顎式破碎機結構設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 示。圖 22 是動顎板上各點的運動軌跡 (連桿曲線 )。由圖 13可知 ,A 點作圓周運動 ,B 點受推動板的約束為繞 2O 點擺動的圓弧線 ,其余各點的軌跡為扁圓形，從上到下的扁圓形愈來愈扁平。上面的水平位移量約為下部的 115 倍，垂直位移稍小于下部，就整個顎板而言，垂直位移量約為水平位移量的 2～ 3 倍，工作時，曲柄處于區是完全工作行程；處于區，上部靠前下部靠后 ,在區是空回行程；在區是上部靠后下部靠前。 圖 22 動顎板上各點的運動軌跡 動顎具有的這些運動特性決定了它的性能 : (1)動顎的平面復雜運動 ,時而靠近固定的定 顎板 ,時而離開 ,形成一個空間變化的破碎室 ,料塊主要受到壓碎 ,伴隨著研磨、折斷作用。 (2)這種運動使料塊受到向下推動的力 ,圖 23 是料塊在顎板之間的受力情況。料塊在破碎室得到破碎 ,破碎后的料塊由排料口排出。 畢業論文 15 圖 23 物料在顎板之間的受力分析 齒板 齒板 ,是破碎機中直接與礦石接觸的零件，結構雖然簡單，但它對破碎機的生產率、比能耗、產品粒度組成和粒度以及破碎力等都會影響，特別對后三項影響比較明顯。 齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。為了 延長它的使用壽命，可以從兩方面研究：一是從材質上找到高耐磨性能材料：二是合理確定齒板的結構形狀和集合尺寸。 現有的顎式破碎機上使用的齒板，一般是采用 ZGMn13。其特點是：在沖擊負荷作用下，具有表面硬化性，形成又硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內層金屬原由的韌性，故它是破碎機上用得最普遍的一種耐磨材料。 齒板橫斷面結構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。本設計采用梯形。如圖 24 所示。 畢業論文 16 圖 24 肘板齒形 a) 三角形 b）梯形 肘板（推力板） 破碎機的肘板是結構最簡單的零件，但其作用卻非常的重要。通常有三個作用；一是傳遞動力，其傳遞的動力有時甚至比破碎力還大；二是起保險件作用，當破碎腔落入非破碎物料時，肘板先行斷裂破壞，從而保護機器其它零件不發生破壞；三是調整排料口大小。 在機器工作時，肘板與其支承的肘墊間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所以肘板與其肘墊之間實際上一種干摩擦和磨粒磨損狀態。這樣，對肘板的高負荷壓力，導致肘板與肘板墊很快磨損，使用壽命很低。因此肘板的結構設計要考慮該機件的重要作用也要考慮其工作環境。 按肘頭與肘墊 的連接型式，可分為滾動型與滑動型兩種，如圖 25所示。肘板與肘墊之間傳遞很大的擠壓力，并受周期性沖擊載荷。在反復沖擊擠壓作用下磨損教快，特別是圖 25b所示的滑動型更為嚴重。為提高傳動效率，減少磨損，延長其使用壽命，可采用圖 25a所示的滾動畢業論文 17 型結構。肘板頭為圓柱面，肘墊為平面。由于肘板的兩端肘頭表面為同一圓柱表面，所以當肘板兩端的肘墊表面相互平行時，肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑、并與肘墊表面的垂直方向傳遞。在機器運轉過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支撐的肘墊表面的夾角很小，所以在機器運轉過程中，肘 板與其肘墊之間可以保持純滾動。本設計采用滾動型，如圖 45所示 圖 25 肘頭與肘墊 (a) 滾動型 (b) 滑動型 調整裝置 調整裝置提供調整破碎機排料口大小作用。隨著肘板的不斷磨損，排料口尺寸也不斷地變大，產品的粒度也隨之變粗。為了保證產品的粒度要求，必須利用調整裝置，定期地調整排料裂口的尺寸。此外，當要求得到不同的產品粒度時，也需要調整排料口的大小。現有顎式破碎機的調整裝置有多種多樣，歸納起來有墊片調整裝置、楔鐵調整裝置、液壓調整裝置以及肘板調整。本設計采用楔鐵調整裝置。 如圖 26所示。 畢業論文 18 圖 26 立式楔鐵調整裝置 1— 肘板 2— 調座 3— 調整楔鐵 4— 機架 保險裝置 當破碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要的零部件發生破壞，通常裝有過載保護裝置。保險裝置有三種：液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。本設計采用肘板。肘板是機器中最簡單、最便宜的零件，所以得到廣乏應用且經濟有效，但當肘板斷裂后，機器將停車，應重新更換新肘板后方可工作。肘板保險件的另一個缺點是由于設計不當，常常在超載時它不破壞，或者沒有超載它卻破壞 了，以至影響生產。因此設計時除應正確確定由破碎力引起的肘板壓力，以便設計出超載破壞的肘板面積外，在結構設計時，應使其具有較高的超載破壞敏感。肘板通常有如圖 27所示的三種結構：中部較薄的變截面結構；弧形結構； S型結構。其中圖 a結構在保證肘板的剛度和穩定性的同時，提高其超載破壞敏感度。圖 b、圖 c 兩種結構是利用灰鑄鐵肘板抗彎性能這一特性，選擇合適的結構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算載荷的確定和截面尺寸計算是否正確。因此從加工制造方便性出發，圖 a所示應用最多 ，本設計也采用 a中肘板。 畢業論文 19 圖 27 肘板結構 傳動件 偏心軸是顎式破碎機的主軸，受有巨大的彎曲力，采用 45 鋼。偏心軸一端裝帶輪，一端裝飛輪，如圖 28所示。 飛輪 飛輪用以存儲動顎空形程時的能量，再用與工作行程，使機械的工作負荷趨于均勻。帶輪也起著飛輪的作用。 畢業論文 20 圖 28 偏心軸結構圖 皮帶輪 偏心軸 錐套 軸承 密封套 飛輪 軸端壓蓋 軸端螺栓 潤滑裝置 偏心軸軸承通常采用集中循環潤滑。偏心軸和推力板的支承面一般采用潤滑脂，通過手動油槍給油。動顎的擺角很小，使偏心軸與軸瓦之間潤滑困難，在其底部開若干軸向油溝，中間開一環向油槽使之連通，再用油泵強制注入干黃油進行潤滑。 畢業論文 21 3 復擺顎式破碎機的主要參數設計計算 主要參數的設定 已知條件 根據畢業設計的要求，已知條件如下： 進料口尺寸： 250 400( )mm? ； 出料口尺寸： 20 ~ 60( )mm ； 進料塊最大尺寸： 210( )mm ； 生產能力： 35 ~ 20( / )mh。 嚙角 ? 破碎機的動顎與固定顎板之間的夾角稱為嚙角。當破碎礦石塊時，必須使礦石塊既不向上滑動．也不從破碎機的給礦口中跳出來。為此，嚙角 ? 應該保證礦石塊與顎板工作表面間產生足夠的摩接力以阻止礦石塊被推出去。為了確定 ? 角，應該分 析當礦石塊被顎板擠壓時作用在礦石塊上的力的情況。嚙角大小直接影響生產率和破碎腔高度。嚙角小能提高生產率 ,但在一定的破碎比條件下 ,又增加了破碎腔高度 。嚙角大會使破碎腔高度降低 ,但生產率也下降了。另外 ,嚙角最大也不能超出咬住物料的允許值。 假設礦石塊的形狀為球形。當顎板壓緊礦石時，作用在礦石塊上的力。 Pl 和 P2 為顎板作用在礦石塊上的壓碎力，其方向垂直于顎板表面。由壓碎力所引起的摩擦力 fp1 和 fp2 是平行于顎板表面的， f是顎畢業論文 22 板與礦礦之間的摩擦系數。由于礦石塊的自重與壓碎力 p1 和 p2 相比甚小，故可忽略不計。 當直角 坐標系的位置如圖 31所示時，則礦石塊不向上滑動的力學平衡條件為： 22221111 s i nc o ss i nc o s afpapafpap ??? 22112211 c o sc o ss i ns i n afpafpapap ??? 有以上公式得 221112 s inc o s s inc o s afa afapp ??? 圖 31 動顎的受力分析圖 將 p2值帶入上公式中，經簡化整理后得 )s i ns i nc o s( c o s2)s i nc o sc o s) ( s i n1( 212121212 ???????? ???? ff即 221 1 2)t a n ( ffaa ??? 如礦石塊與肘板之間的摩擦角為 u 即 uaaa 221 ??? 畢業論文 23 式中 : ? —— 齒板與物料間的摩擦系數。 實際生產中 ,為安全起見 ,復擺顎式破碎機的嚙角通常取理論計算值的 65%,即 : 00m a x 22~ ?? ?? 在本設計中我們選擇嚙角為 a= 020 。 傳動角 從機構學的角度看，傳動角是指四桿機構中，連桿軸線與搖桿（即肘板）軸線間所夾銳角，并且傳動角愈接近 90? 傳力性 能愈好。對于破碎機而言，傳動角的選取除考慮傳力性能外，還需考慮到加大傳動角，不但增大垂直行程，而且使水平行程值降低。因此傳動角一般不宜過大。建議取 45 ~ 55? ? ? ? 。 在本設計中選擇 50???。 動顎水平行程和偏心軸的偏心距 動顎的水平行程 ls 是破碎機最重要的結構參數。在理論上，動顎的水平行程應按礦石達到破壞時所需的壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形及其余幾家間存在的減息 等因素的影響，實際選取的動顎擺動行程遠遠大于理論上求出的數值。 在簡擺顎式破碎機中，動顎的水平行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大 .在復擺顎式破碎機中，動顎的水平行程則是上部大下部小。礦塊的尺寸是從破碎腔的上部向下逐漸減小的，所以只要動顎的上部水平行程能夠滿足要破碎礦石所需要的壓縮量就可以了。根據實驗，破碎腔上部的動顎水平行程應大于 , maxD 是最大給礦粒度。 畢業論文 24 根據實驗，復擺顎式破碎機的動顎水平行程受排礦口寬度的限 制。因為，如果動顎下部的行程增加到大于排礦口最小寬度的 ～ 倍時，將引起物料在破碎強下部的過壓實現象。，容易造成排礦口的堵塞，是負荷急劇增大。所以，動顎下部的擺動行程不得大于排礦口寬度的 ～ 倍。 實際上，動顎行程是根據經驗數據確定的。通常對于大型顎式破碎機， 25 ~ 45ls mm? ，中小型顎式破碎機 12 ~ 15ls mm? 。 動顎的擺動行程確定以后，偏心軸的偏心距 r 可根據初步擬定的構件尺寸利用畫機構圖的方法來確定。通常對于復擺顎式破碎 機(2 ~ )lsr? 。 對于本設計取動顎水平行程 mmsl ? ，偏心距 mmr 6? 主要構件尺寸的確定 （ 1）破碎腔的高度 H：在嚙角一定的情況下，破碎腔的高度由所要求的破碎比而定，通常，破碎腔的高度 ( ~ )HB? 。式中 B為礦口寬度。一般情況下破碎腔的高度比理論值略大，本設計取 735H mm? 。 （ 2）偏心距 r對連桿長度 l 的比值 ? ：在曲柄搖桿機構中，當曲柄做等速回轉時，搖桿來回擺動的速度不同，具有急回運動的特征。連桿愈短，即 rl?? 值愈大，則這種不對稱現象就愈嚴重。曲柄（偏心軸）的轉數是根據礦石在破碎腔中自由下落的時間確定的。因此，連桿的長度不宜過短。通常，對于大型破碎機， 11~30 60?? ， ( ~ )lL? 。 對于中小型顎式破碎機， 11~65 85?? ， ( ~ )lL? 。式中 L 為動顎長度。經計算取 mmL 810? 。 畢業論文 25 （ 3）推力板長度 K:當動顎的擺動行程 s 和偏心距 r確定以后，在選取推力板長度時，當曲柄偏心位置為最高時，推力板內端點略低于外端點連線。后推力板在角度 ? =5～ 13176。之間運動。推力板長度與偏心距有如下關系： m in m a x1 6 .5 。 2 5K r K r?? 取 mm175?K 。 兩個推力板長度應根據機構的運動要求來決定，而這不必強求一致。通常傳動角 ? =45～ 50176。 破碎腔的形狀 破碎腔的形狀是決定生產率，動力消耗和齒板磨損等破碎機性能的重要因素。 破碎腔的形狀有直線型和曲線形兩種。若兩種破碎腔的給礦口寬度，派黃口寬度，動顎的擺動行程和擺動次數均相同，礦石在破碎腔內的流動狀態如圖 32 所示。 圖中實線表示顎板閉合時的位置，虛線表示顎板后退最遠時的位置。 實線表示顎板閉合時的位置，虛線表示顎板后退最遠時的位置。水平線表示礦石在陸續向下傳動時所占據的區域。出于水平面 1 上的礦石，當動顎擺到虛線位置時，便下落到水平面 2上。兩水平面之間的垂直距離就式破碎機在空轉行程時礦塊落下的 距離。在顎板下一次的工作行程中，水平面 2處的礦塊則被破碎，到空轉行程時，礦快便塊到水平面 3上。依此類推，礦塊逐漸被破碎而粒度逐漸減小，最后通過排礦口排出。 畢業論文 26 在直線型破碎腔中，各連續水平面間形成的梯形斷面的體積向下依次遞減，況時間的空隙也逐漸減小，而動顎的擺動行程和牙髓里卻逐漸增大。礦石到排礦口附近的排礦速度就減慢。于是， 圖 32 破碎腔的形狀 a直線型破碎腔 b曲線型破碎腔 在排礦口附近，就易發生堵塞現象，這是造成極其過載合肘板下段磨損嚴重的