PE×复摆颚式破碎机结构设计文档格式.doc

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第2章PE400×

600复摆颚式破碎机参数的选择和计算 7

2.1结构参数的选择与计算 7

2.1.1给矿口与排矿口的尺寸 7

2.1.2钳角α的选取 7

2.1.3动鄂摆动行程的选取 7

2.1.4偏心轴的偏心距的选取 8

2.1.5破碎腔高度的选取 8

2.1.6轴承中心距给矿口的高度的确定 8

2.1.7偏心距对连杆长度的比值λ 8

2.1.8肘板长度的选取 9

2.1.9破碎腔形状的确定 9

2.2工作参数的选择与计算 10

2.2.1偏心轴转速的计算 10

2.2.2生产率的计算 11

2.2.3功率的计算 12

2.2.4电动机的选择 12

2.3破碎机各项参数列表 12

第3章PE400×

600复摆颚式破碎机关键零件的设计 14

3.1V带传动部分的设计计算 14

3.1.1确定计算功率 14

3.1.2确定V带的带型 14

3.1.3确定带轮的基准直径 14

3.1.4确定中心距和V带长度 14

3.1.5校核小带轮包角 15

3.1.6确定V带根数 15

3.1.7计算单根V带初拉力 15

3.1.8计算对轴的压力 16

3.1.8V带传动的主要参数归纳 16

3.2飞轮的设计 16

3.3推力板的设计 17

3.4偏心轴的设计 18

3.4.1偏心轴的材料选择和最小直径估算 18

3.4.2偏心轴结构的设计 18

3.4.3偏心轴强度校核 19

3.5轴承的选择 20

3.6动颚的设计 20

3.7齿板的设计 21

3.8肘板的设计 22

3.9调整装置的设计 23

3.10保险装置的设计 23

3.11机架结构的设计 24

3.12破碎机的润滑装置 25

结　论 26

谢辞 27

参考文献 28

前　言

物料的破碎是许多行业（如冶金、矿山、建材、化工等）产品生产过程中不可缺少的工艺过程。

由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，破碎机的种类极为繁多。

就金属选矿而言，破碎是选矿厂的首道工序，为了分离有用矿物，不但分为粗碎、中碎、细碎，而且还要进行磨矿。

因为破碎是选矿厂的耗能大户（约占全厂耗电的50%），为了节能和提高生产效率，所以提出了“多碎少磨”的技术原则。

这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。

另外随着工业自动化的发展，破碎机也向自动化迈进（如国外产品已实现机电液一体化、连续监测、自动调节给料速率及排矿口尺寸等）。

随着开采规模的扩大，破碎机也在向大型化发展，如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000（t/h）。

至于新原理和新方式的破碎（如电、热破碎等）尚在研究实验中，短时间内还不能用于生产。

对于粗碎而言，目前还没有研制出新型的设备以取代传统的颚式破碎机和旋回式破碎机，主要是利用现代技术，予以改进、完善和提高关键部件的耐磨性，以达到节能、高效、延长使用寿命的目的。

而在工业生产中被广泛应用的颚式破碎机更是改进的主要对象。

传统的颚式破碎机由于结构简单、工作可靠、价格低廉、适用性强等优点，所以在工业上得到了广泛的应用。

其缺点主要是非连续性破碎、效率较低、给料不均匀引起颚板磨损不均匀等。

针对其缺点，各国都在一下几个方面加以改进：

优化结构与运动轨迹，改进破碎腔型，以增大破碎比，提高破碎效率，减少磨损，降低能耗，现已普遍应用高深破碎腔和较小啮角；

改进了动颚悬挂方式和衬板的支承方式，改善了破碎机性能；

鄂板采用了新的耐磨材料，降低了磨损消耗；

提高了自动化水平（可自动调节、过载保护、自动润滑等）。

同时也出现了一些新的机型，如双腔双动颚式破碎机，其破碎比可达20~50，排料口调节方便，产量大；

复摆颚式破碎机，兼有颚式破碎机与圆锥式破碎机的性能，其产量较同规格的破碎机高50%左右。

还有筛分式破碎机，把筛分和破碎结合为一体，不仅可简化工艺流程，且能及时将已达粒度要求的物料从破碎腔中排出，减轻了破碎机的堵塞和过粉碎，提高了生产能力，降低了能耗。

近年来，随着露天开采比重的增加和大型挖掘机、大型自卸汽车的采用，露天矿场运往破碎车间的矿石粒度达1.5~2（m）。

同时被采矿石的品味日益降低，要保持原有生产量就必须大大增加开采量和破碎量，因而就使破碎机朝着大型、高生产率的方向发展。

目前，国外生产的简摆颚式破碎机的最大规格是2100×

3000（mm），复摆颚式破碎机的最大规格是1500×

2000（mm）。

在本设计中是按照进料口尺寸：

400×

最大给矿粒度：

350（mm）；

排矿口调整范围：

40~160（mm）；

生产能力：

17~115（t/h）的要求进行设计。

第1章复摆颚式破碎机的简介

1.1复摆颚式破碎机应用范围

复摆颚式破碎机是石料中等粒度破碎中最常用的破碎设备之一。

复摆鄂式破碎机由于结构简单、价格低廉、操作简单、坚固耐用、维护容易等优点，早已成为我国生产最多、使用最广的破碎设备。

这种破碎机可破碎各种硬度的矿石和岩石，主要用于大中型矿山的粗碎作业。

SBM生产的PE和PEX颚式破碎机是吸收国内外先进技术，结合国内砂石行业具体工矿条件研发而成。

PE、PEX系列复摆颚式破碎机（SBM）是复杂摆动式破碎设备，适用于冶金、矿山、建筑、交通、水泥等部门，作为粗碎、中碎抗压强度在350Mpa以下，直径500-1800mm的各种矿石或岩石之用。

复杂摆动颚式破碎机动颚板的上下运动有促进排料的作用，而且其上部的水平行程大于下部，易于破碎大块物料，故其破碎效率高于双肘板式。

它的缺点是颚板磨损较快，以及物料会有过粉碎现象而使能耗增高。

为了保护机器的重要部件不因过载而受到损坏，常将形状简单、尺寸较小的肘板设计为薄弱环节，使它在机器超载时首先发生变形或断裂。

另外，为满足不同排料粒度的要求和补偿颚板的磨损，还增设了排料口调整装置，通常是在肘板座与后机架之间加放调整垫片或楔铁。

但为了避免因更换断损零件而影响生产，也可采用液压装置来实现保险和调整。

颚式破碎机还可直接采用液压传动来驱动动颚板，以完成物料的破碎动作。

复摆式颚式破碎机与简摆式相比较，其优点是：

质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所装物料块受到均匀破碎，加以动颚下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出20-30%；

物料块在动颚下部有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的形状卸出，减少了像简摆式产品中那样的片状成分，产品质量较好。

具有结构简单合理、产量高、破碎比大、齿板寿命长、成品粒度均匀、动力消耗低、维修保养方便等优点，是目前国内最先进的机型。

1.2复摆颚式破碎机工作原理

在颚式破碎机中，动颚板绕悬挂心轴对固定鄂板作周期性摆动。

当动颚靠近固定颚板时，则位于两鄂板间的矿石受压碎，劈裂和弯曲的作用而破碎。

当动颚离开固定颚板时，已破碎的矿石在重力的作用下，经排矿口排出，所以物料的破碎是在两块鄂板之间进行的。

1-活动颚；

2-推力板；

3-偏心轴

图1-1复摆颚式破碎机动鄂运动分析

如上图（1-1）所示，复摆颚式破碎机的活动颚1的顶部直接悬挂在偏心轴3上，其底部支撑在一端有固定铰接的推力板2上。

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。

复杂摆动颚式破碎机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。

它的垂直位移上部为2.5s、下部为3s。

在破碎腔中矿石除受到颚板的挤压和弯曲作用外，还有研磨搓揉作用。

分析上述复杂摆动颚式破碎机活动颚运动特点可知：

（1）当颚板压住物料时，活动颚板要部分地与物料一起作向下运动，从而加速了出料速度，提高了生产能力。

（2）活动颚上部的水平摆动量大于下部，所以大块物料容易在上部得到破碎，整个颚板工作面受力较均匀，符合破碎原理，也有利于生产能力的提高。

（3）活动颚下端有很大的向下垂直动力，这样不但能促使排料，而且能将已破碎的物料反复翻转，并以立方体形状块粒卸出。

（4）活动颚受到的巨大挤压力，部分作用到偏心轴和轴承上。

特别是大型复杂摆动颚式破碎机的作用力时很大的，这对破碎机结构和操作带来不良的影响。

600复摆颚式破碎机工作原理

1-固定颚；

2-侧护板；

3-活动鄂板；

4-肋板座；

5-推力板；

6-调节座；

7-调节螺栓；

8-后斜面座；

9-弹簧；

10-拉杆；

11-电动机；

12-飞轮；

13-偏心轴；

14-动鄂；

15-机架；

16-皮带轮

图1-2400×

600复杂摆动颚式破碎机

600复杂摆动颚式破碎机的结构如上图（1-2）所示，它的固定颚实际上就是机架15的前壁，它的动鄂14通过滚动轴承悬挂在偏心轴13上，偏心轴又通过滚动轴承支承在机架上。

推力板5一端支承在动颚下端凹槽内装的肋板座4上，另一端则通过肋板座和调节座6、调节螺栓7、支承在机架15的后壁上。

在偏心轴的两端装有飞轮12和皮带轮16，在飞轮的的轮缘上有配重，用以部分地平衡连杆在运动时所产生的惯性力。

机架15是单个整体的铸钢结构，它的前壁上装有楔形螺栓紧固的固定颚1。

动鄂14为一整体铸件，正面装有活动颚板衬板3，用螺栓通过楔形块紧固在动鄂上。

电动机通过三角牌皮带传递动力带动偏心轴使动鄂运动，从而使破碎腔中的矿石得到破碎。

排矿口的调整是借楔形调整机构来实现的。

当用螺栓7使后斜面座向上移动，调节座6沿导板向前移动，这时，卸料口减小；

同样，把斜面座放下，卸料口便增大。

600复摆颚式破碎机参数的选择和计算

2.1结构参数的选择与计算

2.1.1给矿口与排矿口的尺寸

根据设计型号[4]，本设计中的复摆颚式破碎机给矿口规格为400×

600（mm），排矿口调整范围为40~160（mm）。

2.1.2钳角α的选取

破碎机的活动颚板与固定颚板间的夹角α称为钳角。

钳角大小直接影响生产率和破碎腔高度。

钳角小能提高生产率，但在一定的破碎比条件下，又增加了破碎腔高度，钳角大会使破碎腔高度降低，但生产率也下降了。

另外，钳角最大也不能超出咬住物料的允许值，故一般钳角取值为：

（2-1）

式中：

μ-齿板与物料间的摩擦因数

实际生产中为安全起见，复摆颚式破碎机的钳角通常取理论值的65%，查阅资料后得：

（2-2）

在本设计中取钳角。

2.1.3动鄂摆动行程的选取

动鄂的摆动行程是破碎机最重要的结构参数。

在理论上动鄂的摆动行程应按物料达到破坏时所需之压缩量来决定。

然而，由于破碎板的变形，及其与机架间存在的间隙等因素的影响，实际选取的动鄂摆动行程远大于理论上求出的数值。

因此，动鄂行程一般是根据经验数据[4]确定的。

通常对于大型鄂式破碎机：

；

中、小型破碎机：

。

（2-3）

本设计中动鄂摆动行程选用。

2.1.4偏心轴的偏心距的选取

动鄂的摆动行程确定后，偏心轴的偏心距可以根据初步拟定的构件尺寸利用画机构图的方法来确定。

通常，对于复杂摆动式鄂式破碎机有（2-4）

在本设计中偏心轴的偏心距取。

2.1.5破碎腔高度的选取

在钳角一定的情况下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定。

通常，破碎腔的高度：

（2-5）

经计算，本设计中破碎腔高度取。

2.1.6轴承中心距给矿口的高度的确定

为了保证在破碎腔的上部产生足够的破碎力来破碎大块物料，在给矿口处，动鄂必须有一定的摆动行程。

根据实验，当生产率达到最大值时，对于复摆式颚式破碎机，动鄂悬挂点的合适高度为：

（2-6）

其中为动鄂的长度

经计算，动鄂轴承中心距给矿口高度取。

2.1.7偏心距对连杆长度的比值λ

在曲柄摇杆机构中，当曲柄作等速回转时，摇杆来回摆动的速度不同，具有急回运动的特征。

连杆俞短，即值俞大，则这种现象就俞显著。

曲柄（偏心轴）的转数是根据矿石在破碎腔中自由下落的时间而定。

因此，连杆的长度不宜过短。

通常，对于中、小型鄂式破碎机：

（2-7）

L为动鄂长度，经计算动鄂长度取。

2.1.8肘板长度的选取

当动鄂的摆动行程和偏心距确定后，在选取推力板长度时，对于简摆式鄂式破碎机，当曲柄偏心位置为最高时，两个推力板的内端点略低于两个外端点的连线。

即使β角（推力板与连杆之间的夹角）近于，后推力板总在角度之间运动。

推力板长度与偏心距的关系为：

（2-8）

式中—推力板长度的最小、最大值；

—偏心距

两个推力板长度应该根据机械运动的要求来确定，二者必须一致。

复摆鄂式破碎机的推力板长度也可以参考式（2-8）所列关系选取，通常。

经计算，推力板长度取。

2.1.9破碎腔形状的确定

破碎腔的形状是决定生产率、动力消耗和衬板磨损等破碎机性能的重要因素。

破碎腔的形状有直线型和曲线型两种。

如图（2-1）所示，图中实线表示颚板闭合时的位置，虚线表示颚板后退最远位置。

图2-1破碎腔的形状图

图（2-1）中的许多水平线，表示物料在陆续向下运动时所占据的区域。

处在水平面1上的物料，当动颚摆动到虚线位置时，便下落到水平面2上。

两水平面1和2间的垂直距离，就是破碎机在空转行程使料块下落的距离。

在颚板下一次的工作形成中，水平面2处的物料则被压碎。

到空转行程时，料块便落到水平面3上，依次类推，料块逐渐被破碎而粒度逐渐减小，最后通过排矿口排出去。

由图（2-1a）可以看到，在直线型破碎腔中，连续的水平面间形成的梯度断面的体积向下依次递减。

物料的空隙也逐渐减小，而动颚的摆动行程和压碎力却逐渐增大，物料到排矿口附近的排料速度就减慢。

于是在排矿口附近几容易发生堵塞现象，这是造成机器过载和衬板下端磨损的主要原因。

图（2-1b）表示曲线型破碎腔，它是将固定颚板改成曲线型，曲线是按破碎腔的啮角从上向下逐渐减小的原则而设计的。

在曲线型破碎腔中，各连续的水平面间形成的梯度断面的体积，从破碎腔的中部往下是逐渐增加的，因而物料间的空隙增大，有利于排料。

由于堵塞点上移，故在排矿口附近不易发生堵塞现象。

故本设计采用图图（2-1b），曲线型破碎腔。

2.2工作参数的选择与计算

2.2.1偏心轴转速的计算

对于颚式破碎机，动颚的摆动次数由偏心轴的转速决定。

在一定范围内，偏心轴转速增加，破碎机的生产能力相应地增加。

但是，当动颚摆动超过一定限度时，再增加转速，生产能力增加十分缓慢，优势甚至还下降。

而其功耗却迅速上升，由于过高的偏心轴转速使破碎好的物料来不及由卸料口排出，反而影响了生产能力的提高。

通常，破碎坚硬物料时，转速应取小些；

破碎脆性材料时，转速可取大些；

较大规格的破碎机，转速应适当降低，以减少振动，节省动力消耗。

偏心轴的转速可用经验公式[4]确定：

对于进料口宽度

（2-9）

在本设计中进料口宽度

将数据带入式（2-9）得偏心轴转速为：

2.2.2生产率的计算

本设计采用经验公式[4]计算破碎机的生产率。

经验公式是实践的总结更接近于实际情况。

计算破碎机生产率的经验公式为：

（2-10）

式中—物料易碎性系数，见表2-1；

—物料的密度修正系数，，为物料的堆密度；

—进料粒度修正系数，见表2-2；

—标准条件下的单位排料口宽度的生产能力，，

见表2-3；

—破碎机机排料口宽度，。

表2-1物料易碎性系数

物料强度

抗压强度（Mpa）

普氏物料系数

硬质物料

157~196

0.9~0.95

15~20

中质物料

79~157

1.0

4~8

软质物料

＜79

1.1~1.2

＜4

表2-2进料粒度修正系数

进料最大粒度与进料口宽度之比

0.85

0.60

0.40

1.1

1.2

表2-3单位排料口宽度的生产能力

规格（）

250×

400

600

600×

900

900×

1200

0.4

0.65

0.95~1.00

1.25~1.3

查表取，，；

查资料取，已知；

将上述数据带入式（2-10），经计算后得：

2.2.3功率的计算

本设计采用经验公式[4]计算破碎机的功率。

对于复摆颚式破碎机计算破碎机功率的经验公式为：

（2-11）

经计算破碎机功率取：

（2-12）

2.2.4电动机的选择

电动机是系列化的标准产品，其中三相异步电动机应用最广泛。

Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机，适用于不易燃、不易暴、无腐蚀和无特殊要求的机械设备上。

Y系列电动机效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。

为B级绝缘，结构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。

由式（2-12）得，根据实际情况选择电动机型号为Y250M-8，额定功率为，满载转速为。

2.3破碎机各项参数列表

表2-4PE400×

600复摆颚式破碎机结构参数

给矿口规格

600（mm）

排矿口调整范围

40~160（mm）

钳角α

动鄂的摆动行程

偏心轴的偏心距

破碎腔高度

动鄂轴承中心距给矿口的高度

动鄂长度

肘板长度

破碎腔形状的确定

曲线型破碎腔

表2-5PE400×

600复摆颚式破碎机工作参数

偏心轴转速

生产率

功率

电动机的选择

Y250M-8

12

600复摆颚式破碎机关键零件的设计

3.1V带传动部分的设计计算

3.1.1确定计算功率

查表[3]得工作情况系数，已知电动机功率，带入下式（3-1）得：

（3--1）

3.1.2确定V带的带型

根据、，由图[3]选用C型V带。

3.1.3确定带轮的基准直径

1.按照设计要求，参考[3]，选取小带轮基准直径为：

2.验算带速，将数据带入下式（3-2）得：

（3-2）

经验证，V带带速满足设计要求。

3.计算从动轮直径，将数据带入下式（3-3）得：

（3-3）

按照标取从动轮直径为：

3.1.4确定中心距和V带长度

1.由，初步选取中心距。

2.将数据带入下式（3-4），得基准带长为

（3-4）

查表[3]，选取带的基准长度。

3.将数据带入下式（3-5），得