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摘 要 第 1 頁 共 33 頁 鄂式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 目錄 摘 要 2 前言 4 1 選題背景 5 1 1 研究的目的和意義 5 1 2 特點(diǎn)和現(xiàn)狀與發(fā)展 7 1 2 1 鄂式破碎機(jī)的特點(diǎn) 7 1 2 2 鄂式破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 9 1 3 國內(nèi)外鄂式破碎機(jī)的進(jìn)展 13 1 4 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 14 1 4 1 基本結(jié)構(gòu) 14 1 4 2 工作原理 15 2 主要參數(shù)的設(shè)定 16 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 18 3 1 電動(dòng)機(jī)的容量 18 3 2 選擇電動(dòng)機(jī)的型號 18 4 V 帶的傳動(dòng) 19 5 技術(shù)性能參數(shù) 22 6 顎式破碎機(jī)的動(dòng)鄂的工作過程分析 23 7 偏心軸的改進(jìn) 24 7 1 改進(jìn)前狀況 24 7 2 修復(fù)及改進(jìn)措施 25 7 3 改進(jìn)效果 26 8 磨損 27 8 1 鄂式破碎機(jī)齒板磨損的分析 27 8 2 顎板磨損機(jī)制 29 8 3 對鄂板材質(zhì)的選擇 30 9 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵的解決 30 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 摘 要 第 1 頁 共 33 頁 摘 要 姓 名 指導(dǎo)老師 摘要 國內(nèi)使用的顎式破碎機(jī)類型很多 但常見的還是傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī) 顎式破碎 機(jī)的出現(xiàn)已有 140 多年的歷史 經(jīng)過人們長期的實(shí)踐和不斷完善與改進(jìn) 其結(jié)構(gòu)型式和 機(jī)構(gòu)參數(shù)日臻合理 結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 工作可靠 維修方便 故在冶金 礦山 建材 化工 煤炭等行業(yè)使用非常廣泛 隨著現(xiàn)代化的發(fā)展 各工業(yè)部門對破碎石 的需求進(jìn)一步增長 研究鄂式破碎機(jī)具有很重要的意義 本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是為滿足 生產(chǎn)需求 進(jìn)料口尺寸 出料口尺寸 進(jìn)料塊最 m1209 m20 1 大尺寸 產(chǎn)量 而研究的 主要研究顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng) m750時(shí)噸 3 5 分析 V 帶的選擇 鄂板 齒板磨損的分析 各種工作參數(shù)的選擇 工作機(jī)構(gòu)的優(yōu) 化 重點(diǎn)研究傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的優(yōu)化 關(guān)鍵詞 鄂式破碎機(jī) 傳動(dòng) 磨損 前 言 第 3 頁 共 33 頁 Jaw fashioned Crushe ABSTRACT The domestic use jaw type breaker type are very many But common traditional duplicate pendulum Jaw fashioned Crushe The duplicate pendulum jaw type breaker appearance had more than 140 years history And consummates and the improvement unceasingly after the people long term practice Its structure pattern and the organization parameter are day by day reasonable The structure simple the manufacture is easy the work reliably the service convenient therefore in profession use and so on the metallurgy mine building materials chemical industry coal is extremely widespread Along with the modernized development various industry sector further grows to the broken crushed stone demand studies the duplicate pendulum Jaw fashioned Crushe to have the very vital significance This graduation project mainly is for meets the production need Feed head size Discharge hole size Feeding m1209 m20 1 block greatest size Output Mainly studies the duplicate 75ht 30 15 pendulum Jaw fashioned Crushe the movement analysis V belt choice the analysis which the Jaw fashioned Crushe the toothed rack wears each kind of operational parameter choice operating mechanism optimization Key research transmission design and system optimization Key word Jaw fashioned Crushe Transmission Abrasion 前 言 第 3 頁 共 33 頁 前言 在基本建設(shè)工程中 需要大量的 各種不同粒徑的砂 石作為生產(chǎn)之用 在沒 有合格的天然砂子和一臺鄂式破碎機(jī)問世以來 至今已有 140 余年的歷史 在此過 程中 其結(jié)構(gòu)得到不斷的完善 而鄂式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單 安全可靠 石料可供破 碎機(jī)械來進(jìn)行加工 來滿足工程的需要 所以在生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用 而工程上應(yīng)用 最廣泛的是鄂式破碎機(jī) 國產(chǎn)的鄂式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是鄂式破碎機(jī) 破碎機(jī)是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進(jìn)行破碎加工的機(jī)械 鄂式破碎 機(jī)是有美國人 E W Blake 發(fā)明的 自第一臺破碎機(jī)的出現(xiàn) 生產(chǎn)效率快 又滿足 安全條件 又能適應(yīng)生產(chǎn) 大大加快了生產(chǎn) 鄂式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 工作可靠 使用維修方便等優(yōu)點(diǎn) 所有在冶 金 礦山 建材 化工 煤炭等行業(yè)使用非常廣泛 80 年代以來 我過對鄂式的研 究和產(chǎn)品開發(fā)取得了較大的發(fā)展 在充分吸收國外產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合國情研 制開發(fā)了許多新型 高效的設(shè)備 上海建設(shè) 路橋機(jī)械設(shè)備有限公司率先對鄂式破 碎機(jī)進(jìn)行了重大的改進(jìn) 即通過降低動(dòng)鄂的懸掛高度 改善動(dòng)鄂的運(yùn)動(dòng)軌跡 減小 破碎腔的嚙角 增大破碎比 增大了動(dòng)鄂的水平行程 提高生產(chǎn)能力等 大大改善 了機(jī)器性能 完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代 鄂式破碎機(jī)主要是由兩塊鄂板 活動(dòng)鄂板和固定鄂板 組成 活動(dòng)鄂板對固定 鄂板周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 時(shí)而靠近 時(shí)而分開 由此使裝在二鄂板間的石塊受到擠 壓 劈裂和彎曲作用而破碎 鄂式破碎機(jī)的機(jī)器重量較輕 結(jié)構(gòu)簡單 少了一件連 桿 一塊肘板 一根心軸和一對軸承 生產(chǎn)效率較高 比同規(guī)格的簡擺鄂式破碎機(jī) 生產(chǎn)效率高 20 30 鄂式破碎機(jī)適合破碎中硬度石料 在工程中 多用他做中 細(xì)碎設(shè)備 起破碎比較大 可達(dá) 隨著機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步 近年來 鄂式破碎機(jī)10 i 正朝著大型化發(fā)展 所以 一個(gè)合理的傳動(dòng)裝置可以使鄂式破碎機(jī)運(yùn)行的更加順利 合理有效 動(dòng)鄂的優(yōu)化可使磨損大大的降低 沖擊 噪聲 振動(dòng)都相應(yīng)的減少 也 減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高生產(chǎn)的質(zhì)量 降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期 前 言 第 4 頁 共 33 頁 但是 鄂式破碎機(jī)也有它的缺點(diǎn) 具體如下 JB ZQ 1032 一 87 顆板鑄造技術(shù)條件 規(guī)定齒板壽命只有 60h 按 10h 工作 制 每付齒板只能用 6d 不到一星期就需更換一次齒板 不僅給維修帶來很大的 不便 而且增加了破碎物料的成本 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵非常嚴(yán)重 從破碎機(jī)出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮 帶 部分物料飛濺或滾淌到地面上 地面堆積厚厚一層物料 部分粉狀物料飛揚(yáng)在 空中 給生產(chǎn)帶來了很大的不便 較多的粉塵而直接影響安全生產(chǎn)和員工的健康 因此要采用相應(yīng)的防塵設(shè)施是破碎機(jī)一個(gè)重大而不可忽略的問題 現(xiàn)代的設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本 面對服務(wù)對象 面向市場 面對循環(huán)經(jīng)濟(jì) 面對礦產(chǎn) 資源利用的大趨勢 面對環(huán)保 搞全性能 全生命的設(shè)計(jì) 所以做好鄂式破碎機(jī)的 設(shè)計(jì) 讓它更好的為生產(chǎn)服務(wù) 提高生產(chǎn)效率 1 選題背景 1 1 研究的目的和意義 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 礦產(chǎn)資源的綜合利用技術(shù)與其產(chǎn)業(yè)迅猛前進(jìn) 到 1999 年我國已建成 10 879 座國有大中型礦山和 227 854 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè) 全國礦 石采掘總量超過 50 億噸 礦業(yè)總產(chǎn)值為 4 000 億元 物料的破碎是許多行業(yè) 如冶金 礦山 建材 化工 陶瓷筑路等 產(chǎn)品生產(chǎn)中 不可缺少的工藝過程 由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大 為適應(yīng)各種物料的要求 破碎機(jī)的品種也是五花八門的 就金屬礦選礦而言 破碎是選礦廠的首道工序 為了分 離有用礦物 不但分為粗碎 中碎 細(xì)碎 而且還要磨礦 因?yàn)槠扑槭沁x礦廠的耗能大 戶 約占全廠耗電的 50 為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率 所以提出了 多碎少磨 的技術(shù) 原則 這使破碎機(jī)向細(xì)碎 粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展 另外隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展 破碎機(jī)也向自動(dòng)化方向邁進(jìn) 如國外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī) 電液一體化 連續(xù)檢測 并自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速率 排礦口尺寸及破碎力等 隨著開采規(guī) 模的擴(kuò)大 破碎機(jī)也在向大型化發(fā)展 如粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá) 6000th 至于 前 言 第 4 頁 共 33 頁 新原理和新方式的破碎 如電 熱破碎 尚在研究試驗(yàn)中 暫時(shí)還不能用于生產(chǎn) 對粗 碎而言 目前還沒有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和旋回式破碎 選題背景 第 5 頁 共 33 頁 機(jī) 主要是利用現(xiàn)代技術(shù) 予以改進(jìn) 完善和提高耐磨性 達(dá)到節(jié)能 高效 長壽 的目的 細(xì)碎方面新機(jī)型更多些 總的來看 值得提出的有 顎式破碎機(jī) 圓錐破碎機(jī) 沖擊式破碎機(jī)和輥壓機(jī) 而應(yīng)用最廣泛的就是鄂式破碎機(jī) 傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單 工作可靠 制造容易 維修方便 價(jià)格 低廉 適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用 其缺點(diǎn)是非連續(xù)性破碎 效率 較低 破碎比較小 給礦不均勻引起顎板磨損不均勻等 針對其缺點(diǎn) 各國都在以下幾 方面加以改進(jìn) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)軌跡改進(jìn)破碎腔型 以增大破碎比 提高破碎效率 減少 磨損 降低能耗 現(xiàn)已普遍應(yīng)用高深破碎腔和較小嚙角 改進(jìn)了動(dòng)顎懸掛方式和襯板的 支承方式 改善了破碎機(jī)性能 顎板采用了新的耐磨材料 降低了磨損消耗 提高了自動(dòng) 化水平 可自動(dòng)調(diào)節(jié) 過載保護(hù) 自動(dòng)潤滑等 同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的機(jī)型 如雙腔 雙動(dòng)顎式破碎機(jī) 其破碎比可達(dá) 排料口調(diào)節(jié)方便 產(chǎn)量大 鄂式破碎機(jī) 兼有顎式50 2 破碎機(jī)與圓錐破碎機(jī)的性能其產(chǎn)量較同規(guī)格的破碎機(jī)高 50 還有篩分顎式破碎機(jī) 把篩分和破碎結(jié)合為一體 不僅可簡化工藝流程 且能及時(shí)將已達(dá)粒度要求的物料從破 碎腔中排出 減輕了破碎機(jī)的堵塞和過粉碎 提高了生產(chǎn)能力 降低了能耗 在大型化 方面國內(nèi)外都已生產(chǎn) 1500mm 2100mm 規(guī)格的顎式破碎機(jī) 而我們在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要是為了滿足進(jìn)料口尺寸 出料口尺寸 m1209 進(jìn)料塊最大尺寸 產(chǎn)量 的要求老滿 m20 1 m750時(shí)噸 3 5 足生產(chǎn)的需要 1 2 特點(diǎn)和現(xiàn)狀與發(fā)展 1 2 1 鄂式破碎機(jī)的特點(diǎn) 顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)屬于四桿機(jī)構(gòu)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 曲柄為主動(dòng)件 顎式破 碎機(jī)以結(jié)構(gòu)簡單 性能可靠 維修方便在物料粉碎行業(yè)廣泛應(yīng)用 鄂式破碎機(jī)的動(dòng)鄂 是直接懸掛在偏心軸上的餓 是曲柄連桿機(jī)構(gòu) 沒有單獨(dú) 的連桿 由于動(dòng)鄂是由偏心軸的偏心直接帶動(dòng) 所以活動(dòng)鄂板可同時(shí)做垂直和水平 的復(fù)雜擺動(dòng) 鄂板上各點(diǎn)的擺動(dòng)軌跡是由頂部的接近圓形連續(xù)變化到下部的橢圓形 越到下部的橢圓形越扁 動(dòng)鄂的水平行程則由下往上越來越大的變化著 因此對石 塊不但能起壓碎 劈碎 還能起輾碎作用 由于偏心軸的轉(zhuǎn)向是逆時(shí)針方向 動(dòng)鄂 上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都有利于促進(jìn)排料 因此破碎效果好 破碎率較高 產(chǎn)品粒度均 選題背景 第 5 頁 共 33 頁 勻且多 選題背景 第 6 頁 共 33 頁 呈立方體 鄂式破碎機(jī)和簡擺鄂式破碎機(jī)相比較 鄂式破碎機(jī)的機(jī)器重量較輕 結(jié)構(gòu)簡單 少了一件連桿 一塊肘板 一根心軸和一對軸承 生產(chǎn)效率較高 比同規(guī)格的簡 擺鄂式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高 20 30 等優(yōu)點(diǎn) 但鄂式破碎機(jī)的鄂板垂直行程大 石料對鄂板的磨削作用嚴(yán)重 磨削較快 且能量消耗也大 工作時(shí)易產(chǎn)生較多的粉 塵 在工程上應(yīng)用較為廣泛的是腐敗鄂式破碎機(jī) 國產(chǎn)的鄂式破碎機(jī)數(shù)量最多的也 是鄂式破碎機(jī) 鄂式破碎機(jī)主要由機(jī)架 鄂板 側(cè)護(hù)板 主軸 飛輪 肘板和調(diào)整 機(jī)構(gòu)等組成 機(jī)架即機(jī)座 實(shí)際上是個(gè)上下開口的四方斗 主要用作支承偏心軸和承受破碎 物料的反作用力 因此要求具有足夠強(qiáng)度 一般采用鑄鋼整體鑄造 規(guī)格小的可用 優(yōu)質(zhì)鑄鐵代替 大型破碎機(jī)的機(jī)架由分段鑄成后再用螺栓裝配在一起 鑄造工藝較 為復(fù)雜 自制的小型鄂式破碎機(jī)可用 40 50 毫米厚的鋼板焊成 但其鋼度不如鑄鋼 好 鄂板包括活動(dòng)鄂板和固定鄂板 各與鄂床組成活動(dòng)鄂和固定鄂 鄂板用楔形鐵 塊和螺栓固定在鄂床表面 保護(hù)鄂床不受磨損 固定鄂的鄂床就是機(jī)架 活動(dòng)鄂的 鄂床懸掛在偏心軸上 由于它直接承受對石料的擠壓作用力 所以必需有足夠的強(qiáng) 度和剛度活動(dòng)鄂床一般用鑄鐵或鑄鋼制造 鄂板直接和石塊接觸 除承受擠壓和沖 擊力外 尚與石塊強(qiáng)烈摩擦 因此要求用高強(qiáng)度且耐磨的材料制造 常用的是鑄錳 鋼鄂板 其鑄鋼含錳量為 12 14 左右 若條件受限制時(shí) 可用白口鑄鐵代替 但 容易磨損和折斷 使用壽命不長 為了有效地破碎石料 鄂板表面常鑄成波浪形和 牙形 其齒峰角度一般為 90 110 齒高和齒距視出料粒度和產(chǎn)量要求而定 齒形高齒距小 則出料粒度小 產(chǎn)量低 動(dòng)力消耗大 一般齒高和齒距之比為 1 2 1 3 之間 由于式的特點(diǎn)造成鄂板底部比上部磨損快 所以鄂板往往做成上下 對稱形狀 以便磨損后能倒置安裝 延長使用壽命 鄂式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高 結(jié)構(gòu)簡單可靠 破碎比較大 一般為 6 8 i 外形尺寸較小 零件檢查和更換較容易 操作維護(hù)簡便 不用較高技術(shù)水平的工人 就可嫩能夠操作 應(yīng)用范圍廣 與其他類型破碎機(jī)比較 不容易堵塞 因此工程中 選題背景 第 6 頁 共 33 頁 普遍 選題背景 第 7 頁 共 33 頁 采用它來破碎各種硬度 92500 公斤 厘米 以下 的石料 常作粗碎和中碎設(shè)備 2 一般用于破碎極限抗壓強(qiáng)度不才超過 2000 公斤 厘米 的石料時(shí)效果較好 其缺點(diǎn)是2 不宜破碎片狀石料 工作間歇 有空轉(zhuǎn)沖程 需要很大的擺動(dòng)體 增加非生產(chǎn)能量 的消耗 破碎可塑性和潮濕的物料時(shí) 容易堵塞出料口 由于工作時(shí)產(chǎn)生很大的慣 性力 機(jī)體擺動(dòng)大 工作不平穩(wěn) 沖擊 振動(dòng)及噪音較大 因此須安裝在比機(jī)器自 重大五倍以上的混凝圖基礎(chǔ)上 并須采取隔振措施 大型破碎機(jī)還應(yīng)安裝在埋設(shè)于 基礎(chǔ)上的剛梁上 鄂式破碎機(jī)的最大裝料塊度應(yīng)比裝料口寬度小 15 20 即給料的最大石塊不 應(yīng)超過裝料口的 0 85 倍 當(dāng)用鄂式破碎機(jī)破碎堅(jiān)硬而光滑的大礫石時(shí) 礫石容易從 裝料口反跳出來 故破碎天然礫石的生產(chǎn)率不及破碎來才塊石的生產(chǎn)率高 使用鄂式破碎機(jī)時(shí) 必須注意由于機(jī)器是在工作條件惡劣情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的 除了 必須嚴(yán)守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外 還必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被磨損的零部件 這 是提高機(jī)器作業(yè)的重要措施 1 2 2 鄂式破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 顎式破碎機(jī)是由美國人布雷克發(fā)明的 自第一臺顎式破碎機(jī)問世以來 至今已 有 140 余年的歷史 在此過程中 其結(jié)構(gòu)得到不斷地完善 由于顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡 單 制造容易 工作可靠 使用維修方便等優(yōu)點(diǎn) 所以在冶金 礦山 建材 化工 煤炭等行業(yè)使用非常廣泛 為了改善顎式破碎機(jī)性能和提高工作效率 國內(nèi)外曾研 制過各種異型顎式破碎機(jī) 早年 德國和前蘇聯(lián)都曾研制過液壓驅(qū)動(dòng)的顎式破碎機(jī) 其特點(diǎn)是提高動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)借以增加產(chǎn)量 同時(shí)能實(shí)現(xiàn)液壓調(diào)整排料口 液壓過載 保護(hù)以及能負(fù)荷啟動(dòng) 原西德制造過沖擊式顎式破碎機(jī) 而原蘇聯(lián)也制造了振動(dòng)顎 式破碎機(jī) 也叫慣性顎式破碎機(jī) 它們都靠動(dòng)顎振動(dòng)沖擊破碎物料 借以提高破碎 機(jī)性能 前者國內(nèi)曾經(jīng)試制過 由于某些原因沒能繼續(xù)研制 原東德曾制造過一種 簡擺雙腔顎式破碎機(jī) 美國生產(chǎn)過雙腔顎式破碎機(jī) 國內(nèi)北京某設(shè)計(jì)院以及湖南某 大學(xué)都曾與工廠合作研制了雙腔顎式破碎機(jī) 其特點(diǎn)是使間歇工作變成連續(xù)工作 借以提高破碎機(jī)工作效率 安徽某設(shè)計(jì)院曾發(fā)明一種雙腔雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī) 它除了提高工作效率 同時(shí) 又能降低破碎機(jī)負(fù)荷 使機(jī)重減輕很多 選題背景 第 8 頁 共 33 頁 原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī) 國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了 雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī) 這種破碎機(jī)就是將原來兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對置后而成 為了 兩動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn) 在偏心軸一端增設(shè)一對開式齒輪 由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜 近年又 研制一種單軸倒懸掛的雙動(dòng)顎破碎機(jī) 國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機(jī) 這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn) 其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn) 使破碎機(jī)強(qiáng)制排料 這樣 靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增 加破碎機(jī)產(chǎn)量同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒有相對運(yùn)動(dòng) 減少襯板磨損延長使用壽命 近 來又研制了單動(dòng)顎倒懸掛顎式破碎機(jī) 早年 美國 英國 德國相繼生產(chǎn)了 Kun kan 簡擺顎式破碎機(jī) 該機(jī)特點(diǎn)是 動(dòng)顎懸掛高度很高并且前傾 連桿下行為工作行程 主軸承為半圓滑動(dòng)顎軸承 山 東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠曾引進(jìn)了這種破碎機(jī) 并在此基礎(chǔ)上研制了 34 顎式破碎機(jī) 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī) 國內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠生產(chǎn) 了這種破碎機(jī) 它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性 提高破碎機(jī)性能 在 國內(nèi)該機(jī)有叫負(fù)支承 上斜式 上推式和上置式破碎機(jī) 筆者認(rèn)為叫大傳動(dòng)角 包 括傾斜式 破碎機(jī)更合適 美國鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī) 其傳動(dòng)角大約 70 度以上 它的 最大特點(diǎn)是低矮 最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作 北京礦冶研究總院與某廠合 作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī) 其中最大為 900 1200 顎式破碎機(jī) 國內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國 WB8 26 顎式破碎機(jī) 該機(jī)置于皮帶機(jī)上方 借助 曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊 實(shí)踐證明使用效果較好 以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果并對國內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起 到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用 但是 都沒能得到大面積推廣使用 國內(nèi)絕大多數(shù)制 造廠生產(chǎn)的和現(xiàn)場使用的都還是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī) 就近兩年國外機(jī)械設(shè)備展覽會上 展出的顎式破碎機(jī)來看 也都是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī) 沒有異型顎式破碎機(jī)出現(xiàn) 國內(nèi)各廠家所制造的顎式破碎機(jī)技術(shù)水平相差很懸殊 有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本 接近世界先進(jìn)水平 而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大 綜上所述 改善國內(nèi)顎式破碎機(jī)落后的狀況 全面提高顎式破碎機(jī)技術(shù)水平 趕上世界先進(jìn)水平 創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機(jī)是當(dāng)務(wù)之急 選題背景 第 9 頁 共 33 頁 保證顎式破碎機(jī)最佳性能的根本因素是動(dòng)顎有最佳的運(yùn)動(dòng)特性 這個(gè)特性又是 借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的 因此 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳 性能的根本方法 我們與上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司 簡稱上建 合作開發(fā)了顎式破碎機(jī) 軟件 借助其中機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對各種規(guī)格的破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 得到了最佳 的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性 實(shí)踐結(jié)果表明 破碎機(jī)性能有顯著提高 該廠山寶牌顎式破碎機(jī) 銷往歐美各大洲以及東南亞各國 產(chǎn)品基本上達(dá)到世界先進(jìn)水平 目前 計(jì)算機(jī)在 國內(nèi)各廠家已基本普及 但顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)尚未得到廣泛應(yīng)用 我們相信 在上建實(shí)踐結(jié)果的拉動(dòng)下 各廠家會積極采用破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的好辦法 國內(nèi)顎式破碎機(jī)的機(jī)重普遍高于國外同規(guī)格的破碎機(jī) 減輕機(jī)重也是一個(gè)重要 課題 顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)重量很大比例 鑄造機(jī)架占 50 焊接機(jī)架占 30 國外顎式破碎機(jī)都是焊接機(jī)架 甚至動(dòng)顎也采用焊接結(jié)構(gòu) 國內(nèi)前幾年掀起一股用 鑄造機(jī)架代替焊接機(jī)架的勢頭 這無疑是一種倒退行為 此外 鑄鋼是一種高能耗 的工藝過程 從節(jié)約能源的角度也應(yīng)大力發(fā)展焊接機(jī)架 顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架 是發(fā)展方向 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也是使機(jī)重增加的重要原因 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先 應(yīng)以受力為依據(jù) 在滿足強(qiáng)度 剛度的條件下 力求減輕重量 機(jī)架前壁載荷主要 是由橫向筋板所承受 一般情況下 破碎機(jī)都不需要加縱向筋板 1 2 如圖 1 所 示 該機(jī)側(cè)壁加強(qiáng)筋布置不合理 數(shù)量又太多 致使它的機(jī)重達(dá) 7 5t 同規(guī)格破碎 機(jī)機(jī)重為 5 5t 當(dāng)然 該機(jī)過重不完全是由這兩個(gè)因素所造成 側(cè)壁筋板位置和方 向也應(yīng)根據(jù)受力情況而定 圖 2 所示為英國某公司生產(chǎn)的大傳動(dòng)角 負(fù)支承 顎式 破碎機(jī)機(jī)架簡圖 該機(jī)架側(cè)壁布置有 1 2 3 三根筋板 筋板 1 設(shè)置在主軸承側(cè) 面 筋板 3 設(shè)置在主軸承后下方 這兩塊筋之間用筋板 2 連接起來構(gòu)成一個(gè) A 形 框架 圖 3 所示為該機(jī)受力分析 選題背景 第 10 頁 共 33 頁 圖 1 某破碎機(jī)焊接機(jī)架 圖 2 大傳動(dòng)破碎機(jī)機(jī)架 圖 3 大傳動(dòng)破碎機(jī)示力圖 圖中軸承所受最大力 作用方向?yàn)?HA 正是圖 2 側(cè)壁加強(qiáng)筋 1 的方向 從而 說明圖 2 中側(cè)壁筋板布置完全符合受力的要求 動(dòng)顎也是破碎機(jī)重量較大的零件 而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)以動(dòng)顎受力為 依據(jù) 在滿足強(qiáng)度 剛要求的條件下 盡量減輕重量 根據(jù)動(dòng)顎受力分析可 最大 破碎力作用在動(dòng)顎軸承偏上處 由此往上 頭部 受力越來越小 原 250 400 400 600 顎式破碎機(jī)者目前尚有多家生產(chǎn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剛好與其受力要求反 即軸承附近處 截面小 越向頭部截面越大 而且差太懸殊 結(jié)果導(dǎo)致動(dòng)顎強(qiáng)度低而重量又很大 這兩種 選題背景 第 11 頁 共 33 頁 破碎機(jī)都是在軸承偏上處被折斷而損壞 動(dòng)顎的加強(qiáng)筋布置方式 也應(yīng)按上述受力要求設(shè)計(jì) 已有的顎式破碎機(jī)加強(qiáng)筋 橫向厚度從上到下厚度一樣 為符合受力條件 又滿足重量輕的要求 可采用變厚 度加強(qiáng)筋 即靠上部 頭部 的加強(qiáng)筋厚度應(yīng)小 越往下厚度越大 就是說 改原 來矩形加強(qiáng)筋為梯形加強(qiáng)筋 這樣會減輕動(dòng)顎重量又保證有足夠的強(qiáng)度 動(dòng)顎兩軸 承之間部位的壁厚可適度減薄 借以減輕重量 此外 應(yīng)加強(qiáng)機(jī)架 動(dòng)顎有限元的研究 進(jìn)行機(jī)架 動(dòng)顎有限元優(yōu)化設(shè)計(jì) 達(dá) 到機(jī)架 動(dòng)顎重量輕又有高度的可靠性 其它 還有破碎腔 破碎機(jī)動(dòng)力平衡等等 都可以借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 總之 應(yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法代替原有的常規(guī)設(shè) 計(jì)方法 再者 由于焊接 鑄造 熱處理工藝等因素也都會對破碎機(jī)產(chǎn)生影響 所以 我們應(yīng)提高設(shè)計(jì)制造工藝等綜合水平以及采用液壓調(diào)整排料口和液壓保險(xiǎn) 逐步使 國產(chǎn)顎式破碎機(jī)達(dá)到世界一流水平 1 3 國內(nèi)外鄂式破碎機(jī)的進(jìn)展 19 世紀(jì) 40 年代 北美的采金熱潮對顎式破碎機(jī)發(fā)展有重大的促進(jìn)作用 19 世紀(jì) 中葉 多種類型的顎式破碎機(jī)被研制出來 并獲得了廣泛的應(yīng)用 上個(gè)世紀(jì)末 全世界 已有 70 多種不同結(jié)構(gòu)的顎式破碎機(jī)取得了專利權(quán) 1858 年 埃里 布雷克 El Blake 取得了制造雙肘板顎式破碎機(jī)的專利權(quán) 現(xiàn)在最 常用的顎式破碎機(jī)是布雷克的顎式破碎機(jī)和更近代制造的單肘板顎式破碎機(jī) 顎式 破碎機(jī)最大的弱點(diǎn)之一是它們在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)只有一半時(shí)間進(jìn)行工作 20 世紀(jì) 80 年代中期 國外一些廠家已能生產(chǎn)各種大型顎式破碎機(jī) 例如美國 Fuller Traylor 公司生產(chǎn)的重型顎式破碎機(jī) 規(guī)格為 1676mm 2134mm 生產(chǎn)能力達(dá) 1200t h 德國 PWH 公司生產(chǎn)的最大雙肘板顎式破碎機(jī)的給料口為 2600mm 1800mm 生產(chǎn)能力達(dá) 2000t h 英國 Babbitless 公司生產(chǎn)的 BCS 系列顎式破碎機(jī) 其生產(chǎn)能力可 達(dá) 6000t h 20 世紀(jì) 80 年代以來 我國顎式破碎機(jī)的研制工作與改進(jìn)工作取得了一定的成果 北京礦冶研究總院的破碎機(jī)專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了 動(dòng)態(tài)嚙 選題背景 第 11 頁 共 33 頁 角 的概念 開發(fā)出 GXPE 系列深腔顎式破碎機(jī) 當(dāng)時(shí)在國內(nèi)引起了一定程度的轟動(dòng) 選題背景 第 12 頁 共 33 頁 該機(jī)與同種規(guī)格的破碎機(jī)相比 在相同工況條件下 處理能力可提高 30 2 齒板壽命可提高 倍 該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛 具有雙曲面腔型 2 1 第二代 GXPE250 400 破碎機(jī)在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn) 增大了破碎比 降低了產(chǎn)品粒度 最大給料粒度為 220mm 生產(chǎn)能力為 排料口調(diào)整范圍為ht 16 5 給料抗壓強(qiáng)度小于 300MPa m40 1 PEY4060 液壓保險(xiǎn)顎式破碎機(jī) 以液壓缸為過載保護(hù)裝置 正支撐 正懸掛 深 破碎腔 該機(jī)最大給料粒度為 340mm 排料口調(diào)整范圍為 生產(chǎn)能力為m10 3 ht 40 1 多靈 沃森機(jī)械有限公司的戌吉華高級工程師集多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)了目前國內(nèi) 最大的 1200 1500 顎式破碎機(jī) 1 4 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1 4 1 基本結(jié)構(gòu) 鄂式破碎機(jī)的主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架 偏心軸 動(dòng)鄂板 定鄂板 肘板共四個(gè)機(jī)構(gòu)組成 另有其他輔助零件 如固定齒板 襯板 擋罩 墊片 滑塊 推力板 止動(dòng)螺釘 鎖緊裝置 圖 4 鄂式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意 選題背景 第 13 頁 共 33 頁 1 4 2 工作原理 帶輪與偏心軸固聯(lián)成一整體 他是運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸入構(gòu)件 即原動(dòng)件 其余構(gòu)件 都是從動(dòng)件 當(dāng)帶輪和偏心軸 2 繞軸線 A 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 驅(qū)使輸出構(gòu)件動(dòng)鄂 3 做平面復(fù)雜 運(yùn)動(dòng) 從而將礦石壓碎 推 力 板動(dòng)鄂板 偏心軸定鄂板 圖 5 鄂式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖 6 鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 選題背景 第 14 頁 共 33 頁 2 主要參數(shù)的設(shè)定 顎式破碎機(jī)的工作原理如圖 1 所示 其由動(dòng)顎板 定顎板 偏心軸及推力板組 成 動(dòng)顎板上部與偏心軸相連 下部由推力板支撐 偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 動(dòng)顎板不僅 對定顎板作往動(dòng) 同時(shí)還沿定顎板有很大幅度的上下運(yùn)動(dòng) 動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn) 動(dòng)軌跡如圖 2 所示 動(dòng)顎板上部的運(yùn)動(dòng)軌跡接近圓形 越向下水平運(yùn)動(dòng)幅度越 小 運(yùn)動(dòng)軌跡也越呈橢圓形 圖 7 鄂式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 主要參數(shù)分析 1 已知條件 根據(jù)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求 已知條件如下 進(jìn)料口尺寸 m1209 出料口尺寸 進(jìn)料塊最大尺寸 75 產(chǎn)量 時(shí)噸 301 主要參數(shù)的設(shè)定 第 15 頁 共 33 頁 2 鉗角 鉗角大小直接影響生產(chǎn)率和破碎腔高度 鉗角小能提高生產(chǎn)率 但在一定的破碎 比條件下 又增加了破碎腔高度 鉗角大會使破碎腔高度降低 但生產(chǎn)率也下降了 另 外 鉗角最大也不能超出咬住物料的允許值 故一般鉗角取值為 1maxtn2 式中 齒板與物料間的摩擦系數(shù) 實(shí)際生產(chǎn)中 為安全起見 顎式破碎機(jī)的鉗角通常取理論計(jì)算值的 65 即 0ax2 865 0 在本設(shè)計(jì)中我們選擇鉗角為 3 動(dòng)顎水平行程 YS 動(dòng)顎水平行程對破碎機(jī)生產(chǎn)率影響較大 排料口水平行程小會降低生產(chǎn)率 但也不 能太大 否則在排料口的物料由于過多而使破碎力急劇增加 致使機(jī)件過載損壞 因此 動(dòng)顎在排料口處的水平行程為 min4 0 3SSY 式中 最小排料口尺寸 minY51 4 傳動(dòng)角 傳動(dòng)角大小影響著機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率 在推力板長度一定的情況下 加大傳動(dòng)角會 提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率 但必須要求偏心距增大才能保證行程的要求 這就導(dǎo)致動(dòng)顎 襯板上部水平行程的偏大 物料的過粉碎引起排料口的堵塞 使功耗增加 同時(shí) 也 將使定顎襯板下部加速磨損 故傳動(dòng)角取 05 4 在此設(shè)計(jì)中我們選擇 0 5 偏心距 E 偏心距對破碎機(jī)生產(chǎn)率和傳動(dòng)功率都有影響 在其它條件相同的情況下 增大偏 心距可使動(dòng)顎行程增加而提高生產(chǎn)率 但也因此增加功率消耗 在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中 偏 心距是由動(dòng)顎行程通過畫機(jī)構(gòu)圖來初步確定的 在這個(gè)破碎機(jī)的設(shè)計(jì)中我們根據(jù) 機(jī)構(gòu)圖選擇了 m20 主要參數(shù)的設(shè)定 第 16 頁 共 33 頁 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇要根據(jù)動(dòng)力源和工作條件 首先要滿足的就是所需功率要求 根 據(jù)設(shè)計(jì)目的 鄂式破碎機(jī)是為了破碎中等硬度的各類礦石或巖石 進(jìn)料塊的最大尺 寸 750mm 要壓碎這種礦石或巖石 用壓力測試機(jī)可以測試出來用 3100N m 的力可 以壓碎 750mm 的礦石或巖石 根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)量的目的 150 300 噸 時(shí) 而礦石假比重為 1600kg m3 所以動(dòng) 鄂的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為 223 轉(zhuǎn) 分 3 1 電動(dòng)機(jī)的容量 鄂式破碎機(jī)的需要的功率 與很多因素有關(guān) 例如 規(guī)格 偏心軸轉(zhuǎn)速NLB 嚙角 動(dòng)鄂下端水平行程 偏心距 以及破碎機(jī)的物理機(jī)械性能 粒度特nasr 征 破碎齒板表面形狀和齒形參數(shù)等 都會影響功率消耗 迄今 一些功率計(jì)算公 式大多屬于經(jīng)驗(yàn)公式的范疇 我們用應(yīng)用最廣泛的維雅德 公式 式中 為鄂式破 Vianl max014 LDNa aN 碎機(jī)主電機(jī)功率 安裝功率 為破碎機(jī)進(jìn)料口長度 為最大給料粒度kW Lc cm 所以 Na 6 10275014 3 2 選擇電動(dòng)機(jī)的型號 JR 中型繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)主要用于驅(qū)動(dòng)各種不同的機(jī)械 如卷揚(yáng)機(jī) 壓縮機(jī) 破碎機(jī) 球磨機(jī) 運(yùn)輸機(jī)械和其它設(shè)備 并可供煤礦 機(jī)械 工業(yè) 發(fā)電機(jī)及工礦 企業(yè)原動(dòng)機(jī)之用 所以非常適合作為破碎機(jī)的原動(dòng)力 在滿足額定功率的情況下還要考慮其它的方面 如果選擇 型號的電8126 JR 動(dòng)機(jī)的話 它的額定電壓只是 不用升壓 只用接三相電即可 并且轉(zhuǎn)速也符V380 合標(biāo)準(zhǔn) 價(jià)格也便宜 其它的方面也都比較合適所以選用 型號的電動(dòng)機(jī) V 帶的傳動(dòng) 第 17 頁 共 33 頁 表 1 電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 轉(zhuǎn)子 最大轉(zhuǎn)矩 型號 額定 功率 kW 額定 電壓 V 額定 電流 A 額定轉(zhuǎn)速 r min 電壓 V 電流 A 額定轉(zhuǎn)矩 價(jià)格 重量6125 JR0328975164378 1740154 202688139 127 JR032 8758707120 4 V 帶的傳動(dòng) 1 有以上已知條件可知 轉(zhuǎn)速 從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速kwP10 min 301rn 每天的工作時(shí)間大概為 16h 天min 25rn 2 求計(jì)算功率 i 查表 1 得 4 gK 故 kwPi 150 表 2 工作情況系數(shù) gK 原 動(dòng) 機(jī) 類 類 一天工作時(shí)間 h 工作機(jī) 10 6 1 0 16 載荷變 動(dòng)較大 破碎機(jī) 旋轉(zhuǎn)式 鄂式 球磨機(jī) 棒磨機(jī) 起重機(jī) 挖掘機(jī) 1 3 1 4 1 5 1 5 1 6 1 7 3 選普通 V 帶型號 根據(jù) 查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于 E 區(qū) 所以 選用 E 型計(jì)算 min730 1541rnkwPi 4 求小 大帶輪基準(zhǔn)直徑 21D V 帶的傳動(dòng) 第 17 頁 共 33 頁 考慮結(jié)構(gòu)緊湊 由表 2 查得 取 min 501rD 5 大輪計(jì)算直徑 D V 帶的傳動(dòng) 第 18 頁 共 33 頁 mDn 860 1502 5273012 可查表 3 可得 取 m16 表 3 V 帶帶輪最小直徑 inD 型號 O A B C D E F min 71 63 100 90 140 125 200 315 500 800 表 4 V 帶輪的計(jì)算直徑 計(jì)算直徑 2DA B C D E 1500 1600 1800 注 優(yōu)先選擇 可以選擇 6 驗(yàn)算帶速 smnDv102 96073510 在 范圍內(nèi) 所以合適 sm2 5 7 初步選取中心距 0a a 3565 210 取 符合3 210217DaD 8 初算 V 帶長度 maaL0317 96 9623150460521210 查表 4 可得 取節(jié)線長度 的 V 帶 內(nèi)周長度mLp96 mLi10 表 5 V 帶長度系列 節(jié)線長度 p內(nèi)周長度 Li D E F 9000 9076 9096 9119 10000 10076 10096 10119 11200 11276 11296 11391 9 實(shí)際中心距 a V 帶的傳動(dòng) 第 19 頁 共 33 頁 mLaip 3198201963520 10 小帶輪包角 合適 1206 581801 D 11 單根 V 帶所能傳遞的功率 根據(jù) 和 查表 5 可得 smv 02 9 51 表 6 V 帶所能傳遞的功率 0kWP V 帶速度 型號 小帶輪直徑 1D 18 19 20 21 500 25 11 25 62 26 18 26 48 560 28 76 29 51 30 23 30 78 630 32 17 33 12 34 02 34 74E 70 35 24 36 37 37 42 38 32 并按比例計(jì)算求得 E 型帶 kwP62 5 考慮傳動(dòng)比的影響 單根 V 帶傳遞功率的增加量 1 0iwKnP 傳動(dòng)比 查表 6 7 得 24 35 70 21 i 14 iK3108 9 w 則 3 1 8 4930 表 6 彎曲影響系數(shù) 表 7 傳動(dòng)比系數(shù) Wi 帶型 bKABCDE310 6523 7 10 38 49 傳動(dòng)比 ii V 帶的傳動(dòng) 第 19 頁 共 33 頁 表 8 小帶輪包 角系數(shù) K 包角 0a180 170 160 150 140 K 1 00 0 98 0 95 0 92 0 89 04 1 95 2 0195 1 00 1 03 1 08 1 12 1 14 V 帶的傳動(dòng) 第 20 頁 共 35 頁 12 求 V 帶根數(shù) 由 LcKPz 0 查表 8 9 可得 95 07 1L 表 9 長度系數(shù) LK 內(nèi)周長度 mLi C D E 9000 1 22 1 08 1 05 10000 1 11 1 07 11200 1 14 1 10 則 03 57 190463 2 5 z 所以取六根 13 單根 V 帶的初拉力 2015 2qvzPKFd 查表 13 1 得 故得單根 V 帶的初拉力mkg87 0 Nqvzd 598 14302 987 195 021 64515 220 14 作用在軸上的壓力 NazFr 623 sin598 432sin210 Nrr 1 06 5 max 5 技術(shù)性能參數(shù) 進(jìn)料口尺寸 m1209 出料口尺寸 進(jìn)料塊最大尺寸 75 偏心軸軸速 in 2r 動(dòng)鄂的工作過程分析 第 21 頁 共 33 頁 偏心距 m20 電機(jī)功率 kW1 6 顎式破碎機(jī)的動(dòng)鄂的工作過程分析 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如附錄 1 所示 由圖 1 可知 本機(jī)是以平面四桿機(jī)構(gòu)為工作機(jī) 構(gòu) 而以連桿為運(yùn)動(dòng)工作件的機(jī)械 圖 2 是動(dòng)顎板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 連桿曲線 由 圖 2 可知 A 點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng) B 點(diǎn)受推動(dòng)板的約束為繞 點(diǎn)擺動(dòng)的圓弧線 其余各點(diǎn)的2O 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(gè)顎板而言 垂直位移量約為水平位移量的 2 3 倍 工作時(shí) 曲柄處于區(qū)是完全工作行程 處于區(qū) 上部靠前下部靠后 在區(qū)是空回行程 在區(qū)是上部靠后下部靠前 圖 8 動(dòng)鄂板上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 動(dòng)顎具有的這些運(yùn)動(dòng)特性決定了它的性能 1 動(dòng)顎的平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng) 時(shí)而靠近固定的定顎板 時(shí)而離開 形成一個(gè)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(yùn)動(dòng)使料塊受到向下推動(dòng)的力 圖 3 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除 偏心軸的改進(jìn) 第 22 頁 共 33 頁 圖 9 料塊在鄂板之間的受力分析 7 偏心軸的改進(jìn) 顎式破碎機(jī)用于原礦的粗碎作業(yè) 由于該機(jī)偏心軸上的錐套 密封套存在一些 結(jié)構(gòu)缺陷 致使偏心軸 錐套 飛輪經(jīng)常出現(xiàn)磨損 而且修復(fù)周期長 影響生產(chǎn)的正 常進(jìn)行 因此 我們對該機(jī)進(jìn)行修復(fù)的同時(shí)作了一些改進(jìn) 7 1 改進(jìn)前狀況 改進(jìn)前結(jié)構(gòu)如圖 10 所示 錐套 3 裝在偏心軸 2 上 密封套 5 靠螺紋與錐套聯(lián)接 飛輪 6 與皮帶輪 1 壓緊密封套 軸端壓蓋 7 與軸端螺栓 8 把該部零件緊固在偏心軸 上 自從破碎機(jī)投產(chǎn)以來 多次出現(xiàn)錐套松動(dòng) 偏心軸 錐套 飛輪磨損現(xiàn)象 我 們通過分析認(rèn)為 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有 2 個(gè) 一是密封套及錐套螺紋旋向設(shè) 計(jì)不合理 皮帶輪端及飛輪端密封套 錐套螺紋均為右旋 在運(yùn)轉(zhuǎn)中 偏心軸在飛 輪端方向看是逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 當(dāng)偏心軸帶動(dòng)錐套逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)時(shí) 由于慣性力的 作用 密封套有一個(gè)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的力矩 由于飛輪端與皮帶輪端密封套螺紋均為 右旋 所以兩個(gè)密封套均有向皮帶輪方向移動(dòng)的傾向 皮帶輪端的密封套向皮帶輪 方向移動(dòng)時(shí) 會把皮帶輪頂緊 并反過來把該端的錐套牢牢頂緊在偏心軸上 所以 皮帶輪端錐套沒有出現(xiàn)過松動(dòng) 而飛輪端密封套向皮帶輪方向移動(dòng)時(shí) 會離開飛輪 端面 使錐套在偏心軸上失去頂緊力的作用而容易松動(dòng)發(fā)生磨損 二是錐套與偏心 偏心軸的改進(jìn) 第 22 頁 共 33 頁 軸配合面間的接觸面積不 偏心軸的改進(jìn) 第 23 頁 共 33 頁 夠 按設(shè)計(jì) 接觸面積應(yīng)占配合面積的 80 才能形成足夠的摩擦力以克服錐 套的慣性力 我們以前在偏心軸零件裝配時(shí) 沒有掌握好方法 所以接觸面積小于 80 使錐套在偏心軸上產(chǎn)生松動(dòng) 一旦松動(dòng) 偏心軸外圓及錐套內(nèi)孔同時(shí)磨損并導(dǎo) 致飛輪端面磨損 使設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn) 圖 10 偏心軸結(jié)構(gòu)圖 1 皮帶輪 2 偏心軸 3 錐套 4 軸承 5 密封套 6 飛輪 7 軸端壓蓋 8 軸端螺栓 7 2 修復(fù)及改進(jìn)措施 7 2 1 改變飛輪端密封套與錐套螺紋旋向 因?yàn)槁菁y為右旋時(shí) 密封套向皮帶輪端移動(dòng) 皮帶輪端的錐套不會松動(dòng) 所以 皮帶輪端螺紋旋向不需要改變 把飛輪端密封套及錐套螺紋由右旋改為左旋以后 在偏心軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí) 由于慣性力的作用 密封套向飛輪方向移動(dòng)而頂緊飛 輪 反過來將飛輪端錐套牢固頂緊在偏心軸上 使錐套在偏心軸上不產(chǎn)生松動(dòng) 7 2 2 修復(fù)偏心軸與錐套配合面 增加接觸面積 對磨損的偏心軸和錐套用電焊進(jìn)行堆焊 在粗車和精車后 對 偏心軸的改進(jìn) 第 23 頁 共 33 頁 配 偏心軸的改進(jìn) 第 24 頁 共 33 頁 合面進(jìn)行研磨 研磨的方法是 把修復(fù)好的錐套放到偏心軸配合面上進(jìn)行 用 400 目的金剛砂做研磨介質(zhì) 一次研磨 0 5h 把金剛砂清除干凈 涂上油印進(jìn)行校驗(yàn) 如不合格 用前述方法再研磨 直到符合要求為止 7 2 3 修復(fù)磨損的飛輪端面 由于飛輪與密封套接觸端面磨損 100mm 所以在飛輪一邊鑲了一個(gè) 100mm 長 的短套 如圖 11 所示 以保持飛輪在偏心軸上的位置不變 圖 11 飛輪結(jié)構(gòu)圖 1 飛輪 2 短套 7 3 改進(jìn)效果 通過上述幾項(xiàng)改進(jìn) PEF900 1200 顎式破碎機(jī)經(jīng)過 5 年使用 效果良好 偏心軸與 錐套沒有出現(xiàn)過松動(dòng) 不但節(jié)省了大量的備件費(fèi)用 減少了維修工作量 而且改善了設(shè) 偏心軸的改進(jìn) 第 24 頁 共 33 頁 備 磨 損 第 25 頁 共 33 頁 技術(shù)狀況 保持了設(shè)備安全正常運(yùn)轉(zhuǎn) 提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率 8 磨損 8 1 鄂式破碎機(jī)齒板磨損的分析 1 齒板是破碎物料的工具 齒板壽命的長短直接影響整機(jī)的好壞 維修工作量 的大小 破碎物料成本的高低 所以 齒板是破碎機(jī)的關(guān)鍵部件 我國現(xiàn)有顆式破 碎機(jī) i 板壽命偏低 JB ZQ 1032 一 87 顆板鑄造技術(shù)條件 規(guī)定齒板壽命只有 60h 按 10h 工作制 每付齒板只能用 6d 不到一星期就需更換一次齒板 不僅給 維修帶來很大的不便 而且增加了破碎物料的成本 為此 如何降低齒板的磨損已 成為諸多學(xué)者研究和討論的課題 影響齒板磨損快的因素很多 如材質(zhì)本身 被破 物料的軟硬程度以及被破物料顆粒大小等影響 筆者從破碎機(jī)結(jié)構(gòu)方面來對齒板磨 損狀況進(jìn)行分析討論 2 齒形選擇的合理 物料破碎一次即可裂成數(shù)塊 它在破破碎腔中停留的時(shí)間 就少 因此 齒板的磨損就小 齒形選擇的不合理 物料不易被破碎或產(chǎn)生過粉碎 能量消耗大 齒板的磨損也大 3 變截面破碎腔 該種腔如圖 12 所示 A A 給料口的水平剖面 B B 為破碎腔中部的水平剖面 C C 為排料口的水平剖面 SA 為 A A 剖面的面積 凡為 B B 剖面的面積 跳為 C C 剖面的面積 設(shè)物料在破碎腔各處的速度相等 則一定體積 V 的物料通過 A A B B C C 面所需的時(shí)間 t 為 VStA vSB Stc 從而得 tgBHtgtB 21 2 SACA 式中 B 給料口寬度 H 破碎腔高度 參考文獻(xiàn) 第 26 頁 共 33 頁 破碎腔平均咬角 通過上面的 分析可看出 物料通過 B B 斷面所需時(shí)間為通過 A A 斷面的 1 72 倍 通過 C C 斷面的時(shí)間為通過 A A 斷面的 6 25 倍 由此可得出齒板下部磨損是上部 磨損的 6 25 倍 一些設(shè)計(jì)者為延長齒板壽命把齒板設(shè)計(jì)成對稱結(jié)構(gòu) 下部磨損到一 定程度 把它上 下調(diào)頭使用 這樣可使齒板壽命在原基礎(chǔ)上延長一倍 雖如此仍 不能解決根本問題 圖 12 變截面破碎腔 4 曲柄一搖桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 13 曲柄 搖桿機(jī)構(gòu) 1 曲柄 連桿 3 搖桿 4 齒板 磨 損 第 27 頁 共 33 頁 該枕構(gòu)由曲柄帶動(dòng)搖桿 傳動(dòng)桿把運(yùn)動(dòng)傳遞到搖桿上 如圖 13 所示 使齒板繞 圓心 做簡擺運(yùn)動(dòng) 齒板上各點(diǎn)作往返圓弧擺動(dòng) 這時(shí) 齒板對物料施加的壓碎運(yùn)2O 動(dòng)是在接近水平方向上實(shí)現(xiàn)的 齒板向上或向下的運(yùn)動(dòng)分量很小 所以 齒板在該 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下 磨損較小 8 2 顎板磨損機(jī)制 從上述分析可以認(rèn)為 顎板的磨損是高應(yīng)力短程鑿削磨損 對顎板的殘?bào)w磨損面的 微觀分析及實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)顎板的失效分析 可以得出顎板的磨損機(jī)制如下 1 由于物料多次擠壓 在顎板的亞表層或擠壓突出部分的根部形成微裂紋 然后 裂紋沿晶界 夾雜物等薄弱處不斷擴(kuò)展相連 導(dǎo)致表層材料脫落 形成磨屑 其磨損過程 如圖 14 所示 2 物料擠壓顎板造成顎板表面材料被局部壓碎或翻起 并使碎裂或翻起部分隨碎 物料一起脫落形成磨屑 如圖 15 所示 3 物料相對顎板短程滑動(dòng) 切削顎板形成磨屑 如圖 16 所示 a 亞表層處形成微裂紋導(dǎo)致材料膠落 b 擠壓突出部分材料根部形成微裂紋導(dǎo)致材料脫落 圖 14 多次擠壓變形斷裂形成磨屑示憊圖 圖 15 物料擠壓材料碎裂或翻起 并使碎磨料一起脫落形成磨屑示意圖 磨 損 第 28 頁 共 33 頁 圖 16 物料短程滑移切削鄂板示意圖 所以 顎式破碎機(jī)顎板的磨損率 可以用變形疲勞磨損 脆性斷裂磨損 和顯微wdwfw 切削磨損 表示 cwcfd 由上式可以認(rèn)為控制顎板磨損的主要材質(zhì)因素是其硬度和韌性 材料的硬度決 定了物料壓坑的深度和大小 材料硬度高 物料壓入顎板的深度淺 顎板表層材料 的變形程度小 同時(shí)物料短程滑動(dòng)切削材料量也少 材料的韌性表示了其抵抗斷裂 的能力 材料的韌性好 可以消除物料擠壓過程中的脆性斷裂 并使得顎板材料在 變形疲勞形成磨屑前的變形過程大大增加 8 3 對鄂板材質(zhì)的選擇 在鄂板的材質(zhì)選擇中我們選擇中錳鋼 由于高錳鋼的初始硬度低 屈服強(qiáng)度低 在 非強(qiáng)沖擊條件下 其加工硬化不充分 易于流變和被切削 為提高顎板的使用壽命 開 發(fā)了中錳鋼 該鋼種最早由 Climax 鉬業(yè)公司發(fā)明 并于 1963 年正式列入美國專利 其鑄態(tài)組織由奧氏體 馬氏體和少量珠光體組成 經(jīng)水韌處理后 其組織為單一奧氏體 或奧氏體 少量未溶碳化物 取決于含碳量 組織 此后人們對中錳鋼進(jìn)行了大量研究 認(rèn)為其硬化機(jī)理為 含錳量降低后 奧氏體穩(wěn)定性下降 在受到?jīng)_擊或磨損時(shí) 奧氏體易 發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體相變 使其耐磨性提高 中錳鋼的通常成分為 0 7 1 2 C 6 9 Mn 0 5 0 8 Si 1 2 Cr 以及其它微量元素如 V Ti Nb RE 等 中錳鋼顎板在實(shí)際應(yīng)用中也取得了較好的使用效果 如破碎硅石時(shí)比高錳鋼顎板 使用壽命提高 20 以上 而成本與高錳鋼顎板相當(dāng) 因此 在中小型顎式破碎機(jī)上使用 中 錳鋼是一種值得推廣的顎板材質(zhì) 9 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵的解決 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵非常嚴(yán)重 從破碎機(jī)出來的塊狀和粉末狀物料直沖礦石輸送皮帶 部分物料飛濺或滾淌到地面上 地面堆積厚厚一層物料 部分粉狀物料飛揚(yáng)在空中 磨 損 第 28 頁 共 33 頁 給 破碎機(jī)出口揚(yáng)塵的解決 第 29 頁 共 33 頁 生產(chǎn)帶來了很大的不便 在該段流程中 物料由料倉入板式給料機(jī) 由板式給料機(jī) 入 TKPC20 18AN 錘式破碎機(jī) 出破碎機(jī)直接人出口礦石皮帶機(jī) 由于該破碎機(jī)生 產(chǎn)能力非常大 每小時(shí) 600t 出口料流也非常大 導(dǎo)致粉塵飛揚(yáng)和濺落 我們分析 認(rèn)為 造成以上現(xiàn)象的根本原因在于大料流的無緩沖傾瀉所致 因此 我廠對此進(jìn) 行了如下改進(jìn) 如下圖 在破碎機(jī)出口與礦石皮帶之間設(shè)置一個(gè)暫存料倉 暫存料倉 接收塵器 在暫存料倉與皮帶之間加一道溜子 再在溜子上設(shè)一料流控制閥 設(shè)置 暫存?zhèn)}是為了緩沖大流量物料的傾瀉沖擊 料流控制閥可穩(wěn)定出口料流 暫存?zhèn)}接收塵 器可使部分細(xì)粉料在暫存?zhèn)}提前被收塵處理 減少出口粉塵 同時(shí)也有利于提高皮 帶的使用壽命 經(jīng)過這樣的改進(jìn) 徹底解決了粉塵飛揚(yáng)和物料濺落的間題 給車間的生產(chǎn)和管 理帶來了極大的方便 料 流 控 制 器 入 收 塵 器出 口 皮 帶 機(jī)暫 存 料 倉入 收 塵 器破 碎 機(jī)板 式 給 料 機(jī) 料 流 方 向料 倉 圖 17 出口揚(yáng)塵改進(jìn)圖 附 錄 第 33 頁 共 33 頁 致 謝 感謝在實(shí)習(xí)期間為我耐心指導(dǎo)的師傅 幾個(gè)月來 老師在學(xué)習(xí)上給予我諸多關(guān)鍵性的指導(dǎo)和幫助 他淵博的學(xué)識 嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)方法和對科學(xué)研究的認(rèn)真態(tài)度使我獲益匪淺 這將成為我今后學(xué)習(xí)和工作 中的一筆寶貴財(cái)富 在這里 再次對王老師表示最誠摯的謝意 感謝我同組的同學(xué)們和室友們 在設(shè)計(jì)過程中給予我的關(guān)心與幫助 附 錄 第 33 頁 共 33 頁 參考文獻(xiàn) 1 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