2619 颚式破碎机的整体设计
2619 颚式破碎机的整体设计,颚式破碎机,整体,总体,设计
河南理工大学万方科技学院本科毕业论文Influence of some rock strength properties on jaw crusherperformance in granite quarryAbstract:The influence of rock strength properties on Jaw Crusherperformance was carried out to determine the effect of rock strengthon crushing time and grain size distribution of the rocksInvestigation was conducted on four different rock samples namely marbledolomite1imestone and granite which were representatively selected from fragmented lumps in quarriesUnconfined compressive strength and Point load tests were carried out on each rock sample as well as crushing time and size analysisThe results of the strength parameters of each sample werecorrelated with the crushing time and the grain size distribution of the rock types。The results of the strength tests show that granite has the highest mean value of 101.67 MPa for Unconfined Compressive Strength(UCS)test6.43 MPa for Point Load test while dolomite has the least mean value of 30.56 MPa for UCS test and 0.95MPa for Point Load test。According to the International Society for Rock Mechanic OSRM)standardthe granite rock sample maybe classified as having very high strength and dolomite rock sample,low strengthAlso,the granite rock has the highest crushing time(2 1O s)and dolomite rockhas the least value(50 s)Based on the results of the investigation,it was found out that there is a great influence of strength properties on crushing time of rock types1 IntroductionThe strength of a material refers to the materials ability to resist an applied forceStrength property of rock is the ability of the rock material to resist failure when load is applied without yielding or fractureThe mechanical properties of rock depend upon 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文the interaction between the crystals,particles and cementation material of which it is composedThe yield strength of a material isan adequate indicator of the materials mechanical strength and is the parameter that predicts plastic deformation in the materialfromwhich one can make informed decisions on how to increase the strengthof a material depending on its micro-structural properties and the desired end effectStrength is considered in terms of compressive strength,tensile strength,and shear strength,namely the limit states of compressive stress,tensile stress and shear stress, respectivelyAccording to Reference,the effect of dynamic loading is probably the most important practical part of the strength of materials,especially the problem of fatigueRepeated loading often initiates brittle cracks,which grow slowly until failure occursIt is of paramount importance to first carryout size reduction of an oreor rock material on a laboratory scale for the ore or rock material to be profitably andeconomically processed industriallyThis permitsthe determination of parameters such as liberation size,grindability,coarse to medium to fine proportion in any product of the crushing and grinding equipment and the proportion of values of gangues in the finesJaw Crusher is used for crushing rockmaterial in mines and quarries。It provides the latest technology in heavy duty crusher design that delivers high production,infinite setting adjustment,larger feed opening bolted mainframe,cast swing,jaw holder and optional positioning of the crusher support feet to suit installation requirementThis crusher is designed for exceptional heavy and continuous application with heavy duty part foroptimum operation and long life and this can be influenced by the strength properties of the rockThe influence of rock strength property can result to the loss of capacity to perform the stipulatedfunction for which jaw crusher was designed The UCS was the main quantitative method for characterizing the strength of rock materialsPoint load test is used to determine rock strength indexesin geotechnical practiceRock lithologies were classified into 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文general categories and conversion factors were determined for each categoryThis allows for intact rock strength data to be made available through point load testing for numerical geotechnical analysis and empirical rock mass classification systems such as the Coal Mine Roof Rating(CMRR)Crushing is an integral portion for mineral processing operations and is critical for the preparation of ore for downstream process formineral processing operationsCrushing of quarried rock is carried out in stages,with the primary crushing stage typically carried out using jaw crusher and subsequent(secondary and tertiary)From field observation,the greater the number of crushing stage,the higher theamount of fine produced as a proportion of total plant throughoutThe type of crusher used also directly controls the amount of fines produced A recent study of quarry fines looked at possible relationship between quarry plant operation and the generation of quarry finesThe conclusion drawn have been criticallyrevealed that hard rock aggregate plant production is directly proportional to the number of crushing stages;it increases with an increase in production stageLow reduction fines generation at each stage especially where the rock or mineral are fragile,however,the cumulative fines production may be higher than a process using fewer stages with higher reductionThe panicle size analysis is the method used to determine the particle size distribution or the grain size distribution of rockore materialsIn practice,close size control of feed to mineral processing equipment is required in order to reduce the size effect and make the relative motion of the particles separation dependentThe particle size distribution of a matedal is important in understanding its physical and chemical propeniesIt affects the strength and load bearing properties of rocksThe easiest conventional method of determining mineral particle size is sieve analysis,where grain size is separated on sieve of different sizes河南理工大学万方科技学院本科毕业论文apertures using Sieve ShakerThus the particle size distribution is defined in tems of discrete size ranges and measured in micronIt isusually determined over a list of size ranges that covers nearly all the sizes present in the sample Some methods of determination allowmuch narrower size ranges to be defined that can be obtained by use of sieves and are applicable to panicle sizes outside the range available in sievesHowever,the idea of notionalsievethatretainsparticles above a certain size andpassespanicles below that size is universally used in presenting panicle size distribution data of all kindsThe size distribution may be expressed as arangeanalysis,in which the amount in each size range is listed in order of fineness of particlesIt may also be presented incumulative formin which thetotal of all sizesretainedorpassedby a single notionalsieveis given for a range of sizesRange analysis is suitable when a particular ideal midrange panicle size is being sought while cumulative analysis is used where the anlount of under-size orover-sizemust be controlled2 Materials and methodThe rock samples used for the investigation were obtained from different quarries in NigeriaDolomite,limestone and marble sampleswere collected from Edo State and granite rock samples from Ondo State。 NigeriaFive boulders of each rock type of dimension 90 cm50 cm50 cm were representatively selected from recently blasted portion of the rocks which were ftee from natural defects,that is,discontinuities such as cracks,joints,fractures etc were packed properly to avoid damage during transportationFor the unconfined compressive strength test,the rock sample was cut into square shape with dimension of 60 mm60 mm with masonry saw andVernier caliper was used to measure the dimensionAlsofor the point load test,the rock samples were broken into irregular shape 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文with sledge hammerVernier caliper was used to measure the diameter and length of irregular shaped rock samples from the different locationsThe mean value for length ad diameter was detemined 。 The rock samples were prepared and tested in the laboratory to Intemational Society for Rock Mechanics Standard for each strength test carried out using Masonry Saw Machine and Compression Testing Machine and Point Load Tester respectivelyThe readings were taken and recordedThe size reduction of equal weighed of the rock sampleswas done using Laboratory Jaw crusher and the particle size distribution was carried out in notional set of sieves using Sieve ShakerThe crushing times were taken and recorded and the weights ofsamples retained on the sieves recorded for size distributionThe rock sample were cut into square shape by using masonry cutting machine,the cut samples were smooth,free of abrupt irregularities and strengthFive specimen of each of the rock samples were tested and the failure load was recorded for each test as the failure was observed axlally in the compressive testing machineSome lumps of the different rock types were then crushed using theLaboratory Jaw crusher and taken record of the crushing timesThe screening of the crushed rock samples was carried out in a set of sieve using the Laboratory Sieve ShakerThe sieve was arranged in the order of decreasing apenure:4700,2000,1700,11 80,850,600,425,and 212 by placing the sieve that has the largestopening at the top and the least opening at the bottomA tight fitting pan or receiver was placed below the bottom sieve to receive the finest grained which is referred to as undersizeThe crushed sample was placed on the top sieve and a lid was used to cover it to prevent escape of the rock sample during me processThe set of the sieve was then placed in a sieve shaker which vibrates the sieve for proper screeningThis operation was carried out on each of the rock sample for five minutesThis was achieved by using the automatic control timer of the sieve shakerAfter the screening analysis,the 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文retained sample on each sieve was measured on weigh balance and recorded to the cotresponding sieve opening size河南理工大学万方科技学院本科毕业论文颚式破碎机在花岗岩采掘中受岩石强度性能的影响摘要: 岩石强度性能的影响在颚式破碎机性能上取决于破碎的时间和岩石粒度分配。调查被分为了四个不同的岩石样品,既是从采 破碎的 的 性的大理石, 石,石 石,和 岩样品。 样品 了在 同的破碎时间和粒 分 的 强度和 。 样品的currency1“ 和的破碎时间和fi岩石fl 的粒度分配的。强度 岩是的101.67MP的 强度,6.43MP的”, 石在 强度了30.56,在”的为0.95MP。 岩石机强度, 岩样品被分fl为了 的强度 石为 的强度。, 岩 的破碎时间 21., 石 的破碎时间 5.0。 于的 , 岩石fl 的破碎时间 强度性能的影响。介绍的强度 currency1的能currency1。岩石的强度性能是 时岩石 破的能currency1。岩石的currency1学性取决于 间的 ,是 粒和 。 的 强度是 的机强度的“ 是 性的 ,从 从 微观 构特性和期望效如何提 的强度 智的决定。强度被认为分别是 强度, 拉强度, 剪强度,即 应currency1,拉应currency1和剪应currency1极 态计算。 考,动态 效应 能是 强度的重要实践 分,尤 是在疲劳问题上。重复常常产生 缝, 增长缓慢直发生故障。为重要的就是在实室规模的矿石破碎使 工业加工的 利性和经济性。在任何破碎和研磨设备产品 贵重细磨矿石就被 制例如释放大小, 磨性“ 定, 粗 细比例“。颚式破碎机在矿山和采石 于破碎岩石 。提供河南理工大学万方科技学院本科毕业论文了在重 破碎机设计的新技术, 实现产量、更大的进 口、分 大 机、回转度、 满足安装要求的颚式破碎机 架和 撑脚定位。 破碎机是为了异常重连续运行 岩石强度性能影响佳效 操 和长寿命设计的。岩石强度性能的影响 能导致颚式破碎机设计 规定功能的丧失。 强度 的主要特征就是岩石 强度的定量方法。” 于在岩土工程实践 确定岩石强度 “。岩石岩性分为般fl和确定 个fl别的转换因子。 使得完整的岩石强度的“ 将提供岩土工程“分 与实证岩分fl 统,例如煤矿顶板”。粉碎是矿 加工工程的 分,是为 步 矿工 行动 备的 。破碎岩石的 采是分 进行,与 粉碎进行 常使 颚式破碎机和 的 分 和 。从 观 ,更大“量的粉碎 ,在整个生产程 更的 细粉碎生产比例。 破碎机 直 的 制生产程 的 细破碎的 个 的研 能矿山设备操 和矿 细生产。得 的 论 , 细的 的岩石 生产的与岩石的破碎 “是 比 的,在生产 不 增长。 在生产 程 粉 的比例,特别是在岩石矿 是 碎的,生产的 粉 能比个使 的 更的 程。在粒度分 确定粒子分 岩石矿石 粒度分的方法,在实践,矿 加工设备,要currency1 制, 规模效应,使粒的分 运动,了“的 理和学性 的粒度分是重要的。影响了岩石的强度和性能,fi的矿 粒的大小决定的常规方法是fl分 ,在粒大小不同的分 flfl动fl使 。因 ,粒度分是定在 和微 量。 常是在个确定的 ” 的 的大小样品 。 定的 方法 的 更的大小定, 得和使的fl 于 的 fl 。粒度分 在 在粒细度 为个 的分 。 能 在于 在 定的 被个 上的fl子 的 定的 和 。极分 是 在个特定的理 在 求粒 分的方法, 分 是 分 被 制的 于和 的 分。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2.材料与方法 在 利 岩石样品 调查研 从不同采石 得的样品。 石,石 岩和大理石样品 子 , 岩 子 。 利 , 为90 5050 的石 性从 于fi的 的 分。就是 ,如不连续 缝,连 ,破碎方 进行 装, 在运 程 。 于强度,岩石样品被currency1 机和 量currency160 60 的方。, 于” ,岩石样品 分了不规 的。 量直 从不同的 ”和不规 的岩石样品长度。长度为直 量 定。岩石样品制备和岩石currency1学强度的实室 , 个 进行使 和 机,分别 进行”实。 采取的 “和记录,同的岩石样品 粉碎是利 实室破碎机和粒大小分的摇动fl粉器模拟fl 的。粉碎时间被分别采取和记录,样品在fl子上粒度分的重量 被记录。岩石样本被 石currency1割机currency1了方,currency1割样品光滑, 不规 的生 的分。 岩石样品进行了 , 个式样在 被破时 记录为了 破记录,从 强度机 观 。 不同岩石样品的肿 被实室颚式破碎机破碎记录 破碎的时间,该破碎岩石样品进行了fl fl使 实室fl动fl。fl网被安在了递 的:4700,2000,1700,11 80,850,600,425,和212 , 将fl 在 顶 持大的 度,在底 持小的 度。个紧配的的盘被放置在了fl的底 ,为了 收好的不足的粒。在粉碎样品放置于 ”的顶fl 是 掩”,是在工 防止岩石样本飞走。 个fl子放置在个摇动fl粉器 ,利 震动 个 的fl 。 个操 是在 个岩石样品 为5分钟。 是 使 该动fl,fi动定时 制的。fl 分 , 个样品 量重衡和记录fl 。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘 要国内使用的颚式破碎机类型很多, 复摆颚式破碎基结构简单,制造容易、工作可靠、使用维修方便,所以常见的还是传统的复摆颚式破碎机。本毕业设计主要是为满足生产需求出料口尺 寸:1040mm;进料块最大尺寸:125mm;产量:516吨而研究的。根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机。设计分析了 颚式破碎机的发展现状和研究颚式破碎机的意义及复摆颚式破碎机机构尺寸对破碎性能的影响,计算确定了设计参数。设计内容主要包括了复 摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带 、 基、动颚 、机 要 ; 对颚式破碎机的工作 理及 和主要 作了 ,包括 、 、机 结构、 ; 对机 参数 主轴 、生产能 、破碎 、 作了计算以及对偏心轴作了设计。 简单 了破碎的意义、破碎工 和破碎的计算,颚式破碎机的主要 的currency1 、颚式破碎机的作及维修 。“:复摆颚式破碎机;传动; fiAbstractfl m ” m, m m ” 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 m , m , ” , , mm m m ” m m 1040mm, 125mm 516 m m m ” fl ” m ” ” m , m m m m ” ”, , , , m ” , m m m ” ” m m , , , m , m m m m , , , ” ” m , , mm ” , ” ” m m ” m ”河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目 录前 言.1一 选题背景.31 发展现状与意义概述.32 颚式破碎机的特点.43颚式破碎机的分类.6第一章 物料破碎及其意义.811 物料破碎及其意义.8111 破碎的目的.8(1) 制备工业用碎石.812 破碎物料的性能及破碎比.9121 粒度及其表示方法.91.2.2 矿石的破碎及力学性能.10第二章 基本结构及工作原理.122.1 基本结构.122.2 工作原理.12第三章 主要参数的设定及内容.143.1已知条件.143.2设计内容.143.3设计要求.14第四章 参数的选择和计算.164.1 颚式破碎机的结构及运转.164.2 结构参数的选择与计算.164.2.1 给矿口与排矿口的尺寸.164.2.2 钳角.174.2.3破碎腔的高度.18河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4.2.4 动颚摆动行程和偏心距.184.3主要参数的计算.204.3.1 动颚的摆动次数(偏心轴的转速).204.3.2 生产能力.224.3.3 破碎力.234.4 各个 件的 力分 .24第 章 主要 件结构尺寸的计算与选择.27.1 动机 的计算与选择.27.1.1 .27.1.2 动机的选择.29.2 及 的设计.30.2.1.计算 .30.2.2 的结构设计.34.3偏心轴的设计计算.3 .3.1 偏心轴主要尺寸的 定.3 .3.2偏心轴的 .37第 章 主要 件的设计及结构分 .406.1动颚.406.2 .406.3 .406.4机 结构.416. .426.6 .436.7 .44结.4 .46参 文.48河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1前 言在基本建设工程中,需要大量的,各种不同粒径的砂、石作为生产之用。而一般砂石都需要破碎从而达到生产要求。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。颚破机性能特点:颚破机破碎比大,产品粒度均匀,结构简单,工作可靠,维修简便,运营费用低。颚破机工作原理:工作时,电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转,使动颚周期地靠近、离开定颚,从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎,使物料由大变小,逐渐下落,直至从排料口排出。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。鄂式破碎机是有由美国人 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。颚式破碎机主要由机座、偏心轴、颚板、连杆、调节机构与闭锁弹簧等部分组成。其中最重要的是它的两块腭板,而且它的破碎作业是在两块腭板之间进行的,其中一块腭板固定在机架上称为定腭板,另一块装在运动的动腭体上,称为动鄂板,其表面一般为齿形。当动鄂板周期性的靠近与远离定腭板是,完成破碎与排矿作业。复摆鄂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 10i。随着机械工业的进步,近年来,复摆鄂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鄂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。 尽管鄂式破碎机有以上的那么多优点,但是它也存在着一些设计不合理的地方需要我们的改进和更新,下面介绍它的一些缺点:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2首先就是鄂式破碎机上面的齿板,通过自己的调查和查阅资料,在 JB / ZQ 1032 一 87腭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,所以说它的齿板更新周期的过快导致了花费再上面的费用的过高。在一个就是破碎机经常运用于破碎比较大而且破碎的粒度不一样,因此出口扬尘非常严重,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。并且太多的粉尘对那些工作在破碎机附近的工作人员造成身体上的严重危害,因此要采用相应的防尘设施是一个相当严峻的问题等着我们去解决。最后就是颚式破碎机的机身重量过大,给破碎机的移动和工作带来了很多的不便之处,因此对其机架的设计也是一个比较重要的问题。机架式整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击载荷,它的重量占整机重量的很大比例,且其刚度和强度对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响,因此既要重量轻又要承受一定的冲击载荷且制造要简单,这对机架的设计也是一个严峻的考验。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文3河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4一 选题背景1 发展现状与意义概述颚式破碎机于 1958 年由美国人埃里布雷克(ElBlake)取得专利。19 世纪 40 年代,北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的 促进作用。19 世纪中叶,多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应用。上个世纪末 ,全世界已有 70 多种不同结构的颚式破碎机取得了专利权。 80 年代以来,我国颚式破碎机的研制与改进取得了一定成果。如我国破碎专家王宏勋教授 和 他的学生丁培洪硕士引用了“动态啮角”的概念,开发GXPE 系列深腔颚式破碎机,当时 在国内引起一定的轰动。该机与同种规格破碎机相比,在相同工况条件下,处理能力可提高 20%25,齿板寿命可提高12 倍。该机采用负支撑零悬挂,具 有双曲面腔型。第二代 GXPE250400 负支撑在第一代的基础上进行了全面改进,增大了破碎比,降低了 产品粒度,最大给料粒度为 220mm,小时产量为 516t,排料口调整范围为 1040mm, 给料抗压强度小于 300MPa。PEY4060 液压保险颚式破碎机,以液缸为过载保护装置,正支撑、正悬挂、深破碎腔。该 机最大给料粒度为 340mm,排料调整在 30100mm 之间,生产能力为 1040th。北京矿冶研究总院林运亮等 人与上海多灵沃森机械设备有限公司合作开发了 PED 低矮可拆式颚式破碎机。该机是一 种适于井下作业特殊条件下的新型颚式破碎机。机械本身高度低,动颚位置低,固定颚位于 动颚和偏心轴之间。多灵沃森机械设备有限公司的戎吉华高级工程师集多年实践经验, 设计了目前国内最大的 12001500 复摆颚式破碎机。我国是一个矿石资源丰富的国家之一,我国碎石生产企业分布广泛,几乎在全国的各个地方都有,现场的作业人员部 分对安全知识及能力相对缺乏,没有相应的破碎技术资料,存在不同程度的掏采破碎作业;甚至有的地方使用最传统的破碎方法,那就是爆破,其爆破器材的管理相 当不规范,而且严重的影响了环境的发展,极易引起泥石流等事故。所以矿石的破碎应该采用科学合理的河南理工大学万方科技学院本科毕业论文5方法,不仅可以降低投资的成本,提高安全度,而且也能够 推动环境的可持续发展。众所周知,矿石业是我国重要基础产业之一,对我国基础设施建设,具有举足轻重的作用。随着我国经济体制改革和 对外开放的深化,突飞猛进的经济促进了矿石业的迅速发展,尤其是中小型采石业对矿石的破碎,更以前所未有的速度蓬勃发展,为交通业、建筑业、旅游业的发 展,安排农村剩余劳动力就业、促进和保持稳定做出了巨大的贡献。2 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。复摆鄂式破碎机的动鄂,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。由于动鄂是由偏心轴的偏心直接带动,所以活动鄂板可同时做垂直和水平的复杂摆动,鄂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,动鄂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,动鄂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。复摆鄂式破碎机和简摆鄂式破碎机相比较,复摆鄂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(比同规格的简摆鄂式破碎机生产效率高 20%30%)等优点。但复摆鄂式破碎机的鄂板垂直行程大,石料对鄂板的磨削作用严重,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鄂式破碎机。国产的鄂式破碎机数量最多的也是复摆鄂式破碎机。复摆鄂式破碎机主要由机架、鄂板、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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文6铸成后再用螺栓装配在一起,铸造工艺较为复杂。自制的小型鄂式破碎机可用4050 毫米厚的钢板焊成,但其钢度不如铸钢好。鄂板包括活动鄂板和固定鄂板,各与鄂床组成活动鄂和固定鄂。鄂板用楔形铁块和螺栓固定在鄂床表面,保护鄂床不受磨损。固定鄂的鄂床就是机架,活动鄂的鄂床悬挂在偏心轴上,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鄂床一般用铸铁或铸钢制造。鄂板直接和石块接触,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。常用的是铸锰钢鄂板,其铸钢含锰量为 1214%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,鄂板表面常铸成波浪形和牙形,其齿峰角度一般为 90110,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 1/21/3 之间。由于复摆式的特点造成鄂板底部比上部磨损快,所以鄂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。鄂式破碎机的优点是生产率高,结构简单可靠,破碎比较大( i一般为68) ,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 2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才 200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。鄂式破碎机的最大装料块度应比装料口宽度小 1520%,即给料的最大石块不应超过装料口的 0.85 倍。当用鄂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来才块石的生产率高。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文7使用鄂式破碎机时,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。3 颚式破碎机的分类颚式破碎机经 100 多年的实践和不断改进,其结构已日臻完善。我国自 50年代仿制颚式破碎机以来,结构近 50 年的摸索和研究,设计资料更加完善,设计方法更加先进,结构更加合理,产品性内更加优良。由于它具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便等其他破碎机无法替代的优点,至今仍广泛应用于工业各部门,而且我国生产的破碎机还远销世界各地。据不完全统计,我国目前每年生产各型号颚式破碎机约万台。颚式破碎机的破碎工作是在两块颚板 间进行的,其中一块颚板固定在机架上称为定颚板,另一块装在运动的动颚体上称为动颚板,其表面一般为齿形。当动颚板周期性地靠近与远离动颚板时,完成破碎与排矿专业作业。由动颚、定颚以及机架侧壁的护板构成破碎空间,因此鄂式破碎机的进料口与排料口均为长方形。哦时间的规格用进料口的宽度 B 和长度 L 表示。例如进料口宽度为900mm,长度为 1200mm 的破碎机表示为 9001200 鄂式破碎机。我国制定的复摆动颚式破碎机标准审批稿中,用汉语拼音字头 P(破) 、E( 颚)及 BL(单位为 mm)来表示其规格,即 PE-B L。前苏联国标中的 B、L 单位为 dm。如进口料为 900mm1200mm 的复摆颚式破碎机,我国规格记为 PE-900 1200,而前苏联规格则与我国不同。颚式破碎机按运动形式分为两种基本类型-简摆颚式破碎机和复摆颚式破碎机。简摆颚式破碎机是英文动颚绕机架上的固定支座作简单的圆弧摆动而得名。复摆颚式 破碎机是因为其动颚在其他机件带动下作复杂的一般平面运动而得名,因此动颚上点的轨迹一般为封闭曲线。简摆大都制成大型和中型的,其破碎比i=36。复摆一般制成中型和小型的,其破碎比可达 i=410。随着工业技术河南理工大学万方科技学院本科毕业论文8的发展和要求,复摆颚式破碎机已向大型化发展,并有逐步代替简摆颚式破碎机的趋势。按规格大小可把颚式破碎机分为大型、中型和小型三类。进料口宽度大于600mm 者称为大型;进料口宽度为 300 600mm 者称为中型;小于 300mm 者为小型。第一章 物料破碎及其意义1 1 物料破碎及其意义 从矿山开采出来的矿石称为百年原矿。原矿是由矿物与脉石组成的,露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在 200 1300mm 之间,地下矿开采出来的原矿最大粒度一般在 200 600mm 之间,这些原矿不能直接在工业中应用,必须经过破碎和磨矿作业,使其粒度达到规定的要求、破碎是指将块状矿石变成粒度大于 1 5mm 产品的作业,小于 1mm 粒度的产品是通过磨碎作业完成的。111 破碎的目的(1)制备工业用碎石河南理工大学万方科技学院本科毕业论文9大块石料经破碎筛分后,可得到各种不同要求粒度的碎石。这些碎石可制备成混凝土。它们在建筑、水电等行业中广泛应用。铁路路基建造中也需要大量的碎石。(2)使矿石中的有用矿物分离矿石有单金属和多金属,而且原矿多为品位较低的矿石。将原矿破碎后,可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离,作为选矿的原料,除去杂质而得到高品位的精矿(3)磨矿提供原料磨矿工艺所需粒度大于 1 5mm 的原料,是由破碎产品提供的。例如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中,都是由破碎工艺提供原料,再通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。1 2 破碎物料的性能及破碎比121 粒度及其表示方法矿块的大小称为粒度,由于矿块形状一般是不规则的,需要用几个尺寸计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。(1)平均直径 d矿块的平均直径用单个矿块的长、宽、厚平均值表示。d= (L+bh)3式中 L-矿块的长度(mm)b-矿块的宽度(mm)h-矿块的厚度(mm)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文10式用长、宽的平均值表示:d= L+b2平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸以确定破碎比。(2)等值直径 wd矿块的粒度很小时可用等值直径来表示。等值直径是将细料物料颗粒作为球体来计算的。= =1.24 wdA6vAm式中 m-矿料质量(kg)-矿物密度 kg/3V- 矿料的体积( ) ;m(3)粒级平均直径 d对于由不同粒度混合组成的矿粒群,通过用筛分方法来确定矿粒群的平均直径,例如上层筛孔尺寸为 ,下层筛孔尺寸为 ,通过上层而留在下层筛上12d的物料,其粒度既不能用也 不能用表示。当粒级的粒度范围很窄,上下两筛的筛孔尺寸之比不超过 =1.414 时,可用粒度平均直径表示,即2d=(d1+d2)/2否则用 表示粒级。1d21.2.2 矿石的破碎及力学性能机械破碎是用外力加于被破碎的物料上,克服物料分子间的内聚力,使大块物料分裂成若干小块。若矿石是脆性材料,它在很小的变形下就会发生破裂、机械破碎矿石有以下几种方法:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文11(1)压碎 将矿石置于两个破碎表面之间,施加压力后矿石因压力达到其抗压强度限而破碎(图 2-1a) 。(2)劈裂 用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度限 (图 2-1b) 。(3)折断 用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石就像受集中载荷的两支点或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度限时矿石被折断 (图 2-1c) 。(4)磨碎 矿石与运动的工作表面之间受一定压力和剪切力时,矿石内的剪切力达到其剪切强度时,矿石即被粉碎(图 2-1d)(5)冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎(图 2-1d) 。由于破碎力是瞬间作用的,所以破碎效率高,破碎比大,能量消耗小,但锤头磨损严重。(a)压碎 (b)劈裂 (c) 折断 (d) 磨碎 (e) 冲击破碎图 1-1 矿石的破碎和破碎方法河南理工大学万方科技学院本科毕业论文12实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的,一般都是两种和两种以上的形式联合进行破碎。由于颚式破碎机的破碎工作表面是两块相互交错布置的齿形衬板,因此其破碎作业兼有前四种破碎形式,当破碎机两工作面沿表面方向的相对运动位移加大而加强磨碎作业时,由于磨碎的效率低、能量消耗大、机件磨损严重,将会降低破碎机的破碎效果。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的,矿石分坚硬矿石、中等坚硬矿石和软矿石。也可以分为粘性矿石和脆性矿石。矿石的抗压强度最大,抗弯强度次之、抗拉强度最小。对坚硬矿石采用压碎,劈裂和折断的破碎方法为宜;对粘性矿石采用压碎和磨碎方法为宜;对脆性矿石和软矿石采用劈裂和冲击破碎的方法为宜。简摆颚式破碎机可用于破碎各种性能的矿石,对于坚硬矿石有更高的效果。第二章 基本结构及工作原理2.1 基本结构颚式破碎机的主体机构由机架、偏心轴、动颚板、定颚板、肘板共四个机构组成(如3-1所示) 。另有其他辅助零件,如固定齿板、衬板、挡罩、垫片、滑块、推力板、止动螺钉、锁紧装置。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文13图2-1 复摆颚式破碎机结构示意2.2 工作原理带轮与偏心轴固联成一整体,他是运动和动力输入构件,即原动件,其余构件都是从动件。如图3-2所示当带轮和偏心轴2绕轴线A转动时,驱使输出构件动颚3做平面复杂运动,从而将矿石压碎。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文14图2-2 复摆颚式破碎机机构运动简图颚式破碎机由动颚板、定颚板、偏心轴及推力板组成。动颚板上部与偏心轴相连,下部由推力板支撑。偏心轴转动时,动颚板不仅对定颚板作往复摆动,同时还沿定颚板有很大幅度的上下运动。动颚板上各点的运动轨迹如图2所示。动颚板上部的运动轨迹接近圆形,越向下水平运动幅度越小,运动轨迹也越呈椭圆形。第三章 主要参数的设定及内容3.1 已知条件 1. 电动机功率:15KW额定转速:1500r/min;2. 最大进料粒度:125mm;3. 排料口调整范围:1040mm;河南理工大学万方科技学院本科毕业论文154. 处理能力:516t/h;5. 制造条件:一般机械制造条件,中小型工厂生产;6. 批量条件:小批量;7. 对坚硬或中硬矿石进行中碎或细碎8. 被破碎矿石的物理机械性能;抗压强度极限 mpab201弹性模量 E=5150079000Mpa普氏硬度系数 12183.2 设计内容1. 设计方案的评价与决策;2. 颚式破碎机整体设计,成套图纸与设计说明书。3.3 设计要求一、工作实效性1.能较好地破碎各种矿物与岩石,并达到所要求的粒度;2.错误操作有保险装置。二、运转稳定性1.机械传动平稳、支承零件有足够的刚度、无明显振动;2.主要零件不易损坏。三、技术经济性1.结构简单,减轻自重,减少制造成本,系列化;河南理工大学万方科技学院本科毕业论文162.采用较高效率的传动系统、减少运转费用。四、结构工艺性1.有皮带张紧装置;2.结构易于折装、运货。3.尽量减少各种振动冲击。五、设计规范性1.符合破碎机规定的国家标准;2.零部件标准化率不低于 60%;3.技术参数符合优先数系。六、环境无害性1.尽量减少粉尘飞扬、周围粉尘量低于限定值;2.机架噪声低于标准规定的水平。第四章 参数的选择和计算4.1 颚式破碎机的结构及运转电动机通过小带轮及三角带,将运动传给大带轮,从而带动偏心轴转动。动颚上部内孔两端的双列向心球面滚子轴承支撑在偏心轴上,偏心轴外侧轴颈支座主轴承,主轴承外圈与机架上的镗孔相配合,并用螺栓固定在机架上,在偏心轴两外部分分别装有大带轮和飞轮,以调整破碎机工作时主轴的运转速度的波动。动颚的下部由推力板支撑,推力板的另一端支撑在与机架的后壁相连的楔铁调整机构上,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,只要调整在楔铁上的螺栓,使楔铁上下滑动,带轮调整座在滑道中前后移动即可完成,有的机构上采用组合调整片来调整。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文174.2 结构参数的选择与计算为了保证颚式破碎机运动的可靠性和经济性,在设计时必须正确的确定它的结构参数和工作参数,并以此作为计算零件强度的基础。4.2.1 给矿口与排矿口的尺寸我国生产的颚式破碎机,给矿口的长度约为宽度的 1.251.6 倍,对于中小型破碎机则取 L=(1.51.6)B,而在小型破碎机中,为了获得较高的生产率,LB 值可以选大一些。本次设计数据中 LB=5,由此可知所设计的破碎机为小型号的复摆式颚式破碎机。 对于复摆式颚式破碎机,排矿口的最小宽度 e: mBsde 152.4150)7()10(max 取 24.2.2 钳角破碎机的动颚与固定颚之间的夹角称之为钳角。当物料破碎时,必须使物料块既不向上滑动,也不会从给矿口中跳出来。为此,钳角 应该保证物料块与颚板工作表间产生足够的摩擦力以阻止物料被挤出去。为了确定 角,应当分析当物料被颚板挤压时作用在石块上的力的情况。假设物料的形状为球形,当颚板压紧物料时,作用在物块上的力如图 31所示。 和 为颚板作用在物块上的压碎力,其方向垂直于颚板表面。由于压1P2碎力所引起的摩擦力 和 是平行于颚板表面的, 是颚板与物料之间的摩1f2Pf擦系数,破碎物料时的平衡条件为:sinco112f水平分力的总和等于零:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文180sinco112fP联解以上两式可得: 21anft图 4 1 物料块 受力分析令 表示摩 擦角,则 antf故 ,2tan1t即 2tant由上式可知,为了使颚式破碎机正常的进行破碎工作,钳角 应初选为。该小于摩擦角的 2 倍。不然矿石就会向上跳出,而不被压碎。 20一般情况下,颚板与物料见的摩擦系数 (或 )因此,在生产2.0f1实际中,颚式破碎机的钳角多取为 范围内,钳角不应大于 。417 20河南理工大学万方科技学院本科毕业论文19简单摆动颚式破碎机不应大于 ,对于复杂摆动颚式破碎机,本次设计240中取 = 。204.2.3 破碎腔的高度在钳角一定的情况破碎腔的高度由所需要的破碎比确定。通常,破碎腔的高度: 。为了获得较高mH375.150.2.B5.2. 的生产率,将 H 取的大些。取 。m364.2.4 动颚摆动行程和偏心距动颚摆动行程 s 是破碎机最重要的结构参数。在理论上,动颚摆动行程应按物料达到破坏时所需之压缩量来确定。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,实际选取的动颚摆动行程远远大于理论上求出的数值。由于物料在破碎腔由上向下逐渐变小,所以只要动颚上部摆动行程能够满足破碎物料需要的压缩量就可以。根据实验,破碎腔的上部摆动行程,应大于。max01.D对于复杂摆动颚式破碎机的动颚摆动行程受到排矿口宽度的限制。因为动颚下部的行程增加大于排矿口最小宽度的 0.30.4 倍,将引起物料在破碎腔下部的过压现象。容易造成排矿口的堵塞,使负荷急剧增大,所以动颚下部的动颚摆动行程不得大于排矿口宽度的 0.30.4 倍。实际上,动颚摆动行程是经验数据决定的。通常对于大型颚式破碎机:s=2545mm;中小型破碎机:s=1220mm。动颚的动行程确定好以后,偏心轴的偏心距 r 可以根据初步拟定的机构尺寸利用画机构图的方法来确定。通常,对于复杂摆动式颚式破碎机: ;对于简单式颚式破碎机:rs3.1。rs河南理工大学万方科技学院本科毕业论文20根据实验,破碎机上部摆动行程应大于 。max01.DmDs1.250.1.0max破碎机下部摆动行程小于(0.30.4)B(0.30.4)B =45 60s实际上对于中小型破碎机:s=1220mm,取 ms41对于复杂摆动颚式破碎机:(2 2.2)rs取 m74.3 主要参数的计算4.3.1 动颚的摆动次数(偏心轴的转速)选择动颚的摆动次数时,不仅要使机器的生产率高,而且还要使机器的功率消耗少。但是,目前用理论方法确定动颚的摆动次数时,只考虑了生产率高这个因素,而对其它因素忽略不计。为了求得偏心轴的转数,可作如下假说:1)由于颚身较长摆动幅度不大,故假定动颚为平移运动,啮角 不变;2)不考虑矿石与肘板间的摩擦力对排矿的影响,动颚离开固定颚时,破碎产品成梯形断面的棱柱体依靠自重自由下落。为了不妨碍物料排出,物料棱柱体落下时必须满足的条件,即活动颚板在离开的时间 t 内,破碎物料必须落下的高度应为 h;当偏心轴转动一周时,活动颚摆动两次。如图 3-2 所示,b 为公称排料口, 为动胯下端点水平行程Ls为排料口的平均啮角。 为腔内物料的压缩破碎棱柱体, 为排La1AB2AB料棱柱体,破碎机的主轴转速 n 是根据征一个运动循环的排料时间内压缩破碎棱柱体的上层面 按自由落体下落1至破碎腔外的高度 h 算确定的。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文21当排料过程对应的曲柄转角不小于 180时,此时经试验认为排料时间按主轴半径计算比较符合实际情况。设 n 为动颚每分钟摆动的次数,则动颚一次单项摆动的时间为:图 4-2 料后处排料示意图t= = 21n603式中:t动颚一次单项摆动的时间,s;n动颚每分钟摆动的次数,r/min;棱柱体在其自重的作用下自由的通过排矿口的时间:由于 h= 2/gt,则 1t= gh令 1t=t,则可求得理论上的生产能力最高的动颚摆动次数为:=n30gh2式中:h破碎物料落下的高度G重力加速度,g=980 2/scm 。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文22h= astn式中: s动颚下端的水平行程,cm 。a排料层平均啮角(度)取最优值 a=20。由以上几式联立并简化可知: min/39i/4.120an65an65rrtst 取 n=340 mi/r4.3.2 生产能力颚式破碎机的生产能力是指机器单位时间内所能处理的物料的数量,也称为产量或生产率。颚式破碎机的生产能力是以动颚摆动一次,从破碎腔中排出一个松散的棱柱体的物料为计算依据。图 4-3河南理工大学万方科技学院本科毕业论文23根据图 3-1,动颚摆动一次,排出的棱柱体断面积为: asehetn2s)(F棱柱体长度即为破碎腔的长度 L,故棱柱体体积为:Lsaetn2FV)( 若动颚每分钟摆动 n 次,则破碎机的生产能力为:(31)paseLput2306nuQ)( 式中 -生产能力(t/h) ;-主轴转速( ) ;n/minr-破碎腔长度( ) ;Le-公称排料口尺寸( ) ;s-动颚下端点水平行程( ) ;mu -松散系数,取 0.250.6,对于中、小型机一般取较高值u=0.50.6;p-破碎物料的密度( ),根据破碎矿石的密度,一般取 p=1.6 。3/t按式(31) 取 u=0.5,又 L=750mm,n=340r/min 6.150tan20.4.147540Q)(=12.7t/h河南理工大学万方科技学院本科毕业论文244.3.3 破碎力破碎力在腔内的分布情况及其合力作用点位置、大小,是机构设计和零部件强度设计的重要依据。由于破碎力分布以及合力大小、作用点位置具有随机性,用理论分析的方法将会产生较大的误差,通过大量实测数据统计分析,再经过理论推导,建立实验分析计算式是一种较好的方法,能够近似反映出破碎力的变化规律并有较大的计算准确度。满载破碎时破碎力的最大峰值称为最大破碎力:(3-2)max0.43()tnBbFk式中 -最大破碎力( ) ;axN-抗压强度( ) ;B2/cm-有效破碎系数,对中小型机一般取 ,k 0.34.8k当 时,取 ,一般啮角减小时取最小值。20a0.38.42按式(3-2) ,取 k=0.4, B=150mpa=15000 N/cm2,则4.01520tan7)3-(4.max F=504KN当计算破碎力零件强度时,考虑冲击载荷的影响,应将 增大 50%,故破碎maxF机的计算破碎力为:KNjsP751.ax河南理工大学万方科技学院本科毕业论文254.4 各个部件的受力分析计算颚式破碎机的各个零件以前,必须先求得作用在各个部件的外力。计算破碎力是确定这些外力的原始数据。根据力作用分析法或图解法即可求得各个部件上的计算载荷。 图 4-1 复摆颚式破碎机各部件 受力图解(41)sjbaP(42)kjsb(43)2cozkP式中: -作用在动颚轴承上的外力s-作用在推力板上的外力k-作用在连杆上的外力zPa-动颚悬挂轴到破碎力作用点的距离jspjs河南理工大学万方科技学院本科毕业论文26b-动颚悬挂点到推力板支撑点间的距离-当两颚板出与压紧矿石状态时,推力板与连杆 间的夹角,取 =50 颚式破碎机在工作过程中,破碎机的工作规律是比较复杂的。但一般是动颚零件开始向下逐渐增大,到动颚悬挂中心以下占动颚全长的 3/4 处(简摆) 、2/3(复摆)为最大,再向下又逐渐减到末端为零。所以,而 b=(0.70.75)L,取 b=548mm。可得: NbaPjss 63075487-jsk 9Njsz 879350cos72co2mL502a河南理工大学万方科技学院本科毕业论文27第五章 主要零部件结构尺寸的计算与选择5.1 电动机功率的计算与选择5.1.1 功率在颚式破碎机的破碎过程中,其功率消耗与转数、规格尺寸、排矿口宽度、钳角大小以及被破碎矿石的力学性能和力度特性有关。破碎机转速越高,机械尺寸越大,功率消耗越大;破碎比越大,功率消耗也越大。但是,对功率消耗影响最大的还是矿石的力学性能。目前,在理论上计算颚式破碎机的电机功率一般已体机假说为基础。当给矿口宽度为 B、长度为 L、排矿口最小宽度为 e,则根据图 41 可求得动颚每次工作行程内破碎物料的体积:an22teKCV河南理工大学万方科技学院本科毕业论文28式中,V 动颚在每次工作行程内破碎物料的的体积, ;3mC 充满系数,破碎矿石不是充满破碎腔,而是有一定的空隙;K 粒度特性系数。图 51 确定颚式破碎机的功率图若原矿未经预先筛分,则其中小于排矿口宽度的矿粒就直接通过破碎腔。为此,考虑粒度特性系数。当破碎前将原矿中小于排矿口宽度的细粒物料筛出时,可取 K=1。1)如果原矿的粒度特性曲线为直线可取:maxDseK,是原矿中的最大矿块,则 。max 728.02514K2)假如原矿的粒度特性曲线为凹形可取: ,即 K=0.40.5。maxDseK河南理工大学万方科技学院本科毕业论文29当 K=0.71 之间时,C=0.20.3;且 K 与 C 的乘积一般为 0.20.25取C=0.24。根据式 和式EVWb2tan22eBL则可求得颚式破碎机电动机功率的计算公式: tan24802EeBLKCNbKW68.10.2t5654.7312式中,N 电动机的功率,KW; b物料抗压强度,Mpa;E 物料弹性模数,Mpa; 破碎机的传动系数, =0.80 取 C=0.250.85。从上式可以看出,破碎机的功率消耗与转速、规格尺寸、钳角、被破碎物料的物理机械性能和粒度的特性有关。实际上,颚式破碎机的破碎过程是非常复杂的,有些因素尚未完全反映出来,有的因素(如矿石的 和 E)也是很难b准确的选取。所以,上式只能初步计算破碎机的功率使用,以便进一不用实验的方法来修正。对颚式破碎机的电动机功率也可以采用下列公式计算。对于复摆式破碎机:N=18LHnrKWN.571340.7.067518式中, L 颚口长度,m; 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文30H固定颚板的计算高度,即颚膛高度,m;s 动颚板行程,m;r 偏心轴的偏心距,m;n偏心轴转速,r/min。5.1.2 电动机的选择参考设计数据,电动机的功率为 15KW,电动机能够满足计算要求。正常 V带传动的传动比 i=24。所以,电动机的转数:min/1360in/68032rrnn轴电 机查机械设计手册选择 Y 系列封闭式三相异步电动机。 (一般异步电动机)同步转速在 6001400r/min 之间,优先选用的同步转速为 970r/min。由机械设计师手册查得电动机的型号:Y180L6电机型号其主要参数如下:表 5.1 电动机主要参数表功率 转速 效率 功率因数15KW 970r/min 89.5% 0.81电动机伸出轴直径(D) 电动机伸出轴长度(L)48mm 110mm河南理工大学万方科技学院本科毕业论文315.2 皮带及带轮的设计5.2.1.计算功率用窄 V 带传动,电动机型号为:Y180L6 型;功率 P=15KW,此部分数据转速 n=970r/min;传动比 i=2.85;每天工作 12h。查机械设计由表 87 查得: =1.4;AK= P=1.415=21KW。caP式中,计算功率, KW;ca工作情况系数;AKP 所需传递的额定功率。4.2.2.选用窄 V 带带型根据 、n 由 机械设计图 811 确定选用 C 型。 caP4.2.3.确定带轮基准直径由机械设计表 86 和表 88 取主动轮基准直径 。所以,从md021动轮直径:mdi5702.12圆整之后取 =600mm2d验算带轮速度:。0.1660792160ndv河南理工大学万方科技学院本科毕业论文32带速一般在 ,最高不超过 30m/s。25m/s/s所以,带的速度合适。4.2.4.确定窄 V 带的基准长度和传动中心距据 210217.0dda606. 105a初步确定中心距 m0计算所需的基准长度: maddaLD 3491042602102 211 由机械设计表 82,选取带的基准长度 Ld504.2.5.计算中心距 a 及变动范围传动的实际中心距近似为1528.m349-02Lad经计算得中心距变化范围1475.20.L-admin63m.ax4.2.6.验算主动轮上的包角 1河南理工大学万方科技学院本科毕业论文33906513.718012ad因此主动轮上的包角合适。4.2.6.计算窄 V 带的根数 ZL0rcaPKZac式中, 单根 V 带的基本额定功率;0单根普通 V 带额定功率的增量;0包角修正系数;aK长度系数。L由 n=970r/min, ,i=2.85,md021查机械设计表 84a 和 84b 得: , ;4.6KW0P85.0P查机械设计表 85 得: ;9.aK查机械设计表 82 得: 。0.L4.9605.4.61Z取 Z=4 根。4.2.7.计算预紧力 0F2min015.qvKvzPFac)(式中,q传动带单位长度的质量。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文34由机械设计表 83 得 q=0.30kg/m故: NF 45.0.163.169.0524.1502min0 )(应使带的实际初拉力 。min0F)(4.2.8.计算作用在轴上的压轴力 NZFp 352.916sin45.2sin21m0 )(V 带传动的主要参数归纳于下表 2名称 结果 名称 结果 名称 结果带型 C 传动比 i=2.85 根数 4小带轮基准径d =200mm 基准长度Ld=3550mm预紧力=445.4NF大带轮基准径d =600mm中心距a=1528.5mm压轴力=3532.9p5N5.2.2 带轮的结构设计基准宽度 :19.0mm;准线上槽深 :4.80mm;准线下槽深 :dbminahminfh14.3mm;间距 : mm;一槽对称面至端面的距离 : mm ;小轮e5.02minf16缘厚 : 18mm;轮宽 : B=(Z-1)e+2f=326+218=114mm;minB径 : ;槽角 : 。adhdaa 6105202163河南理工大学万方科技学院本科毕业论文35图 52 带轮的结构设计5.3 偏心轴的设计计算5.3.1 偏心轴主要尺寸的确定 各轴段直径确定根据工作条件,初选偏心轴的材料为 45 号钢,调制处理。参数:许用扭应力 ,A=126103。MPaA452初步计算直径(与大带轮配合处):轴功率:21机式中, 电动机的功率, KW;1 皮带传递的功率, KW。2 KWP12.896.0895.1轴转速 n=340r/min mnAd42.301.8926133河南理工大学万方科技学院本科毕业论文36因为轴上有键槽,轴径应增加 37%。md45.07.1259因破碎机工作时的冲击载荷很大,又有强烈的振动,故取直径 d1=80mm 此偏心轴选用一般阶梯长轴。d2:密封处轴段,根据大带轮的定位要求,d2=100mm。d3: 滚动轴承处轴段,选择深沟球轴承 6324,d3=120mm。d4:选择调心滚子轴承 22228,d4=140mm。d5:根据轴承定位要求,确定 d5=160mm。其中,d4 和 d5 段属于偏心部分,偏心距 r=7mm。整个偏心轴是完全对称的。 各轴段长度的确定: 由大带轮轮毂宽度确定, L1=135mm,1LL2: 由轴承端盖和安装间隙要求确定,L2=60mm。L3:由球轴承、挡油盘及装配关系等确定,L3=100mm。L4:由滚动轴承、动颚结构确定,L4=120mm。L5:由轴承宽度和进料口尺寸确定,L5=255mm河南理工大学万方科技学院本科毕业论文37图 53 初定轴的直径和跨度5.3.2 偏心轴的校核在破碎工作时,破碎力通过动颚轴承传到偏心轴上,由于该破碎力很大,轴上其它零件传递的载荷相对来说就显得微不足道了,所以计算时可把这些载荷忽略不计,而只考虑破碎力的作用,破碎力平均分布在两个动颚轴承上。 (1) 轴的力学模型的建立 轴上力的作用点位置和支点跨距的确定轴承对轴的作用点按简化原则则应在轴承宽度的中点,因此可决定偏心轴上动颚两轴承的位置。动颚处安装的22228K轴承,经计算可得动颚处两轴承之间的距离 ,轴承离支点的距离 。mLCD630 BDACLm210河南理工大学万方科技学院本科毕业论文38 绘制轴的力学模型根据要求的传动速度方向,绘制的轴力学模型图见图4-1a(2) 计算轴上的作用力破碎力平均分布在两个动颚轴承上,分别用 CF、 D来表示;机架轴承要当于两个支座,对偏心轴具有支座反力的作用,分别用 AR, B来表示。DCF2PRBA N3154607河南理工大学万方科技学院本科毕业论文39图5-4 轴的力学模型及转矩、弯矩图a) 力学模型图 b)弯矩图c)转矩图 d)当量弯矩图(3) 绘制转矩、弯矩图 由轴的力学模型图可知偏心轴在水平的方向不受力,故不产生水平面的弯矩,因而偏心轴只产生垂直面上的弯矩,如图4-4b:C、D处的弯矩相等,即 ALRMmN6923401354 转矩图,见图4-4c。 nPT6105.9 4213051.96(4)当量弯矩图,参看图4-4d。因为是单向回转图,所以扭转切应力视为脉动循环变应力,折算系数0.6a。 mNT25794413.2)(aM mN62210.9754630(5)校核轴的强度进行校核时,通常只校核偏心轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即动颚轴承处C、D)的强度。 31.0dMWTTca MPa36140.97a25.4根据选定的轴的材料 45 钢,调质处理,由所引教材表 15-1 查得 160MP。因 1ca,故强度足够。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文40第六章 主要零部件的设计及结构分析6.1 动颚动鄂是支承齿板且直接参与破碎矿石的部件,要求有足够的强度和刚度,其结构应该坚固耐用,动鄂分箱型和非箱型。动鄂一般采用铸造结构。为了减轻动鄂的重量,本设计采用非箱型。如图 4-2 所示,安装齿板的动鄂前部为平板结构,其后部有若干条加肋板以增强动鄂的强度与刚度,其横截面呈 E 型。6.2 齿版齿板是破碎机中直接与矿石接触的零件,结构虽然比较简单,但它对破碎机的生产率,比能耗,产品粒度组成和粒度以及破碎力等都会影响,特别对后三项影响比较明显。齿板承受很大的冲击力,因此磨损得非常厉害,为了延长它的寿命,可以从两方面研究:一是从材料上找到高耐磨性能材料;二是合理确定齿板的结构形状和几何尺寸。现有的破碎机上使用的齿板,一般是采用 ZGMn13,其主要特点是:在冲击力负荷作用下,具有表面硬化性,形成又硬又耐磨的表面,同时仍能保持其内层金属原有的任性,故它是破碎机上用的最普遍的一种耐磨材料。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文41齿板的横截面结构形状有平滑表面和齿形表面两种,后者又分为三角形和体形表面。本设计采用体形齿板横断面结构形状。6.3 肘板破碎机的肘板是结构最简单的零件,但其作用却非常的重要。通常有三个作用;一是传递动力,其传递的动力有时甚至比破碎力还大;二是起保险件作用,当破碎腔落入非破碎物料时,肋板先行断裂破坏,从而保护机器其它零件不发生破坏;三是调整排料口大小。在机器工作时,肘板与其支承的衬板间不能得到很好的润滑,加上粉尘落入,所以肘板与其衬垫之间实际上一种干摩擦和磨粒磨损状态。这样,对肘板的高负荷压力,导致肘板与肘板垫很快磨损,使用寿命很低。因此肘板的结构设计要考虑该机件的重要作用也要考虑其工作环境。按肘头与肘垫的连接型式,可分为滚动型与滑动型两种。肘板与衬垫之间传递很大的挤压力,并受周期性冲击载荷。在反复冲击挤压作用下磨损教快,特别是图 8-2(a)所示的滑动型更为严重。为提高传动效率,减少磨损,延长其使用寿命,可采用图 8-2(b)所示的滚动型结构。肘板头为圆柱面,衬垫为平面。由于肘板的两端肘头表面为同一圆柱表面,所以当肘板两端的衬垫表面相互平行时,肘板受力将沿肘板圆柱面的同一直径、并与衬垫表面的垂直方向传递。在机器运转过程中,动鄂的摆动角很小,使得肘板两端支撑的肘垫表面的夹角很小,所以在机器运转过程中,肘板与其肘垫之间可以保持纯滚动。(a) 滚动型 (b) 滑动型图 16-1 肘头与肘垫形式 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文426.4 机架结构破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击载荷,其重量占整机重量很大比例,而且加工制造的工作量也很大。机架的钢的和墙的,对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响,因此,对破碎机机架的要求是:机构简单易制造,重量轻,且要求有足够的强度和硬度。破碎机机架有整体机架和组合机架,按制造工艺分,有铸造机架和焊接机架。整体机架,由于其制造,安装和运输困难,故不宜用于大型破碎机,而多为中小型破碎机所使用。它比组合机架刚性好,但制造较复杂。从制造工业来看,它分为整体铸造机架和整体焊接机架。前者比后者刚性好,但制造困难,特别是单佳,小批量生产。后者便于加工制造,重量较轻但刚性差。同时要求焊接工艺、焊接质量都比较高,并焊接后要求退火,但是随着焊接技术的发展,国内外颚式破碎机的焊机机架用的越来越多,并且大型破碎机也采用焊接机架。焊接机架用 Q235 钢板,其厚度一般为 25-50mm。整体铸造机架除用铸钢材料外,对小型破碎机破碎硬度较低的物料时,也可用优质铁和球墨铸铁。设计时,在保证正常工作下,应力求减轻重量。制造时要求偏心轴承中心镗孔,与动颚轴轴心轴承的中心孔有一定的平行度。本设计用铸造机架。6.5 调整装置调整装置提供调整破碎机排料口大小作用。随着衬板的不断磨损,排料口尺寸也不断地变大,产品的粒度也随之变粗。为了保证产品的粒度要求,必须利用调整装置,定期地调整排料裂口的尺寸。此外,当要求得到不同的产品粒度时,也需要调整排料口的大小。现有鄂式破碎机的调整装置有多种多样,归纳起来有垫片调整装置、锲铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。本设计采用垫片调整装置河南理工大学万方科技学院本科毕业论文436.6 保险装置当破碎机落入非破碎物时,为防止机器的重要的零部件发生破坏,通常装有过载保护装置。保险装置有三种:液压连杆、液压摩擦离合器和肘板。本设计采用肘板。肘板是机器中最简单、最便宜的零件,所以得到广乏应用且经济有效,但当肘板断裂后,机器将停车,应重新更换新肘板后方可工作。肘板保险件的另一个缺点是由于设计不当,常常在超载时它不破坏,或者没有超载它却破坏了,以至影响生产。因此设计时除应正确确定由破碎力引起的肘板压力,以便设计出超载破坏的肘板面积外,在结构设计时,应使其具有较高的超载破坏敏感。肘板通常有如图 9-4 所示的三种结构:中部较薄的变截面结构;弧形结构;S 型结构。其中图 a 结构在保证肘板的刚度和稳定性的同时,提高其超载破坏敏感度。图 b、图 c 两种结构是利用灰铸铁肘板抗弯性能这一特性,选择合适的结构尺寸是肘板呈拉伸破坏,显然提高了肘板破坏的敏感度。尽管如此,肘板是否断裂主要取决与计算载荷的确定和截面尺寸计算是否正确。因此从加工制造方便性出发,图 a 所示应用最多,本设计也采用 a 中肘板。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文44(a) (b) (c)图 9-4 肘板结构 6.7 润滑装置偏心轴轴承通常采用集中循环润滑。心轴和推力板的支承面一般采用润润脂通过手动油枪给油。动颚的摆角很小,使心轴与轴瓦之间润滑困难,在其底部开若干轴向油沟,中间开一环向油槽使之连通,再用油泵强制注入干黄油进行润滑。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文45总 结通过四个星期的设计学习,对复摆鄂式破碎机有的构造、工作原理有了深入的认识,通过查找各种参考资料、同学讨论及其老师的指导,很好地完成了这次综合课程设计,通过这次课程设计的训练,加深了我对各种设计理论知识的理解,同时对实践能力也有一定的提高作用。这次课程设计对我们大学四年所有的很多理论知识进行了一次系统的综合,加深了我对各种知识的记忆。但是,时间不是很充足,一些数据的选择精确程度还有待商讨,还有个别零件未进行校核,一些地方还要进行进一步的修正和完善。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文46致 谢五周的综合课程设计终于结束了,在这次的课程设计中,不仅检验了我所学习的知识,也培养了我独立地如何去规划一件事,如何去做一件事,又如何去完成一件事。这次综合课程设计我设计的是复摆颚式破碎机,在这之前我对破碎机只有一个概念上的认识,并不能很好地了解这种机械的本质,通过收集资料与亲自动手设计复摆颚式破碎机中最常用的破碎设备之一。复摆颚式破碎机由于结构简单、价格低廉、操作简单、坚
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