均破碎比) 為了簡(jiǎn)易地表示物料破碎程度和各種破碎機(jī)的方根性能,也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸與最大出料口尺寸之比來作為破碎比,稱為公稱破碎比。在實(shí)際破碎加工時(shí),裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸,一般總是小于容許的最大限度進(jìn)料口尺寸,所以,平均破碎比只相當(dāng)于公稱破碎比的0.70.9。每各破碎機(jī)的破碎比有一定限度,破碎機(jī)械的破碎比一般是i=330。如果物料破碎的加工要求超過一種破碎機(jī)的破碎比,則必須采用兩臺(tái)或多臺(tái)破碎機(jī)械串連加工,稱為多級(jí)破碎。多級(jí)破碎時(shí),原料尺寸與最終成品尺寸之比,稱總破碎比,如果各級(jí)破碎的破碎比各是 , 。則總破碎比是= 由于破碎機(jī)構(gòu)造和作用的不同,實(shí)際選用時(shí),還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮下列因素;1) 物料的物理性質(zhì),如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大給料尺寸等;2) 成品的總生產(chǎn)量和級(jí)配要求、據(jù)以選擇破碎機(jī)類型和生產(chǎn)能力;3) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),做到既合乎質(zhì)量、數(shù)量的要求、操作方便、工作可靠,又最大限度節(jié)省費(fèi)用。 。 2 物料破碎及其意義21 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2001300mm之間,地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在200600mm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15mm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。211 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?cè)诮ㄖ?、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15mm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(tuán)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)。212 破碎工藝最終破碎粒度是根據(jù)產(chǎn)品的用途確定的。需要進(jìn)行磨礦作業(yè)的礦石,應(yīng)考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產(chǎn)品的粒度。一般較適宜的粒度為1025mm。把原礦粒度與破碎產(chǎn)品的粒度的比,稱為總破碎比,若露天礦開采出來的原礦粒度為2001300mm則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為: = = =30= = =8一臺(tái)破碎機(jī)只能在一定限度的破碎比下才有合理的結(jié)構(gòu),才能最有效地工作,因此使一臺(tái)破碎機(jī)達(dá)到這樣的破碎比是很有困難的。各種破碎機(jī)的破碎比范圍見表21。可見,要把原礦破碎到需要的粒度,必須將若干臺(tái)破碎機(jī)串連進(jìn)行分段破碎??偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e、為了發(fā)揮串聯(lián)破碎機(jī)的破碎能力,不使小塊礦石進(jìn)入破碎機(jī)反復(fù)進(jìn)行破碎,因此將破碎與篩分有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成合理的破碎工藝流程。 表21 各類破碎機(jī)的破碎比破碎機(jī)型式流程類型破碎機(jī)范圍顎式破碎機(jī)的旋回破碎機(jī)開路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)開路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)(中型)閉路48短圓錐破碎機(jī)開路36短圓錐破碎機(jī)閉路48圖2-1為一段破碎機(jī)機(jī)流程圖,原礦經(jīng)固定篩分后,篩上大塊物料進(jìn)入顎式破碎機(jī)2,篩下物顎式破碎機(jī)2的產(chǎn)品一起經(jīng)振動(dòng)篩3篩分;篩上物經(jīng)圓錐破碎機(jī)4破碎,篩下物和圓錐破碎機(jī)4的產(chǎn)品一起經(jīng)振動(dòng)5篩分;篩下物作為磨機(jī)8的原料,落入礦倉(cāng)7,篩上稱進(jìn)入圓錐破碎機(jī)6破碎,破碎機(jī)6與振動(dòng)篩5構(gòu)成封閉系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)破碎、篩分,該系統(tǒng)稱為封閉破碎系統(tǒng)。顎式破碎機(jī)2和圓錐破碎機(jī)4的產(chǎn)品,均經(jīng)篩分后進(jìn)入下一流程,故稱開路破碎。1固定篩 2 - 顎式破碎機(jī) 3、5振動(dòng)篩 4、6- 圓錐破碎機(jī) 7 礦倉(cāng) 8- 磨機(jī) 圖2-1 破碎機(jī)機(jī)流程圖 22 破碎物料的性能及破碎比221 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(gè)尺寸計(jì)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(gè)礦塊的長(zhǎng)、寬、厚平均值表示。 = (2-1)式中 L-礦塊的長(zhǎng)度(mm)b-礦塊的寬度(mm)h-礦塊的厚度(mm)式用長(zhǎng)、寬的平均值表示: = (2-2)平均直徑一般是用來計(jì)算給礦和排礦單個(gè)礦塊的尺寸以確定破碎比。(2) 等值直徑礦塊的粒度很小時(shí)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(jì)算的。 = = 1.24 (2-3) 式中 m-礦料質(zhì)量(kg)-礦物密度kg/V- 礦料的體積();(3) 粒級(jí)平均直徑d 對(duì)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(jí)的粒度范圍很窄,上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過=1.414時(shí),可用粒度平均直徑表示,即 = (2-4)否則用 表示粒級(jí)。222 破碎產(chǎn)品的粒級(jí)特性破碎產(chǎn)品都是由粒度不同的各種礦石礦粒所組成,為了鑒定破碎產(chǎn)品的質(zhì)量和破碎機(jī)的破碎效果,必須確定它們的粒度組成和粒度特性曲線,確定混合物的粒度組成,通常采用篩分公檢法(簡(jiǎn)稱篩析)。篩析一般采用標(biāo)準(zhǔn)篩,篩面使用正方形篩孔的篩網(wǎng)。我國(guó)通常采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩,其篩孔大小用網(wǎng)目表示,它指一英寸長(zhǎng)度(一英寸等于25.4mm)內(nèi)所具有的篩孔數(shù)目。這種篩子是以200目作為基本篩(=1.414)和補(bǔ)充篩比(=1.189),篩孔的尺寸可根據(jù)篩比計(jì)算。例如,基本篩的上一基本篩為150目篩子的篩孔尺寸,可用基本篩的篩孔乘以基本篩為0.074=0.105mm。若計(jì)算兩篩之間的補(bǔ)充篩孔尺寸,則用基本篩的篩孔尺寸乘以補(bǔ)充篩比得到。即0.074=0.088mm.我國(guó)尚無用于破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度分析標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際測(cè)試時(shí),各廠家廠家使用的篩孔形狀(方孔或圓孔)及序列也不盡相同。如果參照泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩關(guān)于基本篩比的規(guī)定來確定篩孔序列,即各篩間的篩比天有不大于,就可以將上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度,用粒度平均直徑表示這對(duì)于分析粒級(jí)特性顯然是很方便的。因此推薦表22的粒級(jí)序列供參考。表22 各破碎機(jī)產(chǎn)品的篩析篩的粒級(jí)序列型號(hào)PE-150X250PE-250X400PE-400X600PE-500X750PE-600X900PE-750X1060PE-900X1200粒度系列0-30-30-100-100-200-200-303-53-510-1410-1420-2820-2830-425-75-714-2014-2028-4028-4042-607-107-1020-2820-2840-5740-5760-8510-1410-1428-4028-4057-8057-8085-12014-2014-2040-5740-5780-11580-115120-17020-2820-2857-8057-80115-163115-1601702828-4080-11080-11016316340-55110110-15555155注:篩孔最大尺寸以其殘留景不超過5%來確定根據(jù)篩分結(jié)果,可以對(duì)產(chǎn)品(或原礦)的粒度特性進(jìn)行分析。粒度特性用粒度特性曲線來表示,縱坐標(biāo)表示套篩中各篩的篩上物料質(zhì)量的累積百分?jǐn)?shù)(簡(jiǎn)稱篩上量累積產(chǎn)率%),橫坐標(biāo)或有篩孔尺寸與最大之比,或用篩孔尺寸與排礦口之比(%)表示。圖2-2a所示為物料粒級(jí)特性曲線,任意兩縱坐標(biāo)之差,就表示在橫軸上相應(yīng)兩點(diǎn)間物料粒級(jí)的產(chǎn)率。由圖可知,難碎性礦石的粒級(jí)曲線運(yùn)動(dòng)呈凸形,這表明礦石的粗級(jí)物料占多數(shù)。中等可碎性礦石的粒級(jí)曲線2近似直線。這表明各種粒級(jí)所占的產(chǎn)率大致相等。易碎性礦石的粒級(jí)曲線3呈凹形,這表明礦石中的中等粒度的物料占多數(shù)。該粒級(jí)曲線可以分析比較各種礦石破碎的難易程度。由于橫坐標(biāo)比值不能反映產(chǎn)品絕對(duì)尺寸的粒級(jí)分布情況,因此在檢查同型號(hào)不同破碎機(jī)的破碎效果并強(qiáng)調(diào)可比性時(shí),只有篩孔最大尺寸及破碎物料相同時(shí)才有比較價(jià)值。當(dāng)破碎機(jī)性能差別較大時(shí),按篩子上殘留量不大于5%所確定的篩孔最大尺寸也不相同。因此用該曲線來分析破碎機(jī)的破碎效果并不方便。圖2-2b的橫坐標(biāo)表示篩孔尺寸與排礦石之比。當(dāng)同型號(hào)各個(gè)破碎機(jī)的排礦口尺寸破碎物料相同時(shí),該粒級(jí)特性曲線可以檢查破碎機(jī)的破碎效果。 圖2-2a 篩孔尺寸與最大粒之比 圖2-2b 物料尺寸排礦口之比 1 難碎性礦石 2 中等可碎性礦石 3易碎性礦石 2.2.3 礦石的破碎及力學(xué)性能機(jī)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(huì)發(fā)生破裂、機(jī)械破碎礦石有以下幾種方法:1) 壓碎 將礦石置于兩個(gè)破碎表面之間,施加壓力后礦石因壓力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度限而破碎(圖2-3a)。2) 劈裂 用一個(gè)平面和一個(gè)帶尖棱的工作表面擠壓礦石時(shí),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(qiáng)度限 (圖2-3b)。3) 折斷 用兩個(gè)帶有多個(gè)尖棱的工作表面擠壓礦石時(shí),礦石就像受集中載荷的兩支點(diǎn)或多支點(diǎn)梁。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到彎曲強(qiáng)度限時(shí)礦石被折斷 (圖2-3c)。 圖 2-3 礦石的破碎和破碎方法 (a) 壓碎 (b) 劈裂 (c)折斷 (d) 磨碎 (e)沖擊破碎4)磨碎 礦石與運(yùn)動(dòng)的工作表面之間受一定壓力和剪切力時(shí),礦石內(nèi)的剪切力達(dá)到其剪切強(qiáng)度時(shí),礦石即被粉碎(圖 2-3d)5) 沖擊破碎 礦石受高速回轉(zhuǎn)機(jī)件的沖擊力作用而破碎(圖2-3e)。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。實(shí)際上任何一種破碎機(jī)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(jī)的破碎工作表面是兩塊相互交錯(cuò)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(jī)兩工作面沿表面方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位移加大而加強(qiáng)磨碎作業(yè)時(shí),由于磨碎的效率低、能量消耗大、機(jī)件磨損嚴(yán)重,將會(huì)降低破碎機(jī)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(jiān)硬礦石、中等堅(jiān)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(qiáng)度最大,抗彎強(qiáng)度次之、抗拉強(qiáng)度最小。對(duì)堅(jiān)硬礦石采用壓碎,劈裂和折斷的破碎方法為宜;對(duì)粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜;對(duì)脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)可用于破碎各種性能的礦石,對(duì)于堅(jiān)硬礦石有更高的效果。3 工作原理和構(gòu)造3.1 工作原理電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶和皮帶輪,通過偏心軸使動(dòng)顎上下運(yùn)動(dòng),當(dāng)動(dòng)顎上升時(shí)肘板與動(dòng)顎間夾角變大,從而推動(dòng)動(dòng)顎板向固定顎板接近,與其同時(shí)物料被壓碎或劈碎,達(dá)到破碎的目的;當(dāng)動(dòng)顎下行時(shí),肘板與動(dòng)顎夾角變小,動(dòng)顎板在拉桿,彈簧的作用下,離開固定顎板,此時(shí)已破碎物料從破碎腔下口排出。隨著電動(dòng)機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而破碎機(jī)動(dòng)顎作周期運(yùn)動(dòng)壓碎和排泄物料,實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。顎式破碎機(jī)的工作部分是兩塊顎板,一是固定顎板,垂直固定在機(jī)體前壁上,另一是活動(dòng)顎板(動(dòng)顎),位置傾斜,與固定顎板形成上大小的破碎腔(工作腔)?;顒?dòng)顎板對(duì)著固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng),-分開 ,時(shí)而靠近。分開時(shí)物料進(jìn)入破碎腔,成品從下部卸出;靠近時(shí),使裝在兩塊顎板之間的到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎。其工作示意圖。見圖3-1,動(dòng)顎4懸掛在心軸2上,可以左右擺動(dòng),偏心軸3旋轉(zhuǎn)時(shí),連桿5作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而推動(dòng)顎動(dòng)顎作左右往復(fù)擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)破碎和卸料,此種破碎機(jī)采用曲柄雙連桿機(jī)構(gòu),雖然動(dòng)顎上受有很大的破碎反力,而其偏心軸和連桿卻受力不大,所以工業(yè)上多制成大型和中型機(jī),用來破碎堅(jiān)硬的物料 。此外,這種破碎機(jī)工作時(shí),動(dòng)顎上每點(diǎn)的運(yùn) 1定顎 2心軸動(dòng)軌跡都是以心軸的距離,上端圓弧小,上 3偏心軸 4動(dòng)顎端圓弧大,破碎效率低,其破碎比I一般為 5連桿 6推力板36。 圖3-1 工作示意圖簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:偏心軸等傳動(dòng)件受力較??;由于動(dòng)顎垂直位移較小,加工時(shí)物料較少有過度破碎的現(xiàn)象;動(dòng)顎板的磨損較小。其缺點(diǎn)是:動(dòng)顎擺幅上下不大,一般而論上部進(jìn)料口的水平位移垂直位移只有下部出料口的左右,不利于對(duì)已裝入物料塊的夾持與破碎,也不能對(duì)下部分供料,造成破碎腔下部盛料不足,降低了生產(chǎn)率。此外,由于下端擺幅大,卸出的物料塊粒大小不均勻,成品質(zhì)量欠佳。3.2簡(jiǎn)擺腭式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 我國(guó)生產(chǎn)的900xl 200井下簡(jiǎn)擺胯式破碎機(jī)的構(gòu)造如圖3-2:1- 機(jī)架 2、4破碎板 3側(cè)面襯板 5動(dòng)顎 6心軸 7連桿 8帶輪 9偏心軸 10彈簧 11拉桿 12楔鐵 13后推力板 14襯板座 15前推力板 圖3-2 本圖僅做參考破碎腔是由固定在機(jī)架上的固定破碎板2、動(dòng)腭上的活動(dòng)破碎板4以及機(jī)架兩側(cè)壁上的兩塊側(cè)面襯板3為成的上下的巨型截柱體而構(gòu)成的。被破碎物料喂入破碎腔后,通過動(dòng)腭的運(yùn)動(dòng),是破碎腔容積周期改變而完成物料的破碎與排料。 破碎機(jī)有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)偏心軸9上的帶輪8,再通過曲柄9的轉(zhuǎn)動(dòng),使破碎機(jī)中的動(dòng)腭5相對(duì)定腭板2周期性地靠攏與分開。腭式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)除滿足運(yùn)轉(zhuǎn)、潤(rùn)滑、安裝、檢修等常規(guī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外,還必須考慮由其具體的運(yùn)轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的特殊結(jié)構(gòu)要求。由于破碎載荷為周期突加載荷,因此必須考慮運(yùn)轉(zhuǎn)中的速度波動(dòng)調(diào)節(jié),以使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)并能合理利用原動(dòng)技能量。在破碎過程中,破碎腔內(nèi)可能落入非破碎物料,因此必須考慮機(jī)器的過載保護(hù)。當(dāng)要求改變產(chǎn)品的粒度中,應(yīng)考慮入料口的調(diào)整裝置。當(dāng)肋板與其支撐墊鍵的鎖合裝置等。腭式破碎機(jī)的破碎腔是由固定腭板和可動(dòng)腭板5構(gòu)成。固定和可動(dòng)腭都有錳鋼制成的破碎板2和4。破碎板用螺栓和槭固定于定腭和動(dòng)腭上。為了提高破碎效果,兩破碎板的表面都帶有縱向波紋,而且是凸凹相對(duì)。這樣,對(duì)礦石除有壓碎作用外,還有彎曲作用。破碎機(jī)工作空間的兩側(cè)上也有錳鋼襯板3。由于破碎板的磨損不是均勻的,特別是靠近派排礦口的下部磨損最大,因此,往往把破碎板制成上下相對(duì)的,以便下部磨損后,將其倒置而重復(fù)使用。大型破碎機(jī)的破碎板是由許多塊組合而成,各塊都可以相換,這樣就可以延長(zhǎng)破碎板的使用期限。 為了使破碎板與動(dòng)腭和定腭緊密貼合,其間須襯有由可塑性材料制成的襯墊。襯墊用鋅合金或塑性大的鋁板制成。因?yàn)橘N合不緊密,會(huì)造成很大的局部過負(fù)荷,是破碎板損壞,緊固螺栓拉斷,甚至還會(huì)造成動(dòng)腭的破裂。 動(dòng)腭懸掛在心軸6上,心軸則支撐在機(jī)架側(cè)壁上的滑動(dòng)軸承中。動(dòng)腭饒心軸對(duì)固定腭板作往返擺動(dòng)。 動(dòng)腭的擺動(dòng)是借曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)由偏心軸9、連桿7、前推力板15和推力板13組成。偏心軸放在機(jī)架側(cè)壁上的主軸承中,連桿則裝在偏心軸的偏心部分上,前后推力板的一端支撐在連桿頭兩側(cè)凹槽中肋板座14上,前推力板的另一端支承在動(dòng)腭后壁下端的肋板座上,而后推力板的另一端則支承在機(jī)架后壁的鍥鐵12中的肋板座上。當(dāng)偏心輪通過V帶輪從電動(dòng)機(jī)獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后,就使連桿產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)。連桿的上下運(yùn)動(dòng)又帶動(dòng)推力板運(yùn)動(dòng)。由于推力板不斷改變傾斜角度,因而使動(dòng)腭饒心軸擺動(dòng)。連桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行破碎礦石。當(dāng)連桿位于下部最低位置時(shí),推力板與水平線所成的傾斜角度為10-12 后推力板不僅是傳遞力的桿件,而且也是破碎機(jī)的保險(xiǎn)零件。當(dāng)破碎機(jī)落入不能破碎的物體而是機(jī)器超過正常負(fù)荷時(shí),后推力板立即折斷,破碎機(jī)就停止工作,從而避免整個(gè)機(jī)器的損壞。 當(dāng)連桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí),為使動(dòng)腭、推力板和連桿之間相互保持經(jīng)常接觸,因而采用以兩拉桿11和兩個(gè)彈簧10所組成的拉緊裝置。拉桿11鉸接于動(dòng)腭下端的耳環(huán)上,其另一端用彈簧10支撐在機(jī)架后壁的下端。當(dāng)動(dòng)腭向前擺動(dòng)時(shí),拉桿通過彈簧來動(dòng)腭平衡和推力板所產(chǎn)生的慣性力。 腭式破碎機(jī)有工作行程和空轉(zhuǎn)行程,所以電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷極不平衡。為了減少這種負(fù)荷的不均衡性,在偏心軸的兩端裝有飛輪8和帶輪。帶輪同時(shí)也起飛輪作用。在空轉(zhuǎn)行程中,飛輪把能量?jī)?chǔ)存下來,在工作行程中再把能量釋放出來。 在機(jī)架后壁與鍥鐵12之間,放一組具有一定尺寸的墊片。當(dāng)改變墊片的厚度時(shí),可以調(diào)整排礦口的寬度。 4 主要零部件的結(jié)構(gòu)分析4.1連桿 只在簡(jiǎn)擺破碎機(jī)上才有連桿,復(fù)擺破碎機(jī)連桿與動(dòng)腭為一體。連桿在工作中承受很大的拉力,故選用ZG270-500鑄鋼材料。連桿結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。它由上、下兩部分組成,上部的軸承蓋4用2個(gè)大螺栓3固定在連桿下部,兩者中間鑲有耐磨軟合金的軸瓦,該軸瓦叫連桿軸承,它套在偏心軸上。大型破碎機(jī)連桿軸承用循環(huán)油潤(rùn)滑,并設(shè)有水管,以便散去軸承的熱量。 當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),連桿作上下運(yùn)動(dòng),在改變方向時(shí),必須克服慣性。為了減少其慣性,減少振動(dòng),減少無用功的消耗,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能減輕連桿的重量,所以連桿的斷面常制成“工”字、“十”形或箱型。連桿不見重量約占整機(jī)重的8%-13%。本設(shè)計(jì)中采用的連桿是兩個(gè)“工”字形。 圖4-1 連桿體4.2動(dòng)腭動(dòng)腭是支承齒板且直接參與破碎礦石的部件,要求有足夠的強(qiáng)度和剛度,其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅(jiān)固耐用,動(dòng)腭分箱型和非箱型。動(dòng)腭一般采用鑄造結(jié)構(gòu),本設(shè)計(jì)采用箱型。如圖4-2所示,安裝齒板的動(dòng)腭前部為平板結(jié)構(gòu),其后部有若干條加肋板以增強(qiáng)動(dòng)腭的強(qiáng)度與剛度,其橫截面呈E型。 圖 4-2 動(dòng)腭4.3齒板的結(jié)構(gòu) 齒板是破碎機(jī)中直接與礦石接觸的零件,結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但它對(duì)破碎機(jī)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(huì)影響,特別對(duì)后三項(xiàng)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(zhǎng)它的使用壽命,可以從兩方面研究:一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料:二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和集合尺寸?,F(xiàn)有的破碎機(jī)上使用的齒板,一般是采用ZGMn13。其特點(diǎn)是:在沖擊負(fù)荷作用下,具有表面硬化性,形成又硬又耐磨的表面,同時(shí)仍能保持其內(nèi)層金屬原由的韌性,故它是破碎機(jī)上用得最普遍的一種耐磨材料。 齒板橫斷面結(jié)構(gòu)形狀有平滑表面和齒形表面兩種,后者又分三角形和梯形表面,考慮到梯形表面容易卡住物料。本設(shè)計(jì)采用三角形。如圖4-3所示 圖 4-3 齒板4.4肘板 破碎機(jī)的肋板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的零件,但其作用卻非常的重要。通常有三個(gè)作用;一是傳遞動(dòng)力,其傳遞的動(dòng)力有時(shí)甚至比破碎力還大;二是起保險(xiǎn)件作用,當(dāng)破碎腔落入非破碎物料時(shí),肋板先行斷裂破壞,從而保護(hù)機(jī)器其它零件不發(fā)生破壞;三是調(diào)整排料口大小。 在機(jī)器工作時(shí),肋板與其支承的襯板間不能得到很好的潤(rùn)滑,加上粉塵落入,所以肋板與其襯墊之間實(shí)際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣,對(duì)肋板的高負(fù)荷壓力,導(dǎo)致肋板與肋板墊很快磨損,使用壽命很低。因此肋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮該機(jī)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(dòng)型與滑動(dòng)型兩種,如圖1-所示。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1-所示的滑動(dòng)型更為嚴(yán)重。為提高傳動(dòng)效率,減少磨損,延長(zhǎng)其使用壽命,可采用圖1-所示的滾動(dòng)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(shí),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(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,動(dòng)腭的擺動(dòng)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(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,肘板與其肘墊之間可以保持純滾動(dòng)。 圖4-4 肘頭與肘墊形式4.5調(diào)整裝置調(diào)整裝置提供調(diào)整破碎機(jī)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(shí),也需要調(diào)整排料口的大小?,F(xiàn)有腭式破碎機(jī)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(jì)采用墊片調(diào)整裝置。 1肘板 2調(diào)整座 3調(diào)整楔鐵 4機(jī)架 圖 4-5 調(diào)整裝置4.6保險(xiǎn)裝置當(dāng)破碎機(jī)落入非破碎物時(shí),為防止機(jī)器的重要的零部件發(fā)生破壞,通常裝有過載保護(hù)裝置。保險(xiǎn)裝置有三種:液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。本設(shè)計(jì)采用肘板。肘板是機(jī)器中最簡(jiǎn)單、最便宜的零件,所以得到廣乏應(yīng)用且經(jīng)濟(jì)有效,但當(dāng)肘板斷裂后,機(jī)器將停車,應(yīng)重新更換新肘板后方可工作。肘板保險(xiǎn)件的另一個(gè)缺點(diǎn)是由于設(shè)計(jì)不當(dāng),常常在超載時(shí)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(jì)時(shí)除應(yīng)正確確定由破碎力引起的肘板壓力,以便設(shè)計(jì)出超載破壞的肘板面積外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖1-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(shí),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(jì)算載荷的確定和截面尺寸計(jì)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(jì)也采用a中肘板。 圖 4-6 肘板4.7機(jī)架結(jié)構(gòu)破碎機(jī)是整個(gè)破碎機(jī)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(jī)重量很大比例,而且加工制造的工作量也很大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度,對(duì)整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響,因此,對(duì)破碎機(jī)架的要求是:機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造,重量輕,且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)機(jī)架機(jī)構(gòu)分,有整體機(jī)架和組合機(jī)架;按制造工藝分,有鑄造機(jī)架和焊接機(jī)架。1)整體機(jī)架,由于其制造、安裝和運(yùn)輸困難,故不宜用于大型破碎機(jī),而多為中、小型破碎機(jī)所使用。它比組合機(jī)架剛性好,但制造較較復(fù)雜。從制造工業(yè)來看,它分為整體鑄造機(jī)架和整體焊接機(jī)架。前者比后者剛性好,但制造困難,特別是單件、小批量生產(chǎn)。后者便于加工制造,重量較輕,但剛性差。同時(shí)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(guó)內(nèi)外腭式破碎機(jī)的焊接機(jī)架用得越來越多,并且大型破碎機(jī)也采用焊接機(jī)架。焊接機(jī)架用Q235鋼板,其厚度一般為25-50mm 整體鑄造機(jī)架除用鑄鋼ZG270-500材料外,對(duì)小型破碎機(jī)破碎硬度較低的物料時(shí),也可用優(yōu)質(zhì)鑄鐵和球墨鑄鐵。設(shè)計(jì)時(shí),在保證正常工作下,應(yīng)力求減輕重量。制造時(shí)要求偏心軸承中心鏜孔,與動(dòng)腭心軸軸承的中心孔有一定的平行度。本設(shè)計(jì)用鑄造機(jī)架。 圖4-8 機(jī)架4.8傳動(dòng)件偏心軸是破碎機(jī)的主軸,受有巨大的彎曲力,采用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理,偏心軸一端裝帶輪,另一端裝飛輪。4.9飛輪飛輪用以存儲(chǔ)動(dòng)顎空形程時(shí)的能量,再用于工作行程,使機(jī)械的工作負(fù)荷趨于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。4.10潤(rùn)滑裝置偏心軸軸承通常采用集中循環(huán)潤(rùn)滑。心軸和推力板的支承面一般采用潤(rùn)潤(rùn)脂通過手動(dòng)油槍給油。動(dòng)顎的擺角很小,使心軸與軸瓦之間潤(rùn)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(qiáng)制注入干黃油進(jìn)行潤(rùn)滑。 5 簡(jiǎn)擺腭式破碎機(jī)的主參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 機(jī)構(gòu)參數(shù)腭式破碎機(jī)的主參數(shù)即決定機(jī)器技術(shù)性能及其密切相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機(jī)的主參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力破碎力、功耗等。其中生產(chǎn)能力、破碎力、功耗除與破碎物料的物理、力學(xué)性能以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外,還與實(shí)地生產(chǎn)時(shí)的外部條件(如裝料塊度及裝料方式等)有關(guān),要作出精確的理論計(jì)算是比較困難的。本設(shè)計(jì)中用的公式都是通過一定數(shù)量的測(cè)試而得到的實(shí)驗(yàn)了理論分析式。多次實(shí)踐表明這些計(jì)算公式有足夠的計(jì)算精度。因此,從設(shè)計(jì)的角度,本設(shè)計(jì)只重視計(jì)算公式的是實(shí)用性,這些公式是破碎機(jī)最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)約束的重要依據(jù)。5.1.1 主軸轉(zhuǎn)速 如圖5-1所示,b為公稱排料口,SL為動(dòng)腭下端點(diǎn)水平行程,AL為排料層的平均嚙角。ABB1A1為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體,ABB2A2為排料棱柱體。破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的排料時(shí)間內(nèi),壓縮破碎棱柱體的上層面(AA1)按自由落體下落至破碎腔外的高度h計(jì)算確定的。而該排料層高度h與下端點(diǎn)水平行程SL及排料層嚙角L有關(guān)。即排料層上層面AA1降至下層面并不,正好把排料層的物料全部排出所需的時(shí)間來計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。對(duì)于排料時(shí)間有不同的意見:一種認(rèn)為排料時(shí)間t應(yīng)考慮破碎機(jī)構(gòu)的急回特性,即排料時(shí)間與機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點(diǎn)未注意到動(dòng)腭下端點(diǎn)排料起始點(diǎn)與終止點(diǎn)并不一定與機(jī)構(gòu)的兩極限位置相對(duì)應(yīng)。另一種認(rèn)為排料時(shí)間t應(yīng)按t=15/n計(jì)算,即排料時(shí)間對(duì)應(yīng)于主軸的四分之一轉(zhuǎn),這種假定與實(shí)際情況相差甚大。根據(jù)筆者對(duì)破碎過程的實(shí)測(cè)分析,得到排料過程對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不小于180的結(jié)論,認(rèn)為排料時(shí)間按主軸半轉(zhuǎn)計(jì)算比較符合實(shí)際情況。排料時(shí)間t為 t=30/n排料層完全排出下落的高度h為:h=SL/tanL由 h=gt/2令 g=9800mm/s將式(2-1a)、(2-1b)、(2-1d)代入(2-1c),得 n=2100q (式51)式中 n-主軸轉(zhuǎn)速(r/min); SL-動(dòng)腭下端點(diǎn)水平行程(mm); L-排料層平均嚙角(); q-系數(shù),考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q=0.951.05。高硬度礦石取小值。 n=2100q = 2100 =2100 = 210 r/min 圖5-1 排料口示意圖 由式(5-1)可見,主軸轉(zhuǎn)速與排料層嚙角L和動(dòng)腭下端點(diǎn)水平行程SL有關(guān)。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)型評(píng)價(jià)的重要公式之一。代入?yún)?shù) 得n=210 5.1 .2 生產(chǎn)率 簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率Q與所破碎物料的性質(zhì)(強(qiáng)度、節(jié)理、進(jìn)料粒度等),力學(xué)性能與操作情況(供料情況和出料口大?。┑纫蛩赜嘘P(guān)。其經(jīng)驗(yàn)公式: Q= qe 式中 q-標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)率,見表(非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊(cè))18.1-7; e-出料口寬度(mm)已知1200mm; -物料易碎性系數(shù),見表18.1-9; -物料堆積密度修正系數(shù) = =1 -物料堆積密度 ( ) -進(jìn)料粒度修正系數(shù),見表18.1-9.查表得 =0.94 =1.05 q=1.25 Q=141 與已知吻合。5.1.3 鉗角設(shè)計(jì)計(jì)算 動(dòng)顎與定顎間的夾角稱為鉗角。鉗角由物料性質(zhì)、塊粒大小、形狀等因素決定。如果鉗角太大,進(jìn)料口物料就不能被顎板夾住,而被推出機(jī)外,從而降低生產(chǎn)率,如果鉗角太小,則雖能增大生產(chǎn)率,但破碎比減小。圖 4-1表示從力學(xué)角度推算鉗角的計(jì)算圖式。當(dāng)物料能被夾持在破碎腔內(nèi),不被推出機(jī)外時(shí),這些力應(yīng)相互平衡,即在x、y方向的分力之和應(yīng)該分別等于零。 圖 5-1 鉗角計(jì)算圖式于是求得 tg=因 f=tg,故 tg=tg式中 -鉗角 -物料與顎板間摩擦角 f-物料與顎間摩擦角系數(shù)。為了保證破碎機(jī)工作時(shí)物料塊不致被推出機(jī)外,必須令: 即鉗角應(yīng)小于物料與顎板間摩擦角的0.5。設(shè)鋼和礦石的摩擦系數(shù)為0.3,則最大鉗角的理論值為。但實(shí)際采用的鉗角比理論值小的多,這是由于大塊料被楔住兩塊小料之間時(shí),仍有被擠出的危險(xiǎn)。所以選為。5.1.4動(dòng)顎水平行程見顎式破碎機(jī)教材: =8+ =0.1415式中 -最小排料口尺寸(mm) B-進(jìn)料口尺寸(mm)進(jìn)料口寬度a與之間的關(guān)系(非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊(cè)18.1-7): a=(910) a為1200mm取=120 mm 所以得 =36.8mm =45.9 mm5.1.5 偏心距及動(dòng)顎擺幅的計(jì)算 圖4-2 表示推力板的位置示意圖,根據(jù)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),定推力板板長(zhǎng)度l=400mm,其向下偏斜量=75, 和 是推力板在兩個(gè)極限位置時(shí)的水平投影, 而 = - 為動(dòng)顎下端擺程的(因右邊一推力板未畫出),由圖可知 圖4-2 偏心距與動(dòng)顎擺程的關(guān)系 = =- + =0 上式表示了偏心距e與擺幅之間的關(guān)系,一般取第二項(xiàng)為正值。擺幅按照破碎物料要求(破碎比)而定,本計(jì)算中,總擺幅為26mm,= =13mm,故 動(dòng)偏心與動(dòng)顎擺幅之間的關(guān)系對(duì)顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)十分重要因?yàn)檫@個(gè)關(guān)系涉及到破碎構(gòu)件的行程大小。5.2 破碎力5.2.1 破碎力的計(jì)算以立方體典型物料形狀為依據(jù),并考慮大尺寸進(jìn)料塊粒是逐漸階段破碎成成品而卸出,破碎力大小取決于顎板凸齒作用點(diǎn)施加的(物料應(yīng)力)和物料抗拉強(qiáng)度。(1) 第一階段破碎,(2) 圖4-3 表示作用在立方上的力圖4-3 作用在立方體上的力立方體由于齒棱作用,受力面產(chǎn)生拉應(yīng)力,支撐面產(chǎn)生壓應(yīng)力,這些力在斷裂面上引起的應(yīng)力 ,見(非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)): 故得 式中 F1-第一階段使物料碎裂的破碎力(N)。 -物料的抗劈強(qiáng)度(約等于抗拉強(qiáng)度); W-立方體物料連長(zhǎng)(cm); Z-齒棱間距(cm).(2) 第二階段破碎.物料經(jīng)過第一階段破碎以后,成為兩個(gè)半立方體,在動(dòng)顎擺開時(shí)落入破碎時(shí),并改變方向進(jìn)行再破碎,第二階段的破碎力是: (3)第三階段破碎.物料進(jìn)行第二階段破碎以后,成為4塊體進(jìn)行再破碎.第三階段的破碎 所破物料的抗劈強(qiáng)度是 而顎板齒棱距,則第一階段破碎力 此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設(shè)棱角為,則側(cè)向力為 ,即790KN 邊長(zhǎng)600mm立方體,至少和動(dòng)顎的一個(gè)齒棱相接觸,因而此時(shí)破碎力為1110KN。在特殊情況下,也可能同時(shí)與3個(gè)齒棱接觸,此時(shí)破碎力為3330KN。取平均值2220KN。經(jīng)過多次沖擊以后,新的立方體才能最后形成。原始進(jìn)料的破碎力和第二階段中最后兩個(gè)沖擊的破碎力可能同時(shí)出現(xiàn),因而總破碎力 這兩個(gè)破碎力的作用點(diǎn)取決于物料粒度與相應(yīng)出料口寬度??偲扑榱σ部赡苡衅渌慕M合方式,而使破碎力減小 ,從而總破碎力的波動(dòng)是: 5.2.2 最大破碎力滿載破碎時(shí)破碎力的最大峰值稱為最大破碎力。其計(jì)算公式見顎式破碎機(jī)教材61頁(yè)。 式中 - 最大破碎力(N); - 物料抗壓強(qiáng)度 (); - 有效破碎系數(shù),當(dāng)時(shí),取=0.380.42。破碎腔尺寸B、b、L的單位是cm。由已知得 B=90cm b=12cm L=120cm k=0.4 根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊(cè)表18.1-8取 =9000 得; 5.3 功率的計(jì)算見顎式破碎機(jī)教材67頁(yè)有公式: 式中 P-計(jì)算功率放大器(KW); -最大破碎力不從心(KN); -動(dòng)顎諸點(diǎn)水平行程平均值(mm); -破碎腔平均齒角 (); -機(jī)械總效率,由表2-4可知,。 -等效破碎系數(shù),中大型機(jī),有 。已知有 =3147.688KN 取 n=210 所以得 為了保證破碎機(jī)的工作可靠,并考慮尖峰負(fù)荷,還必須乘以安全系數(shù).故所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于108.6KN,所以選功率為110KN。5.4 主要零件受力計(jì)算(1)推力板 式中 - 推力板受力(KN); P- 所選電動(dòng)機(jī)功率(KN); n- 偏心軸轉(zhuǎn)速 ; h- 動(dòng)顎行程平均值(m)。如圖4-4 所示得 圖4-4 破碎機(jī)計(jì)算圖式 (2)連桿 則連桿力的平均值 (KN)是(見非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備手冊(cè)): (3)動(dòng)顎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,動(dòng)腭的長(zhǎng)度:L = (2.252.5)B = (2.252.5)900 = 20252250(mm)為了獲得較高的生產(chǎn)率,將H取的大些。取L=2100mm;最小長(zhǎng)度:正常長(zhǎng)度;兩種長(zhǎng)度可以不等,但為制造方便考慮,再根據(jù)破碎腔高和連桿的長(zhǎng)度與嚙角計(jì)算取L=2100mm。圖4-5表示動(dòng)顎受力情況,動(dòng)顎上的實(shí)際載荷,可以考慮為按拋物線分布, 圖4-5 簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)受力情況一般情況下,其全力 作用點(diǎn)是在動(dòng)顎全長(zhǎng)的處。6 重要零件的設(shè)計(jì)和校核6.1帶輪的設(shè)計(jì)1. 確定計(jì)算功率 由表8-6(機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.濮良貴、紀(jì)名剛.主編)查得工作情況系數(shù),故 2. 選取窄V帶帶型根據(jù)、由圖8-9確定選用SPC型。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 。從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表8-7,取。按要求驗(yàn)算帶的速度 帶的速度合適。4. 確定窄V的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心矩根據(jù)式 ,有 初步取 。計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、單行本、帶的傳動(dòng)、成大先主編查得,選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。 按式計(jì)算實(shí)際中心矩a 5. 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角可得 主動(dòng)輪上的包角合適。6. 計(jì)算窄V帶的根數(shù)z 由(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、單行本、成大先主編)、,查表得 則有 取 z=67. 計(jì)算預(yù)緊力有: 查表8-4得,故 8. 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 9. 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選用原則見(機(jī)械設(shè)計(jì).濮良貴、紀(jì)名剛.主編)8-4節(jié),材料采用HT200。 所以采用腹板式;,采用輪輻式。具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。6.2曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 曲軸主要尺寸的確定在設(shè)計(jì)曲軸時(shí),先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定曲軸的有關(guān)尺寸,然后根據(jù)理論公式進(jìn)行精確核驗(yàn)。其圖形見圖5-1。 圖6-1 曲軸經(jīng)驗(yàn)公式見4.4節(jié),李永堂等主編1) 支承軸直徑其中 - 標(biāo)稱壓力。所以有取 。2) 曲柄徑直徑 。3) 支承徑長(zhǎng)度 根據(jù)破碎腔的長(zhǎng)度和經(jīng)驗(yàn)公式取 。4) 曲柄兩臂外側(cè)面間的長(zhǎng)度。5) 曲柄頸長(zhǎng)度根據(jù)連桿寬度和經(jīng)驗(yàn)取 6) 圓角半徑取。7) 曲柄臂的寬度取 。2. 曲軸的強(qiáng)度校核對(duì)載荷做以下簡(jiǎn)化:(1)齒輪對(duì)曲軸的作用力比連桿對(duì)它的作用力小的多,可忽略不計(jì)。(2)連桿對(duì)曲軸的作用力近似看成等于標(biāo)稱壓力 ,并以其的 作用于連桿軸瓦兩側(cè),見圖6-2。 圖5-2 圖6-2 曲軸強(qiáng)度在曲軸頸上,除受彎矩作用外,尚受到扭矩的作用,應(yīng)按彎扭合成作用計(jì)算,但由于彎矩比扭矩大的多,故忽略扭矩的應(yīng)力。 這樣,危險(xiǎn)截面C-C的最大應(yīng)力為(4.4節(jié),李永堂等主編): 其中 -標(biāo)稱壓力; -曲柄頸長(zhǎng)度; -曲柄兩臂外側(cè)面間的距離; -曲柄徑直徑;-圓角半徑。所以得:在B-B 截面上也受到彎扭聯(lián)合作用,但此扭矩比彎矩大的多,故忽略彎矩的影響。由公式得最大剪應(yīng)力為: 式中 -支承頸直徑; -公稱當(dāng)量力臂。又有公式:注: R-曲柄半徑; -曲柄轉(zhuǎn)角; -連桿系數(shù); -摩擦系數(shù);取 (見教材).求得: 所以: 所以綜合分析:強(qiáng)度符合要求.3. 曲軸剛度的計(jì)算計(jì)算公式見(4.4節(jié),李永堂等主編):簡(jiǎn)化式為: 式中 E-彈性模量,鋼曲軸;b-曲柄臂厚度;h-曲柄臂厚度;a-曲柄臂寬度;c-曲柄臂形心至曲柄頸心形心的距離。、 -曲柄臂曲柄臂的慣性矩。 a、b、c、h的尺寸圖見圖6-3。 圖 6-3 曲軸 其余尺寸同上。所以算得: 6.3 滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.3.1 軸承的選擇 材料選用為了ZcuPb30,結(jié)構(gòu)參見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、單行本、軸承、成大先主編選為HZ90。6.3.2 軸承的驗(yàn)算1. 驗(yàn)算軸承的平均壓力p(單位為
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