機械設計制造及自動化專業--顎式破碎機設計(已修改)

　

【正文】 機械設計制造及自動化專業畢業論文 顎式破碎機設計 1 緒論 破碎機械是對固體物料施加機械力克服物料的內聚力使之碎裂成小塊物料的設備 破碎機械所施加的機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械中大多是兩種或兩種以上機械力的綜合對于堅硬的物料適宜采用產生彎曲和劈裂作用的破碎機械對于脆性和塑性的物料適宜采用產生沖擊和劈裂作用的機械對于粘性和韌性的物料適宜采用產生擠壓和碾磨作用的機械 在礦山工程和建設上破碎機械多用來破碎爆破開采所得的天然石料使這成為規定尺寸的礦石或碎石在硅酸鹽工業中固體原料燃料和半成品需要經過各種破碎加工使其粒度達到各道工序所要求的以便進一步加工操作 通常的破碎過程有粗碎中碎細碎三種其入料粒度和出料粒度如表一所示所采用的破碎機械相應地有粗碎機中碎機細碎機三種 表一物料粗碎中碎細碎的劃分 mm 類別 入料粒度 出料粒度 粗碎 中碎 細碎 300～ 900 100～ 350 50 ～ 100 100～ 350 20～ 100 5～ 15 制備水泥石灰時細碎后的物料還需進一步粉磨成粉末按照粉磨程度可分為粗磨細磨超細磨三種所采用的粉磨機相應 地有粗磨機細磨機超細磨機三種 在加工過程中破碎機的效率要比粉磨機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 工業上常用物料破碎前的平均粒度 D與破碎后的平均粒度 d之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況比值 i 成為破碎比即平均破碎比 i Dd 為了簡易地表示物料破碎程度和各種破碎機的破碎性能也可用破碎機的最大進料口寬度 B 與最大出料口寬度 b 之比來作為破碎比稱為公稱破碎比 i 085Bb 在實際破碎加工時裝入破碎機的最大物料尺寸一般總是小 于容許的最大限度進料口尺寸所以平均破碎比只相當于公稱破碎比的 07～ 09 每各破碎機的破碎比有一定限度破碎機械的破碎比一般是 i 3～ 30如果物料破碎的加工要求超過一種破碎機的破碎比則必須采用兩臺或多臺破碎機械串連加工稱為多級破碎多級破碎時原料尺寸與最終成品尺寸之比稱總破碎比如果各級破碎的破碎比各是則總破碎比是 由于破碎機構造和作用的不同實際選用時還應根據具體情況考慮下列因素 物料的物理性質如易碎性粘性水分泥沙含量和最大給料尺寸等 成品的總生產量和級配要求據以選擇破碎機類型和生產能力 技術經濟指標做到既合乎 質量數量的要求操作方便工作可靠又最大限度節省費用 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 200～ 1300mm 之間地下礦開采出來的原礦最大粒度一般在 200～ 600mm 之間這些原礦不能直接在工業中應用必須經過破碎和磨礦作業使其粒度達到規定的要求破碎是指將塊狀礦石變成粒度大于 1～ 5mm 產品的作業小于 1mm 粒度的產品是通過磨碎作業完成的 211 破碎的目的 1 制備工業用碎石 大塊石料經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在建筑水電等行業中廣泛應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分離作為選礦的原料除去雜質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 1～ 5mm 的原料是由破碎產品提供的例如在煉焦廠燒結廠制團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品達到要求的粒度和粉末狀態 212 破碎工藝 最終破碎粒度是根據產品的用途確定的需要進 行磨礦作業的礦石應考慮到破碎與磨礦總成本較低來確定破碎產品的粒度一般較適宜的粒度為 10～ 25mm 把原礦粒度與破碎產品的粒度的比稱為總破碎比 一臺破碎機只能在一定限度的破碎比下才有合理的結構才能最有效地工作因此使一臺破碎機達到這樣的破碎比是很有困難的各種破碎機的破碎比范圍見表二可見要把原礦破碎到需要的粒度必須將若干臺破碎機串連進行分段破碎總破碎比等于各段破碎比的乘積為了發揮串聯破碎機的破碎能力不使小塊礦石進入破碎機反復進行破碎因此將破碎與篩分有機結合構成合理的破碎工藝流程 表二各類破碎機的破碎比 破碎機型式 流程類型 破碎機范圍 顎式破碎機的旋回破碎機 開路 35 標準圓錐破碎機 開路 35 標準圓錐破碎機中型 閉路 48 短圓錐破碎機 開路 36 短圓錐破碎機 閉路 48 圖 21 為一段破碎機機流程圖原礦經固定篩 分后篩上大塊物料進入顎式破碎機 2 篩下物 顎式破碎機 2 的產品一起經振動篩 3 篩分篩上 物經圓錐破碎機 4 破碎篩下物和圓錐破碎機 4 的產品一起經振動 5 篩分篩下物作為磨機 8 的 原料落入礦倉 7 篩上稱進入圓錐破碎機 6 破 碎破碎機 6 與振動篩 5 構成封閉系統進行反復 破碎篩分該系統稱為封閉破碎系統顎式破 碎機 2 和圓錐破碎機 4 的產品均經篩分后進入 下一流程故稱開路破碎 圖 21 1 固定篩 2 顎式破碎機 35 振動篩 46 圓錐破碎機 7 – 礦倉 8 磨機 22 破碎物料的性能及破碎比 221 產品粒度及其表示方法 礦塊的大小稱為粒度由于礦塊形狀一般是不規則的需要用幾個尺寸計算 出的尺寸參數來表示礦塊的大小 平均直徑 d 礦塊的平均直徑用單個礦塊的長寬厚平均值表示 d 21 式中 L礦塊的長度 mm b礦塊的寬度 mm h礦塊的厚度 mm 也可用長寬的平均值表示 d 22 平均直徑一般是用來計算給礦和排礦單個礦塊的尺寸以確定破碎比 等值直徑 礦塊的粒度很小時可用等值直徑來表示等值直徑是將細料物料顆粒作為球體來計算的 124 23 式中 m礦料質量 kg 礦物密度 kg V礦料的體積 粒級平均直徑 d 對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粒級的粒度范圍很窄上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過 1414 時可用粒度平均直徑表示即 d 24 否則用表示粒級 222 破碎產品的粒級特性 破碎產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品的質量和破碎機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稱篩析 篩析一般采用標準篩篩面使用正方形篩孔 的篩網我國通常采用泰勒標準篩其篩孔大小用網目表示它指一英寸長度一英寸等于 254mm 內所具有的篩孔數目這種篩子是以 200 目作為基本篩 1414 和補充篩比 1189 篩孔的尺寸可根據篩比計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 0074 0105mm若計算兩篩之間的補充篩孔尺寸則用基本篩的篩孔尺寸乘以補充篩比得到即 0074 0088mm 我國尚無用于破碎機的產品粒度分析標準在實際測試時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準篩關于基本篩比的規定來確定篩 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品粒度用粒度平均直徑表示這對于分析粒級特性顯然是很方便的因此推薦表三的粒級序列供參考 表三 各破碎機產品的篩析篩的粒級序列 型號 PE150X250 PE250X400 PE400X600 PE500X750 PE600X900 PE750X1060 PE900X1200 粒 度 系 列 03 03 010 010 020 020 030 35 35 1014 1014 2028 2028 3042 57 57 1420 1420 2840 2840 4260 710 710 2028 2028 4057 4057 6085 1014 1014 2840 2840 5780 5780 85120 1420 1420 4057 4057 80115 80115 120170 2028 2028 5780 5780 115163 115160 170 28 2840 80110 80110 163 163 4055 110 110155 55 155 注篩孔最大尺寸以其殘留景不超過 5 來確定 根據篩分結果可以對產品或原礦的粒度特性進行分析粒度特性用粒度特性曲線來表示縱坐標表示套篩中各篩的篩上物料質量的累積百分數簡稱篩上量累積產率橫坐標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 22a 所示為物料粒級特性曲線任意兩縱坐標之差就表示在橫軸上相應兩點間物料粒級的產率由圖可知難碎性礦石的粒級曲線運動呈凸形這表明礦石的粗級物料占多數中等可碎性礦石的粒級曲線 2 近似直線這表明各 種粒級所占的產率大致相等易碎性礦石的粒級曲線 3 呈凹形這表明礦石中的中等粒度的物料占多數該粒級曲線可以分析比較各種礦石破碎的難易程度由于橫坐標比值不能反映產品絕對尺寸的粒級分布情況因此在檢查同型號不同破碎機的破碎效果并強調可比性時只有篩孔最大尺寸及破碎物料相同時才有比較價值當破碎機性能差別較大時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的破碎效果并不方便 圖 22b 的橫坐標表示篩孔尺寸與排礦石之比當同型號各個破碎機的排礦口尺寸破碎物料相同時該粒級特性曲線可以檢查破碎機的破碎效果 圖 22a 篩孔尺寸與最大粒之比 圖 22b 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 223 礦石的破碎及力學性能 機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發生破裂機械破碎礦石有以下幾種方法 壓碎 將礦石置于兩個破碎表面之間施加壓力后礦石因壓力達到其抗壓強度限而破碎圖 23a 劈裂 用一個平面和一個帶尖棱的工作表面擠壓礦石時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力達到礦石的抗拉強度限 圖 23b 折斷 用兩個帶有多個尖棱的工作表面擠壓礦石時礦石就像受集中載荷的兩支點或多支點梁當礦石內的彎曲應力達到彎曲強度限時礦石被折斷 圖 23c 圖 23 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 礦石與運動的工作表面之間受一定壓力和剪切力時礦石內的剪切力達到其剪切強度時礦石即被粉碎圖 23d 5 沖擊破碎 礦石受高速回轉機件的沖擊力作用而破碎圖 23dMPa 普氏硬度系數 軟礦石 煤 方鉛礦 菱鐵礦 無煙煤 閃鋅礦 疏松石灰石 24 45 7 約 9 約 10 10 24 軟至中硬礦石 致密石 灰石 褐鐵礦 磁鐵礦 50100 約 82 1065 610 中硬礦石 花崗巖 純褐鐵礦 正長巖 大理石 致密砂巖 120210 125 125156 50150 約 160 1215 硬礦石 半假象赤鐵礦 輝綠巖 閃長巖 片麻巖 1581955 180200 200 172220 1518 極硬礦石 石英巖 閃長巖 斑巖 銅礦石 鈦磁鐵礦 玄武巖 花閃長英巖 19818 180218 153280 150280 234 202100 350 1820 工作原理和構造 31 工作原理 電動 機驅動皮帶和皮帶輪通過偏心軸使動顎上下運動當動顎上升時肘板與動顎間夾角變大從而推動動顎板向固定顎板接近與其同時物料被壓碎或劈碎達到破碎的目的當動顎下行時肘板與動顎夾角變小動顎板在拉桿彈簧的作用下離開固定顎板此時已破碎物料從破碎腔下口排出隨著電動機連