本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯齒輥破碎機設(shè)計第 1 頁 目錄1 概述 .11.1 破碎理論 .11.1.1 表面理論 .11.1.2 體積理論 .11.2 一般破碎機械 .21.3 新型的齒輥破碎機 .62 齒輥破碎機詳細設(shè)計 .82.1 產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù): 82.2 電機選型 .82.2.1 電機功率計算 .82.2.2 電機選擇 .82.3 傳動機構(gòu)的設(shè)計及計算 .92.3.1 帶傳動的設(shè)計計算 .92.3.2 齒輪傳動設(shè)計計算 112.3.3 帶輪護罩及齒輪外殼設(shè)計 162.4 齒輥參數(shù)計算 162.4.1 傳統(tǒng)的顎式破碎機和輥式破碎機 162.4.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 29第 2 頁 2.4.3 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 352.4.4 小齒輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 402.4.5 新型齒輥破碎機的設(shè)計 442.5 鍵的選擇及其校核 452.5.1 電機軸上鍵的選擇及校核 452.5.2 輸入軸上鍵的選擇及校核 462.5.3 偏心軸鍵的選擇及校核 472.5.4 小齒輥軸鍵的選擇及校核 492.6 軸承校核 492.6.1 輸入軸軸承選用及校核 492.6.2 偏心軸軸承選用及校核 512.6.3 小齒輥軸軸承選用及校核 54參考文獻： 56第 3 頁 第 4 頁 1 概述1.1 破碎理論破碎是相當復(fù)雜的，它與被破碎物本身的性質(zhì)(物料的均勻性、硬度、密度、鉆度、料塊的形狀和含水率)以及所選擇的機械裝備等有關(guān)。破碎物料時所加的外力除了使物料塊發(fā)生相對移動和轉(zhuǎn)動外，還使物料破碎。確定破碎時所消耗的功與被破碎物料的破碎程度之間的關(guān)系是相當重要的。破碎的現(xiàn)有理論中以表面理論和體積理論為最普遍，雖不能得到十分精確的結(jié)論，但可作為選型或設(shè)計時的參考。1.1.1 表面理論該理論認為破碎時所消耗的功與被破碎物料新形成的表面積成正比。一般情況下，當將邊長為 lcm 的立方體分成邊長為 1/ncm 的小立方體時，可得到 個小立方體，分割平面數(shù)為 3 (n-1)，所消耗的總功為 3P (n-1)。3n假設(shè)將上述立方體物料分割成邊長分別為 1/ (cm)和 1/ (cm)的小1m2立方體，則其所消耗的功之比為Pm1 /Pm2=3P (m1-1) /3P (m2-1)= (m1-1)/(m2-1) ，當 m1 和 m2 相當大時，可以寫成 Pm1 / Pm2=m1/m2。由此可見，破碎所消耗的功與物料的破碎度成比例。1.1.2 體積理論該理論是指破碎物料所消耗的功等于使物料變形直到在物料內(nèi)部產(chǎn)生極限應(yīng)力(抗壓極限強度)所消耗的功。根據(jù)虎克定律，壓縮時物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即 σ=Eε式中 σ— 物料內(nèi)部應(yīng)力，N/ 2mε— 物料的應(yīng)變;E— 物料彈性模量，N/設(shè) N 為使物料變形的外力，A 為物料橫截面面積，ΔL 為物料的縮短變形量，L 為物料的原始長度，那么 σ=N/A;ε= ΔL/L從而 N/A=EΔL/L 得出 ΔL = NL/ EA其中 L, E, A 為常量，則 ΔL 與 N 的關(guān)系為直線關(guān)系，則使物料變形ΔL 所消耗的功 W 就為 W=NΔL/2= L/2EA2物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力 σ= N/A 代人上式可得 W= AL/2E2?AL 即為物料的體積，所以 W= V/2 E?第 5 頁 當要將物料破碎斷裂時，應(yīng)力 σ 達到了物料的抗壓強度極限應(yīng)力 ，b?從而可得到物料破碎時所消耗的功為 = V/2E破 碎W2b?由此可見，對每種物料而言， 和 E 均為定值，則功 與體積 V 成b 破 碎W正比。因為當應(yīng)力大于強度極限時物料方可破碎，而大多數(shù)巖石都不符合變形的虎克定律，實驗表明，體積理論僅可用于粗略計算靠沖擊力或壓力進行破碎的機械所消耗的功。1.2 一般破碎機械破碎機械是對固體物料施加機械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之破裂成小塊物料的設(shè)備。破碎機械所施加的機械力，可以是擠壓力、辟裂力、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混合。對于堅硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和辟裂作用的破碎機械；對于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和辟裂作用的機械；對于粘性和韌性的物料適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機械。在礦山工程和建設(shè)工程上，破碎機械多用來破碎爆破開采所得的天然石料，使之成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工，使其粒度達到各道工序所要求的尺寸，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 1-1 所示。所采用的破碎機械相應(yīng)地有粗碎機、中碎機和細碎機三種。表 1-1 物料粗碎、中碎、細碎的劃分（mm）類 別 入料粒度 出料粒度粗碎 300～900 100～350中碎 100～350 20～100細碎 50～100 5～15工業(yè)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 稱為破碎比（即平均破碎比）i = D/d為了簡易地表示物料破碎程度和比較各種破碎機的主要性能，也可用破碎機的最大進料口尺寸和最大出料口尺寸之比來作為破碎比，稱為標稱破碎比。在實際破碎加工時，裝入破碎機的最大物料尺寸，一般總是小于容許第 6 頁 的最大進料口尺寸，所以，平均破碎比只相當于標稱破碎比的 0.7——0.9。破碎機械常用的類型有：顎式破碎機、圓錐破碎機、旋回式破碎機、錘式破碎機和輥式破碎機等。顎式破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業(yè)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為復(fù)擺顎式破碎機（即單復(fù)擺顎式破碎機）和簡擺顎式破碎機。復(fù)擺顎式破碎機適用于粗，中碎抗壓強度 250mpa 以上的各種礦石巖石。簡擺顎式破碎機則可以破碎各種硬度的礦石和巖石，且特別適用于破碎各種硬度的磨蝕性強的石料。復(fù)擺顎式破碎機工作時，電動機通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，使動顎周期地靠近、離開定顎，從而對物料有擠壓、搓、碾等多重破碎，使物料由大變小，逐漸下落，直至從排料口排出。表 1-2 簡擺顎式破碎機的技術(shù)規(guī)格進料口尺寸mm規(guī)格長 寬最 大 進料粒度 mm出 料 口調(diào)節(jié)范圍 mm生產(chǎn)率t/h電動機功率 kw1200×900 井下1200 900 650 150～180140～200 110.01200×900 液壓1200 900 750 150～200140~200 95.01500×12001500 1200 850 130～180170 180.02100×15002100 1500 1250 250～300400~500 280.0第 7 頁 表 1-3 復(fù)擺顎式破碎機的技術(shù)規(guī)格進 料 口 尺寸 mm電動機規(guī)格長 寬最大進料粒度 mm出料口調(diào)節(jié)范圍 mm生 產(chǎn) 率t/h型 號 功率kw250×150250 150 125 10～401～4 Y1325-4 5.5350×200350 200 160 10～502～5 Y160M-6 7.5380×240380 240 17 21 Y160M-6 7.5400×250400 250 210 20～805～20 Y180L-6 15.0400×250 分段式400 250400×250 移動式400 250 220 20～805～20 M200L2-6-050 22400×250 汽油機驅(qū)動400 250 220 20～8010～12M-050 汽油機 820（hp）400×250400 250 180 20～808～10 Y180M-4 17.0500×250500 250 220 20~80 5～40 Y200L2-6 22600×400600 400 350 40～16017～115Y250M-8 30.0750×50 750 500 450 50～170 70 YR280-8 55.0第 8 頁 0900×600900 600 480 75～20052～192YR315L-8 751200×9001200 900 750 100～200150～300YR315L-6 110.0輥式破碎機工作可靠、維修簡單、運行成本低廉，排料粒度大小可調(diào)。按照輥子數(shù)量可分為單輥破碎機、雙輥破碎機和多輥破碎機（一般是四輥）等，按照輥面特征，可分為光面輥和帶齒輥兩種。單輥破碎機，用于破碎石灰石、煤等物料，物料塊在輥子與帶齒板間被軋碎。表 1-4 單輥破碎機的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥子轉(zhuǎn)速r/min進料粒度mm卸料粒度mm電動機功率kw生產(chǎn)率 t/h外形尺寸mm長×寬×高整機質(zhì)量t915×1830 56 700 0～225 350 850 5660×4330×3370801500×28006 300×1000×2500200 55 400 7267×3250×173532.81500×21405.2 - - 40 250～300 7136×2600×181027.131000×1300- 1200×750×300100～30013 60 4700×2250×11168.1雙齒輥破碎機主要適用于礦山，冶金、化工、煤礦等行業(yè)脆性塊狀物料的粗，中級破碎，其入料粒度大，出料粒度可調(diào)，可對抗壓強度≤160MPa 的物料進行破碎。其結(jié)構(gòu)緊湊，且破碎力由內(nèi)部機構(gòu)承受，基礎(chǔ)不受力，特別適用于移動式設(shè)備，也廣泛適用于各種場合的物料破碎。 破碎機充分利用脆性材料的抗彎、抗剪強度比抗壓強度低的特點，采用交叉布齒，使破碎齒受力均勻，降低能耗； 采用大齒、小輥、螺旋布齒，多破碎盤的結(jié)構(gòu)，有更強的挾制大塊能力，重復(fù)破碎少，生產(chǎn)能力強； 在兩個破碎輥下設(shè)有破碎棒，形成破碎齒和破碎棒三級破碎過程且可調(diào)整出料粒第 9 頁 度，使碎后粒度均勻； 齒輥轉(zhuǎn)速低、磨損小、燥音低、粉塵小。被破碎物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進行擠壓破碎，成品物料自然落下。遇有過硬或不可破碎物時，輥子可憑液壓缸或彈簧的作用自動退讓，使輥子間隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護機器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動的兩輥子有一定的間隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。雙輥破碎機是利用一對相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進行破碎作業(yè)。表 1-5 雙輥破碎機的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥子轉(zhuǎn)速r/min進料粒度 mm卸料粒度mm電動機功率kw生產(chǎn)率t/h外形尺寸mm長×寬×高整機質(zhì)量 t1200×1000122.2 40 2~12 40 15~90 7470×4780×201845.318750×70050 40 2~10 28 3.4~17 3889×2865×201812.252610×40075 85 0~30 30 12.8~40 2235×1722×8103.297600×400120 36 2~9 20 4~15 2615×1760×19372.55雙光面輥400×250200 32 2~8 10 5~10 1295×940×8201.30~100 1250~125 150900×900 37.5 8000~150281803217×1694×4198 13.270~100 550~75 450~50 35雙齒面輥450×450 64100~2000~258202260×2206×7663.765四輥破碎機是一種冶金礦山設(shè)備配套中、細碎產(chǎn)品，也可通過調(diào)整上、下輥的間隙，破碎所需粒度的物料。表 1-6 四輥破碎機的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 輥子轉(zhuǎn) 進料 卸料 電動 生產(chǎn) 外形尺寸 mm 整機第 10 頁 mm 速r/min粒度mm粒度mm機功率 kw率 t/h 長×寬×高 質(zhì)量 t83.381 30 3~8 55 35~401200×1000153.166 20 4~10 75 50~60 9610×5660×432567108 100 28 189000×700 189 402~1020 164175×3150×314727.641.3 新型的齒輥破碎機本設(shè)計所涉及的新型的輥顎破碎機結(jié)合了顎式破碎機和齒輥破碎機的優(yōu)點，使生產(chǎn)能力得到了很大的提高，出料粒度的均一性得到了很好的保證，使物料得到了有效的破碎，這是有生產(chǎn)的實踐為證的。因該種機械的新的一面，所以尚未有成熟的計算方法對其進行精確的計算，只能在傳統(tǒng)破碎機械計算的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實踐，對其進行粗略的估算。其結(jié)構(gòu)圖大致如下所示： 1 帶式輸送機 2 小齒輥 3 大齒輥 4 顎板 5 電機 6 電機調(diào)整部件 7 箱體 8 箱體底座 9 料度調(diào)整系統(tǒng)10 拉桿部件圖 1-1第 11 頁 2 齒輥破碎機詳細設(shè)計2.1 產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù):破碎物料抗壓強度：≤160MPa入料粒度：≤800mm出料粒度：≤80mm處理量：2000t/h 左右大齒輥轉(zhuǎn)速：120r/min 左右，大齒輥轉(zhuǎn)速：160r/min 左右2.2 電機選型2.2.1 電機功率計算對于功率的計算采用如下的近似理論計算方法。本方法是基于電機的功率應(yīng)該與單位時間的破碎物料的功耗相同的原則，即認為電機的功率應(yīng)如下求得：F=QW/η其中 Q:破碎機的生產(chǎn)能力 t/hW:單位生產(chǎn)量的功耗 kWh/tη：破碎機的傳動效率采用 Rittinger 法確定單位生產(chǎn)量的功耗：即： )1(iiAEmW??m:Bond 功指數(shù)，煤的 Bond 功指數(shù)為 7.91KW.h/tE:占排料粒度 80％以上的組成部分的粒度尺寸（um）A:占給料粒度 80％以上的組成部分的粒度尺寸(um)i:常指數(shù)，取 0.45-0.5。2.2.2 電機選擇由于是所設(shè)計的破碎機的新穎性，暫時還沒有成熟的功率計算方法，故參考上述傳統(tǒng)破碎機械電機功率的計算方法，結(jié)合生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，估取電機功率為 160Kw, 選擇佳木斯電機股份有限公司的 YB355S-6 的電機。其主要參數(shù)如下：額定功率：160KW 轉(zhuǎn)速：980r/min效率：0.94 功率因數(shù)：0.87輸出軸徑：90mm第 12 頁 2.3 傳動機構(gòu)的設(shè)計及計算根據(jù)上述所得的電機及齒輥轉(zhuǎn)速，初步確定電機至大齒輥間的減速比為i=980/120=8.17電機至小齒輥間的減速比為：I=980/160=6.13根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，選定電機至大齒輥間的減速傳動機構(gòu)為一對帶輪和一對齒輪。結(jié)合帶輪和齒輪的傳動特點，取帶輪間的減速比為 1.6，齒輪間的減速比為 5.2；電機至小齒輥間的減速傳動機構(gòu)則在電機至大齒輥間減速傳動的基礎(chǔ)上再加上兩個介輪和一個齒輪，它們的具體設(shè)計如下述所示。2.3.1 帶傳動的設(shè)計計算參考機械工業(yè)出版社出版的《機械設(shè)計手冊》第二版的第四卷。已知輸入軸轉(zhuǎn)速 ＝980r/min,輸入功率 P=160kw1n1）設(shè)計功率 由表 33.1-2 查得共況系數(shù) ＝1.6，dPAK＝ P＝1.6×160=256kwAK2）選定帶型 根據(jù) =256kw 和 =980r/min，由圖 33.1-2 確定為 E 型1n帶。3）小帶輪基準直徑 及大帶輪基準直徑 參考表 33.1-18 和圖1d 2d33.1-2，取 ＝560mm，取傳動比 i=1.6,彈性滑動系數(shù) ＝0.02。則大帶1d ?輪基準直徑＝i (1- )=1.6×560×0.98=878.1mm21d?由表 33.1-18 取 =900mm。4）大帶輪軸實際轉(zhuǎn)速 2n＝ (1- ) / =560×0.98×980/900=597.58r/min2n1d12d5)帶速 vv= /(60×1000)= ×560×980/(60×1000)=28.72m/s?1 ?不超過 30m/s，符合要求。5)初定軸間距 按要求取 =0.7( + )=0.7×(560+900)=1022mm0a1d26)所需基準長度 0L第 13 頁 ＝2 + ( + )/2+ =4364.5mm 0dLa?1d2 )4/((0212ad?由表 33.1-7 選取基準長度 ＝4660mm。7）實際軸間距 aa= +（ - ）/2＝1170mm0d0L安裝時所需最小軸間距 min＝a-0.0015 =1101.1mmi d張緊或補償伸長所需最大軸間距 ax＝a+0.02 =1263mmaxL9）小帶輪包角 ?＝ － ＝01803.57/)(12??d1610）單根 V 帶的基本額定功率根據(jù) ＝560mm 和 ＝980r/min 由表 33.1-17 g 查得 E 型帶1d1n＝31.35kw。1P11）考慮傳動比影響，額定功率的增量△ 由表 33.1-17g 查得△1P＝6.06kw。12）V 帶根數(shù) zz= /[( +△ ) ]dP1LK?由表 33.1-13 查得 =0.96,由表 33.1-15 查得 =0.9,則?KZ=256/[(31.35+6.06) ×0.96×0.9]=7.92取 z＝8 根。13）單根 V 帶預(yù)緊力 0F=500(2.5/ -1) /(zv)+m0?dP2v由表 33.1-14 查得 m＝0.17kg/m,則=500×(2.5/0.96-1) ×256 /(8×28.72)0F+0.17× ＝1635.52N。27.814）壓軸力 r＝25880.88N。)2/sin(0?zF?15）帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸由 YB355S-6 電動機可知，其軸伸直徑 ＝90mm ,長度 L=170mm, 故0d小帶輪軸孔直徑應(yīng)取 ＝90mm,轂長 L=170mm 。0d由表 33.1-22 查得，大帶輪和小帶輪結(jié)構(gòu)都為六橢圓輻輪。輪槽尺寸及輪寬按表 33.1-20 計算，參考圖 33.1-5 典型結(jié)構(gòu)，畫出小帶輪工作圖（見圖） 。第 14 頁 圖 2-1 小帶輪大帶輪的示意圖如圖所示：圖 2-2 大帶輪2.3.2 齒輪傳動設(shè)計計算參考中國礦業(yè)大學(xué)出版社出版的《機械設(shè)計工程學(xué)》Ⅰ。傳遞功率 P=152kw，主動齒輪轉(zhuǎn)速 ＝597.58r/min。1n1）選擇齒輪材料查表 8-17，小齒輪選用 20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火,硬度56～62HRC；大齒輪選用 20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火，硬度56～62HRC。2）按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計計算設(shè)計計算公式 齒輪模數(shù) m≥ mm321]/[)/(FSadYZKT??第 15 頁 確定齒輪傳動精度等級 按 ＝（0.013～0.022） ,估算圓周tv31/nP速度 ＝5.3m/s，參考表 8-14 和表 8-15，選取Ⅱ公差組 8 級。tv齒寬系數(shù) 查表 8-23，按齒輪相對軸承為懸臂布置，取 ＝0.5。d?d?小輪齒數(shù) ，在推薦值 20～40 中取 ＝24。1Z1Z取傳動比 i＝5.2，則 =125。齒數(shù)比 u＝5.2082傳動比誤差△u/u △ u/u=(5.208-5.2)/5.2=0.0015在±5％范圍內(nèi)。小輪轉(zhuǎn)矩 由式（8-53）得1T＝9.55× P/ =2.34× N·mm6101n60載荷系數(shù) K 由式（8-54）得 K= AK?v?使用系數(shù) 查表 8-20 得 =1.75 A動載荷系數(shù) 查圖 8-57 得初值 =1.21v vt齒向載荷分布系數(shù) 查圖 8-60 得 =1.27??齒間載荷分配系數(shù) 由式（8-55）及 得?0?[1.88-3.2( )]cos =1.721???21/Z??查表 8-21 并插值得 =1.242,則載荷系數(shù) K 的初值 =3.34。Kt齒形系數(shù) 查圖 8-67 小輪 ＝2.08FaYFaY大輪 ＝2.162應(yīng)力修正系數(shù) 查圖 8-68 小輪 ＝1.58S1S大輪 ＝1.83a重合度系數(shù) 由式（8-67）得?Y＝0.25+0.75/ =0.686??許用彎曲應(yīng)力[ ] 由式（8-71）有F?[ ]＝ FxNSY/lim彎曲疲勞極限 查圖 8-72 得 ＝850N/li 1lim?2=740 N/2彎曲壽命系數(shù) 查圖 8-73 得 ＝ ＝1NYN尺寸系數(shù) 查圖 8-74 得 ＝1xx安全系數(shù) 查表 8-27 得 ＝1.6，則FSFS[ ]＝531 N/ ，[ ]＝463 N/1?22F?2故齒輪模數(shù) m 的設(shè)計初值 t≥ =6.91mmt31/)/(SadYZKT?取 =7mm。t第 16 頁 小輪分度圓直徑參數(shù)圓整值 '1td＝ ＝168mm'1tdZm圓周速度 v V= /60000=5.2539m/s'nt?與估取 =5.2 很相近，對 取值影響不大，不必修正 。t vKvK= =1.21,K= =3.34vt t齒輪模數(shù) m= =7mm。t小輪分度圓直徑 1d＝ ＝168mm't大輪分度圓直徑 2＝m =875mmZ中心距 aa=m( )/2=521.5mm21?齒寬 bb= =83mmmintd?大輪齒寬 2＝b=83mm小輪齒寬 1b＝ +（5～10）＝88mm23）按齒面接觸疲勞強度校核計算由式（8-63）知??HHEbudiKTZ??? ???)/(211彈性系數(shù) 查表 8-22，得 ＝189.8 。EZmN節(jié)點影響系數(shù) 查圖 8-64（ ， ＝0）得 ＝2.5。??2xZ重合度系數(shù) 查圖 8-65（ ＝0）得 ＝0.88。? ?許用接觸應(yīng)力 由式（8-69）得??H＝?HWNSZH/lim接觸疲勞極限應(yīng)力 、 查圖 8-69 得12li＝1650MPa, =1620MPali 2lim?接觸強度壽命系數(shù) 查圖 8-70 得 ＝ ＝1。N1N硬化系數(shù) 查圖 8-71 及說明得 ＝1。WZWZ接觸強度安全系數(shù) 查表 8-27，按一般可靠度取 =1.1。則HSHS=1500 MPa??1?=1473 MPa2第 17 頁 又=988 MPa1200mm 時n = (160～42)B r/min式中，B 的單位是 m.3 動顎行程 破碎機的行程是指動顎下端的擺幅，它與偏心軸偏心距、顎板斜角等有關(guān)，一般是s = 2.2e式中 s 為動顎行程，e 為偏心距。行程與最小出料口尺寸必須保持一定關(guān)系，通常最小出料口尺寸 是mindmin(2.5~30)ds?而進料口寬度 a 與 之間的關(guān)系是a=（9～10） mind4 生產(chǎn)能力 顎式破碎機生產(chǎn)能力就是指在一定給料和排料粒度條件下單位時間內(nèi)所能處理的物料量。它與許多因素有關(guān)，例如，待破物料性質(zhì)，破碎機型式和規(guī)格，動顎懸掛高度和運動特性，破碎機結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，破碎機制造質(zhì)量和操作條件、管理水平等等。關(guān)于顎式破碎機生產(chǎn)能力的第 22 頁 計算，大體上可以分為兩類，即理論計算和經(jīng)驗計算。顎式破碎機生產(chǎn)能力通常以動顎往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出一個松散棱柱體積的物料作為其計算依據(jù)。一方面，因為顎式破碎機的機構(gòu)是采用一種由典型的曲柄搖桿機構(gòu)派生而來的偏心機構(gòu)，其肘板具有急回運動的特性。從這一特性出發(fā)，并考慮到物料從破碎腔中落下最大可能的高度一由設(shè)備的幾何學(xué)條件確定的高度，由圖 2-8 可知，顎式破碎機動顎往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力為：Q=(120~150) t/h (1))/(]9.10)[( 0/0 nbBLsdnBsp ??????式中 B,L——給料口的寬度和長度，m；b——排料口寬度，m;s——動顎下端點水平擺動行程，m； ——排出產(chǎn)物的平均粒度，m，其值為：p2sd?圖 2-8 破碎腔幾何尺寸——被破碎物料的固體密度，t/m ； ——考慮被碎碎物料表面摩擦特? 3?性的系數(shù)，其值與物料類別有關(guān)，花崗巖、石英巖等的 =1.0，煤和焦炭?等的 =0. 5； ——與給入破碎機的物料粒度分布參數(shù) 有關(guān)的函數(shù)，?)(???與 的關(guān)系曲線如圖 2-9 所示，參數(shù) 按如下定義給出：)(???第 23 頁 圖 2-9 與 的關(guān)系曲線)(??=( - )/?maxDinp在此 ——給入物料中的最大粒度，m； ——給入物料中的最小ax minD粒度，m； ——給入物料的平均粒度，m； ——與通過破碎腔的物p )(??料流有關(guān)的參數(shù) 有關(guān)的函數(shù)，參數(shù) 是破碎機排料口寬度 b 與給入物料的?平均粒度 之比值，即＝b/ p通常破碎機排料口寬度 b 總是小于給入物料平均粒度 的 1/2，故 可p)(??選取為 1； ——考慮顎式破碎機機構(gòu)具有急回運動特征，且能獲得最大生0n產(chǎn)能力時動顎的擺動次數(shù)，其值可由下式得出：r/min (2)2/12/10 )()3~27( gBbSK???式中 K——顎式破碎機機構(gòu)的行程速比系數(shù)，通常 K=1. 15~1.25； g——重力加速度， ；n——顎式破碎機動顎的實際擺動次數(shù)，r/min；2/sm——與顎式破碎機動顎擺動次數(shù)有關(guān)的函數(shù)，其值由下面的關(guān)系給)/(0n?出：對于 n ， ＝ /n。/另一方面，假定動顎作平移運動，忽略動顎在擺動過程中嚙角變化的影響，那么動顎往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力(圖 2-10)可按考下式予以計算：圖 2-10 顎式破碎機生產(chǎn)能力計算(3)2160???tgnLSdQp??第 24 頁 式中 ， ——定顎破碎板和動顎破碎板傾斜安裝的角度， + ＝ 稱1?2 1?2為顎式破碎機的嚙角； ——被破碎物料的松散系數(shù)，一般情況下，取?＝0. 3～0. 7，破碎堅硬物料時取小值，破碎不太硬的物料時可取大值；?其它符號的意義和單位同前。若 ＝ ＝ /2，則有12t/h (4))2/(30???tgnLSdQp?若 ＝0， ＝ ，則1?2t/h (5)?tgnSdp60以上從不同的角度出發(fā)，給出了顎式破碎機生產(chǎn)能力的理論計算公式(1), (3), (4),(5)等，但它們都各自有其局限性，只可作為定性計算時使用。為了獲得一種較為滿意的顎式破碎機生產(chǎn)能力，還必須根據(jù)生產(chǎn)實際予以校正。故下面再推薦幾個經(jīng)驗公式供選用。Taggart A F 公式Q=0.093L t/h （6)或Q=0. 084 A/i t/h (6a)式中 L., b——破碎機排料口長度和寬度，cm；A——給料口面積， , 2cmA＝LB；B——給料口寬度，cm；i——破碎比，i=D/b；D——給料粒度，cm。OnerBckm B 公式?Q= b t/h (7)1K230q式中 ——給料特性(或破碎難易程度)系數(shù)，詳見表 2-1； ——物料密1 2K度校正系數(shù)， = /1. 6； ——破碎物料的松散密度，t/ ； ——物2? 3m料粒度校正系數(shù)，見表 2-2； ——排料口單位寬度的生產(chǎn)能力，0t/h·mm，見表 2-3； b——排料口寬度，mm。表 2-1 給料特性系數(shù) 1K第 25 頁 表 2-2 物料粒度校正系數(shù) 3K表 2-3 排料口單位寬度的生產(chǎn)能力 0q利溫生公式Q=150nLS t/h (8)pd?式中各長度單位以“m”計入，其余各符號的意義及單位同前。上述計算公式原則上只適用于簡擺顎式破碎機，即它們沒有能夠反映出不同型式的顎式破碎機與生產(chǎn)能力之間的關(guān)系。但實踐證明，由于破碎機動顎擺動行程 S 的大小和方向，以及運動軌跡的差別，各種型式的顎式破碎機的生產(chǎn)能力是不同的。據(jù)國外對相同規(guī)格的三種不同型式的顎式破碎機在排料口寬度 b、動顎擺動次數(shù) n 和嚙角 等相同條件下的試驗證實，?復(fù)擺顎式破碎機較簡擺顎式破碎機提高生產(chǎn)能力 20％～30%，綜合擺動顎式破碎機較簡擺提高 90％～95%。因此，在計算簡擺以外的顎式破碎機生產(chǎn)能力時，必須乘以一個大于 1 的型式修正系數(shù) 。0K5 生產(chǎn)能力的影響因素分析以上介紹的幾個顎式破碎機生產(chǎn)能力的計算公式揭示了顎式破碎機生產(chǎn)能力與其結(jié)構(gòu)參數(shù)(動顎下端點的水平擺動行程 S、給料口尺寸 B×L、排料口寬度 b)、工藝參數(shù)(動顎擺動次數(shù) n、嚙角 )和物料性質(zhì)(密度 、松??散系數(shù) )等之間的函數(shù)關(guān)系，為提高顎式破碎機生產(chǎn)能力提供了科學(xué)依據(jù)。?第 26 頁 1) 適當提高顎式破碎機動顎擺動次數(shù)是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑之一從公式(1), (3), (4), (5)可以明顯看出，顎式破碎機理論生產(chǎn)能力是隨著動顎擺動次數(shù) n 的增高而增大的;從公式(1)還可看出，當動顎擺動次數(shù) n 增高至某一最佳數(shù)值 n。時，破碎機能夠獲得最大的生產(chǎn)能力;當動顎在超最佳擺動次數(shù)下擺動時，其生產(chǎn)能力將隨著動顎擺動次數(shù)的增高而降低。同時，實驗研究的結(jié)果也證明了這一規(guī)律。然而，現(xiàn)有顎式破碎機動顎的擺動次數(shù)都選擇得比較低，特別是大型簡擺顎式破碎機和小型復(fù)擺顎式破碎機。但因顎式破碎機具有較大的運動質(zhì)量，如果動愕的擺動速度過快，所產(chǎn)生的慣性力就會比較大，這又將使機器及其基礎(chǔ)發(fā)生振動，使偏心軸回轉(zhuǎn)不均勻，同時所消耗的功率也較大，并可能引起軸承發(fā)熱，故其速度也不能過高。因此在破碎機其它有關(guān)參數(shù)不變化的情況下，適當增高現(xiàn)有顎式破碎機動顎擺動次數(shù) n 以提高其生產(chǎn)能力是可能的。其增高幅度建議在原有破碎機擺動次數(shù)的基礎(chǔ)上增高 10％ ~15%，大型破碎機取小值，中小型取大值。2) 適當減小顎式破碎機嚙角 是提高其生產(chǎn)能力的又一重要途徑?由公式(3), (4), (5)可知，顎式破碎機生產(chǎn)能力在一定條件下與嚙角的正切成反比。同時，從 Bond F C 理論知，顎式破碎機生產(chǎn)能力與其嚙?角 成直線關(guān)系，即破碎機的相對生產(chǎn)能力隨修正系數(shù) 成正比例變化:?K=1+1. 432 7(0. 384- ) ?K(9)式中 為顎式破碎機的嚙角，rad將顎式破碎機的定顎破碎板和動顎破碎板都傾斜安裝，并盡量使二者傾斜安裝的角度 和 接近相等，可使其生產(chǎn)能力的相對值提高 4%左右。12由國內(nèi)外有關(guān)實驗證明，適當減小嚙角 亦可提高顎式破碎機生產(chǎn)能?力。因為嚙角 減小，物料在破碎腔中完全被破碎所需要的動顎擠壓次數(shù)?減少了，并使得破碎腔上部區(qū)域的處理能力比從排料口排出的能力增大，這樣破碎腔中總備有需要排出的產(chǎn)品，而不致因破碎不及時而影響排料。例如，原蘇聯(lián)學(xué)者巴烏曼 BA 用 400 X 600 顎式破碎機破碎抗壓強度為 300 MPa 的花崗巖時，將嚙角 由 改為 后，生產(chǎn)能力提高了'4021'37020％～40％;吉斯淦和高登等都分別進行了減小嚙角的試驗，認為嚙角 的?大小對破碎機的生產(chǎn)能力有很大的影響，具體結(jié)果見表 2-4。表 2-4 嚙角對生產(chǎn)能力影響的實驗結(jié)果第 27 頁 國內(nèi)某石礦將 PEF - 400 X 600 顎式破碎機的嚙角在原設(shè)計的基礎(chǔ)上減小 '，其生產(chǎn)能力亦提高了 20%。230由上述分析和實驗結(jié)果可以看出，適當減小嚙角 是提高顎式破碎機?生產(chǎn)能力的又一重要途徑。但是，必須注意:嚙角 的減小會導(dǎo)致破碎比減小，使破碎產(chǎn)品粒度相應(yīng)增大，因此，減小嚙角 還必須認真考慮破碎工段對物料粒度的要求。其具體實施方法，應(yīng)視具體情況而定。如對新設(shè)計的顎式破碎機可廣泛參考國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，在保證滿足破碎粒度要求的前提下，盡量將嚙角 選擇得小一點，國外就曾經(jīng)選取到 = 左右。如對現(xiàn)有顎式破碎機??015進行改造，可采用普通碳素鋼鍛制成數(shù)條斜鐵(其條數(shù)視破碎機規(guī)格大小而定)，將其按定顎板縱向筋布置，用焊接方法固定于機架前壁的內(nèi)側(cè)，于是顎式破碎機的嚙角將從 減小至 (圖 2-11)。?0(a)-定顎破碎板垂直安裝 (b)-兩破碎板傾斜安裝圖 2-11 嚙角對生產(chǎn)能力之影響當定顎破碎板垂直安裝時，改造后的相對生產(chǎn)能力 可按下式確定?K(10)HbtgK/)1(0????第 28 頁 如果顎式破碎機的兩破碎板都傾斜安裝，嚙角 ＝ + ，那么其相?12對生產(chǎn)能力 則為: ?'K（11）201/' ?tgHbtg????式中 當斜鐵大頭的尺寸 b。小于 Htg 時，分母中 tg 取“+” ，bo/H 取11?“一”;反之，b。大于 Htg 時，分母中 tg 取“一” ，bo/H 則取“+” 。13) 適當增大破碎機排料口寬度 b 和動顎下端點水平擺動行程 S 是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑之三從破碎機生產(chǎn)能力的計算公式亦可明顯看出，生產(chǎn)能力與排料口寬度b 和動胯下端點水平擺動行程 S 有著極為密切的關(guān)系，即隨著 b 和 S 的增大，生產(chǎn)能力也是明顯提高的，而且已為實踐所證實。因此，在設(shè)計、選擇和改造顎式破碎機時，可以通過合理確定排料口寬度 b 和擺動行程 S 以提高顎式破碎機生產(chǎn)能力，特別是用于二次破碎的顎式破碎機更應(yīng)該在這方面下功夫來提高其生產(chǎn)能力。但是，這與傳統(tǒng)的“排料口尺寸一般與破碎產(chǎn)品的尺寸大體相同或小一些”的觀念是相對立的，因此，具體實施時，必須完全滿足下述條件:(1) 適當增大排料口寬度 b，其增大范圍可定為破碎機破碎腔長度 L的 0. 025～0. 05 倍;(2) 適當增大動顎的下端點水平擺動行程 S，其增大量可控制在 0. 05～0. 10L.范圍內(nèi);(3) 在同時滿足上述兩條件的基礎(chǔ)上，必須使給入破碎機的物料量大致等于破碎機的通過量，以保證破碎機破碎腔中的物料形成層狀密實充填的流動狀態(tài)，一邊連續(xù)不斷地給入被破碎物料，一邊利用動顎的擺動所產(chǎn)生的壓縮作用給予破碎腔中的物料以充分的壓實度和高壓縮比使之破碎。這種方法的破碎機理是以料層壓縮現(xiàn)象為基礎(chǔ)的，采用后不僅可以獲得小粒度，接近方狀的破碎產(chǎn)品，而且能使破碎成品數(shù)量成倍地增加。不過，在應(yīng)用這種方法時還必須注意:其一，物料的松散密度與其真實密度之比值不能超過.80％，否則就不能被壓縮，破碎機也就不能運轉(zhuǎn);其二，通過破碎機的物料要經(jīng)過適當篩分，使大于所需尺寸的物料再返回破碎機進行破碎，直至破碎成所需要的產(chǎn)品。4) 將破碎腔形狀改造為曲線型破碎腔是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑顎式破碎機的破碎腔形狀是決定其生產(chǎn)能力的重要因素之一。破碎腔的形狀有直線型和曲線型。直線型破碎腔是指定、動胯上敷設(shè)的破碎板縱第 29 頁 斷面都為直線，其嚙角為恒定;曲線型破碎腔則是將定、動顎破碎板或者其中之一的縱斷面設(shè)計為曲線，且曲線從上往下按嚙角逐漸減小的原則設(shè)計，即稱為變嚙角破碎腔。在變嚙角的曲線型破碎腔中，各連續(xù)水平面間形成的梯形斷面的體積，從破碎腔中部往下是逐漸增加的，因而物料間的空隙也增大，這樣有利于物料的排出。同時，由于曲線型破碎腔的排料口附近有一段接近于平行的區(qū)間，因而破碎機的堵塞點也會由排料口往上移動一段平行區(qū)間的長度，這不僅保證了在排料口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，加快已破碎物料的流通，而且破碎板的使用壽命也將延長。因此，采用曲線型破碎腔可顯著地提高其生產(chǎn)能力。這也已為國內(nèi)外大量的實踐所證實。曲線形狀有多種多樣，實驗研究的結(jié)果表明，在嚙角許可范圍內(nèi)，將定、動破碎板之一的上、下部設(shè)計成對稱的 Gauss 曲線，其中部采用直線，另一破碎板則設(shè)計成直線(圖 2-12)}這被認為是破碎物料的理想條件。其曲線方程式為:（12）)5.0exp(2kCy??（13）21lnmsbBs?（14）)(l221Hk??（15）/h（16）?1式中 H——破碎腔高度，mm；h——動顎懸掛點至給料口水平的高度，mm；其它符號的意義同前，單位為 mm 。