毕业论文中型复摆颚式破碎机设计.docx

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毕业论文中型复摆颚式破碎机设计

[毕业论文：

中型复摆颚式破碎机设计]

中型复摆颚式破碎机设计摘要：

随着现代化的发展，各工业部门对破碎石的需求进一步增长，研究复摆鄂式破碎机具有很重要的意义。

本文主要是针对中型复摆颚式破碎机的设计。

通过了解其在国内外发展的现状，比较多种破碎机的各种参数，性能，工作能力以及耗能情况，设计出性能比较优良的颚式破碎机。

文章首先介绍了颚式破碎机的国内外发展现状以及课题研究的主要内容和意义。

其次针对复摆颚式破碎机的结构分析了其工作原理及工作特点，简单的阐述了复摆型颚式破碎机的组成。

再次，对破碎机进行了机构设计、以及主要参数和主要零部件尺寸的确定，并对主要零部件的强度进行了校核。

最后，针对破碎机齿板的磨损和出口扬尘问题进行了一定的分析和研究。

在一定程度上为颚式破碎机的深入研究提供了理论基础。

关键词：

复摆颚式破碎机；

机构设计；

主要零件；

强度校核DesignofmediumsizecompoundpendulumjawcrusherAbstract:

Withthedevelopmentofmodernization,thedemandforthebrokenstoneisincreasingineveryindustrialdepartment,itismeaningfultostudythecompoundpendulumjawcrusher.Thisarticlemainlydesignsmediumsizecompoundpendulumjawcrusher.Itdesignsthejawcrusheroffinerperformancethroughlearningthecurrentdevelopsituationofcrushersinternalandabroad,comparingtheirparameters,performance,workingabilityandenergyconsuming.Thearticleintroducesthecurrentdevelopsituationinternalandabroad,maincontentandmeaningoftheresearchfirstly.Thenitanalysestheiroperationprincipleandworkingcharacteristicaccordingtothestructureofthecompoundpendulumjawcrusher,andsimplyexplainstheircomposition.Moreover,itdesignsthestructure,determinesthemainparametersandcomponents'dimensionofthecrusher,andcheckstheintensityofthemaincomponentsaswell.Finally,itdosesomeanalysisandresearchonwearingofthetoothboardaswellasthedustemission.Theseoffertheoreticalprincipleforfurtherresearchofjawcrushers.Keyword:

compoundpendulumjawcrusher;structuredesign;maincomponents;intensitycheck目录1绪论11.1颚式破碎机的现状及发展21.2课题研究的主要内容和意义52复摆颚式破碎机的概况62.1复摆颚式破碎机的结构和工作原理62.2复摆颚式破碎机的特点82.3复摆颚式破碎机的主要部件102.3.1机架102.3.2颚板和侧护板102.3.3传动件102.3.4调节装置102.3.5飞轮112.3.6润滑装置113复摆颚式破碎机的设计123.1主要参数确定123.1.1原始数据123.1.2给料口尺寸123.1.3钳角123.1.4动颚行程133.1.5传动角133.1.6偏心距143.1.7主轴转速143.1.8生产率143.1.9最大破碎力153.1.10功率153.2电动机的选择163.2.1选择电动机的类型和结构类型163.2.2选择电动机的容量163.2.3电动机的转速163.2.4确定电动机的型号163.3带传动的设计163.3.1确定计算功率163.3.2选择V带带型173.3.3确定带轮基准直径173.3.4确定V带的基准长度和传动中心距173.3.5验算小带轮上包角183.3.6计算V带根数183.3.7计算预紧力183.3.8计算作用在轴上的压轴力193.3.9设计带轮的结构193.4机构尺寸确定194主要零件设计与校核214.1动颚214.1.1动颚的结构设计214.1.2动颚的校核224.2肘板244.2.1肘板的结构设计244.2.2肘板的受力分析254.2.3肘板强度计算254.3偏心轴264.3.1偏心轴的结构设计264.3.2偏心轴的校核264.4轴承284.4.1轴承的选择284.4.2受力分析284.4.3轴承寿命计算284.5键294.5.1键的选择294.5.2键的校核295磨损315.1复摆颚式破碎机齿板磨损的分析315.2颚板磨损机制336破碎机出口扬尘的解决35结论36参考文献37致谢381绪论在基本建设工程中，需要大量的，各种不同粒径的砂、石作为生产之用。

在没有合格的天然砂子和一台颚式破碎机问世以来，至今已有140余年的历史。

在此过程中，其结构得到不断的完善，而颚式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进行加工，来满足工程的需要。

所以在生产中广泛的应用。

而工程上应用最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。

破碎机是将开采所得的天然的石料按一定尺寸进行破碎加工的机械。

颚式破碎机是有美国人E.W.Blake发明的。

自第一台破碎机的出现，生产效率快，又满足安全条件，又能适应生产，大大加快了生产。

复摆颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。

80年代以来，我国对复摆颚式的研究和产品开发取得了较大的发展。

在充分吸收国外产品特点的基础上，结合国情研制开发了许多新型、高效的设备。

上海建设路桥机械设备有限公司率先对复摆颚式破碎机进行了重大的改进，即通过降低动颚的悬挂高度，改善动颚的运动轨迹，减小破碎腔的啮角，增大破碎比，增大了动颚的水平行程，提高生产能力等，大大改善了机器性能，完成了产品的更新换代。

复摆颚式破碎机主要是由两块颚板（活动颚板和固定颚板）组成。

活动颚板对固定颚板周期性的往复运动，时而靠近，时而分开，由此使装在二鄂板间的石块受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。

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%）。

复摆颚式破碎机适合破碎中硬度石料。

在工程中，多用做中、细碎设备，起破碎比较大，可达。

随着机械工业的进步，近年来，复摆颚式破碎机正朝着大型化发展。

所以，一个合理的传动装置可以使复摆颚式破碎机运行的更加顺利，合理有效。

动颚的优化可使磨损大大的降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也减少工作人员的劳动强度，提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期。

但是，复摆颚式破碎机也有它的缺点，具体如下：

JB/ZQ1032一87《齿板铸造技术条件》规定齿板寿命只有60h，按10h工作制，每付齿板只能用6天，不到一星期就需更换一次齿板。

不仅给维修带来很大的不便，而且增加了破碎物料的成本。

破碎机出口扬尘非常严重，从破碎机出来的块状和粉末状物料直冲矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，地面堆积厚厚一层物料，部分粉状物料飞扬在空中，给生产带来了很大的不便。

较多的粉尘而直接影响安全生产和员工的健康，因此要采用相应的防尘设施是破碎机一个重大而不可忽略的问题。

现代的设计应以人为本，面对服务对象，面向市场、面对循环经济、面对矿产资源利用的大趋势，面对环保、搞全性能、全生命的设计。

所以要做好复摆颚式破碎机的设计,让它更好的为生产服务,提高生产效率。

1.1颚式破碎机的现状及发展颚式破碎机现状：

颚式破碎机是由美国人布雷克发明的。

自第一台颚式破碎机问世以来，至今已有140余年的历史。

在此过程中，其结构得到不断地完善。

由于颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。

为了改善颚式破碎机性能和提高工作效率，国内外曾研制过各种异型颚式破碎机。

早年，德国和前苏联都曾研制过液压驱动的颚式破碎机。

其特点是提高动颚摆动次数借以增加产量，同时能实现液压调整排料口、液压过载保护以及能负荷启动。

原西德制造过冲击式颚式破碎机，而原苏联也制造了振动颚式破碎机（也叫惯性颚式破碎机）。

它们都靠动颚振动冲击破碎物料，借以提高破碎机性能。

前者国内曾经试制过，由于某些原因没能继续研制。

原东德曾制造过一种简摆双腔颚式破碎机，美国生产过复摆双腔颚式破碎机。

国内北京某设计院以及湖南某大学都曾与工厂合作研制了双腔颚式破碎机。

其特点是使间歇工作变成连续工作，借以提高破碎机工作效率[2]。

安徽某设计院曾发明一种双腔双动颚复摆颚式破碎机。

它除了提高工作效率，同时又能降低破碎机负荷，使机重减轻很多。

原苏联早年曾制造一种双动颚颚式破碎机。

国内辽宁某学院与矿山合作开发了双动颚颚式破碎机。

这种破碎机就是将原来两个破碎机去掉前墙对置后而成。

为了两动颚同步运转，在偏心轴一端增设一对开式齿轮。

由于它的结构太复杂，近年又研制一种单轴倒悬挂的双动颚破碎机。

国内上海某学院曾研制过此种颚式破碎机。

这两种破碎机的特点，其动颚同步运转，使破碎机强制排料。

这样，靠提高转数增加破碎机产量同时由于物料与动颚没有相对运动，减少衬板磨损延长使用寿命。

近来又研制了单动颚倒悬挂颚式破碎机。

早年，美国、英国、德国相继生产了简摆颚式破碎机。

该机特点是，动颚悬挂高度很高并且前倾。

连杆下行为工作行程、主轴承为半圆滑动颚轴承。

山东招远黄金机械厂曾引进了这种破碎机，并在此基础上研制了颚式破碎机。

国外制造过一种肘板向上放置的颚式破碎机。

国内有几家设计院和制造厂生产了这种破碎机。

它的特点是靠增大传动角改善动颚运动特性，提高破碎机性能。

在国内该机有叫负支承、上斜式、上推式和上置式破碎机。

美国鹰破碎机公司制造一种倾斜式颚式破碎机。

其传动角大约70度以上。

它的最大特点是低矮，最适于井下或移动式破碎机上工作。

北京矿冶研究总院与某厂合作生产了几个规格的这种破碎机，其中最大为9001200颚式破碎机。

国内山西某煤矿引进德国WB8/26颚式破碎机。

该机置于皮带机上方，借助曲柄连杆机构驱动动颚压碎煤块。

实践证明使用效果较好。

以上各项异型破碎机的研制都取得了一定的效果并对国内破碎机行业的发展起到了一定的推动和促进作用。

但是，都没能得到大面积推广使用。

国内绝大多数制造厂生产的和现场使用的都还是传统复摆颚式破碎机。

就近两年国外机械设备展览会上展出的颚式破碎机来看，也都是传统颚式破碎机，没有异型颚式破碎机出现。

国内各厂家所制造的颚式破碎机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。

综上所述，改善国内颚式破碎机落后的状况，全面提高颚式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的颚式破碎机是当务之急。

保证颚式破碎机最佳性能的根本因素是动颚有最佳的运动特性。

这个特性又是借助机构优化设计所得到的。

因此，颚式破碎机机构优化设计是保证破碎机有最佳性能的根本方法。

国内颚式破碎机的机重普遍高于国外同规格的破碎机。

减轻机重也是一个重要课题。

颚式破碎机机架占整机重量很大比例（铸造机架占50%、焊接机架占30%）。

国外颚式破碎机都是焊接机架，甚至动颚也采用焊接结构。

国内前几年掀起一股用铸造机架代替焊接机架的势头，这无疑是一种倒退行为。

此外，铸钢是一种高能耗的工艺过程，从节约能源的角度也应大力发展焊接机架。

颚式破碎机采用焊接机架是发展方向。

机架结构设计不合理也是使机重增加的重要原因。

机架结构设计首先应以受力为依据，在满足强度、刚度的条件下，力求减轻重量。

机架前壁载荷主要是由横向筋板所承受。

一般情况下，破碎机都不需要加纵向筋板1、2，如图1-1所示。

该机侧壁加强筋布置不合理，数量又太多，致使它的机重达）7.5t（同规格破碎机机重为5.5t）。

当然，该机过重不完全是由这两个因素所造成。

侧壁筋板位置和方向也应根据受力情况而定。

图1-2所示为英国某公司生产的大传动角（负支承）颚式破碎机机架简图。

该机架侧壁布置有1、2、3三根筋板，筋板1设置在主轴承侧面，筋板3设置在主轴承后下方，这两块筋之间用筋板2连接起来构成一个“A”形框架。

图1-3所示为该机受力分析。

图1-1某破碎机焊接机架图1-2大传动破碎机机架图1-3大传动破碎机示力图图中轴承所受最大力:

作用方向为HA，正是图1-2侧壁加强筋1的方向。

从而说明图1-2中侧壁筋板布置完全符合受力的要求。

动颚也是破碎机重量较大的零件，而且结构复杂颚结构设计也应以动颚受力为依据，在满足强度、刚要求的条件下，尽量减轻重量。

根据动颚受力分析可，最大破碎力作用在动颚轴承偏上处，由此往上（头部）受力越来越小。

原250400,400600颚式破碎机者目前尚有多家生产动颚结构刚好与其受力要求反，即轴承附近处截面小，越向头部截面越大，而且差太悬殊。

结果导致动颚强度低而重量又很大。

这两种破碎机都是在轴承偏上处被折断而损坏的。

动颚的加强筋布置方式，也应按上述受力要求设计。

已有的颚式破碎机加强筋横向厚度从上到下厚度一样。

为符合受力条件，又满足重量轻的要求，可采用变厚度加强筋。

即靠上部（头部）的加强筋厚度应小，越往下厚度越大。

就是说，改原来矩形加强筋为梯形加强筋，这样会减轻动颚重量又保证有足够的强度。

动颚两轴承之间部位的壁厚可适度减薄，借以减轻重量。

此外，应加强机架、动颚有限元的研究，进行机架、动颚有限元优化设计，达到机架、动颚重量轻又有高度的可靠性。

其它，还有破碎腔、破碎机动力平衡等等都可以借助计算机进行优化设计。

总之，应采用现代的设计方法代替原有的常规设计方法。

再者，由于焊接、铸造、热处理工艺等因素也都会对破碎机产生影响。

所以，我们应提高设计制造工艺等综合水平以及采用液压调整排料口和液压保险，逐步使国产颚式破碎机达到世界一流水平。

1.2课题研究的主要内容和意义本文介绍了复摆颚式破碎机的概况，复摆颚式破碎机的工作原理及工作特点；

阐述了复摆颚式破碎机主要零部件的结构设计与尺寸确定以及它的主要参数的确定；

论文的最后还对复摆颚式破碎机主要零件进行了强度校核。

复摆鄂式破碎机具有结构简单、制造容易、工作可靠、生产效率较高、使用维修方便等优点。

由于其工作性能优越及上述的优点，所以复摆颚式破碎机在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。

但是，复摆鄂式破碎机也有它的缺点，如破碎机出口扬尘严重、齿板寿命短等。

所以本课题的意义在于合理设计其结构，使其优点能够更好的发挥出来从而更加适应生产发展的需要。

在对其设计的同时也对扬尘和齿板的磨损问题等进行了一定的分析和研究。

如设计合理的传动装置，使复摆颚式破碎机运行的更加顺利，合理有效；

优化动颚，使磨损降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也要减少工作人员的劳动强度，提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期；

采取相应的防尘措施，保证了安全生产和工作人员的健康。

2复摆颚式破碎机的概况2.1复摆颚式破碎机的结构和工作原理复摆颚式破碎机主要是由两块颚板（活动颚板和固定颚板）组成。

活动颚板对固定颚板周期性的往复运动，时而靠近，时而分开，由此使装在两颚板间的石块受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。

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%）。

复摆颚式破碎机适合破碎中硬度石料。

在工程中，多用他做中、细碎设备，起破碎比较大，可达。

随着机械工业的进步，近年来，复摆颚式破碎机正朝着大型化发展。

所以，一个合理的传动装置可以使复摆颚式破碎机运行的更加顺利，合理有效。

动鄂的优化可使磨损大大的降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也减少工作人员的劳动强度，提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期。

如图2-1所示：

1—固定颚板2—边护板3—活动颚板4—肘板垫5—推力板6—肘板垫7—调整座8—弹簧9—三角皮带10—电动机11—飞轮12—电机滑轨13—偏心轴14—动颚15—机架16—皮带轮图2-1复摆颚式破碎机的结构如图2-1所示为复摆式颚式破碎机。

电动机10通过小带轮及V带，将运动传给皮带轮16，从而带动偏心轴13转动。

动颚14上部内孔两端的双列球面滚子轴承支承在偏心轴上。

偏心轴外侧轴径装有支座主轴承，主轴承外圈与机架15上的镗孔相配合，并且用螺栓固定在机架上。

在偏心轴两外端部分别装有大带轮16与飞轮11，以调整破碎机工作时主轴运转速度的波动。

动颚的下部由推力板5支撑，推力板的另一端支承在与机架15的后壁相连的楔铁调整机构7上。

可在由机架侧壁上两凸台构成的滑道中滑动。

当需要调整排料口尺寸时，只要调整楔铁上的螺栓，是楔铁上下移动，带动调整座在滑道中前后移动即可完成。

推力板5的两头为同心圆弧的圆柱面，且中部较两端薄些。

其两端头圆弧与动颚14和调整座7上的“∏”型衬垫接触，在破碎机工作时，两者间为纯滚动，以提高机械运转的机械效率并延长零件的使用寿命。

由于推力板与衬板垫间为非几何锁合，而是靠动颚的重量实现重力锁合，因此在机器运转时，由于动颚产生的惯性载荷，会使推力板与其衬垫周期分离而产生冲击响声，严重时会影响推力板从其两端衬垫中脱落。

因此在动颚下端有一根拉杆通过机架上的弹簧拉杆8拉住动颚，是推力板与衬垫始终保持贴合状态。

经过上述运动，动颚形成如图2-2所示的运动轨迹，即动颚板上各点的运动轨迹（连杆曲线）。

由图2-2可知,A点作圆周运动,B点受推动板的约束为绕点摆动的圆弧线,其余各点的轨迹为扁圆形，从上到下的扁圆形愈来愈扁平。

图2-2动鄂板上各点的运动轨迹动颚具有的这些运动特性决定了它的性能:

（1）动颚的平面复杂运动,时而靠近固定的定颚板,时而离开,形成一个空间变化的破碎室,料块主要受到压碎,伴随着研磨、折断作用。

（2）这种运动使料块受到向下推动的力,图2-3是料块在颚板之间的受力情况。

料块在破碎室得到破碎,破碎后的料块由排料口排除。

图2-3料块在鄂板之间的受力分析2.2复摆颚式破碎机的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40～50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鄂床表面，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12～14%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1/2～1/3之间。

由于复摆式的特点造成颚板底部比上部磨损快，所以颚板往往做成上下对称形状，以便磨损后能倒置安装，延长使用寿命。

颚式破碎机的优点是生产率高，结构简单可靠，破碎比较大（一般为6～8），外形尺寸较小，零件检查和更换较容易，操作维护简便，不用较高技术水平的工人就能够操作，应用范围广，与其他类型破碎机比较，不容易堵塞，因此工程中普遍。

采用它来破碎各种硬度（92500公斤/厘米以下）的石料，常作粗碎和中碎设备。

一般用于破碎极限抗压强度不超过2000公斤/厘米的石料时效果较好。

其缺点是不宜破碎片状石料，工作间歇、有空转冲程，需要很大的摆动体，增加非生产能量的消耗，破碎可塑性和潮湿的物料时，容易堵塞出料口。

由于工作时产生很大的惯性力，机体摆动大，工作不平稳，冲击，振动及噪音较大。

因此须安装在比机器自重大五倍以上的混凝图基础上，并须采取隔振措施。

大型破碎机还应安装在埋设于基础上的刚梁上。

颚式破碎机的最大装料块度应比装料口宽度小15～20%，即给料的最大石块不应超过装料口的0.85倍。

当用颚式破碎机破碎坚硬而光滑的大砾石时，砾石容易从装料口反跳出来，故破碎天然砾石的生产率不及破碎块石的生产率高。

使用颚式破碎机时，必须注意由于机器是在工作条件恶劣情况下运转的，除了必须严守操作规程和维修保养制度外，还必须及时发现并修复被磨损的零部件，这是提高机器作业的重要措施。

2.3复摆颚式破碎机的主要部件2.3.1机架机架是上下开口的四壁刚性框架，用作支承偏心轴并承受破碎物料的反作用，要求有足够的强度和刚度，一般用铸钢整体铸造，小型机也