顎式破碎機(jī)的設(shè)計——課程設(shè)計

1、 破碎機(jī)的設(shè)計 課程設(shè)計說明書 課題名稱： 破碎機(jī)的課程設(shè)計 組員姓名： 系（院）： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計時間： 2013年12月27號 目 錄目 錄1摘 要2一 設(shè)計題目3二 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求4三 方案設(shè)計及討論5四 設(shè) 計 步 驟 與 運(yùn) 動 解 析10 摘 要 破碎機(jī)械是對固體物料施加機(jī)械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之碎裂成小塊物料的設(shè)備。 破碎機(jī)械所施加的機(jī)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(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的綜合。對于堅硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和劈裂作用的破碎機(jī)械；對于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和劈裂作用的機(jī)械；對于粘性和韌性的物

2、料，適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。 在礦山工程和建設(shè)上，破碎機(jī)械多用來破碎爆破開采所得的天然石料，使這成為規(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(dá)到各道工序所要求的以便進(jìn)一步加工操作。一 設(shè)計題目出石口被送出的破碎機(jī)機(jī)構(gòu)。如圖1，設(shè)計一破碎機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由原動部分（電動機(jī)帶動偏心輪的機(jī)構(gòu)）、傳動部分（帶傳動和組合機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分組成。電機(jī)的驅(qū)動力矩有傳動部分給動顎板，使其作往復(fù)擺動。當(dāng)動顎板向左擺向與機(jī)架固連的定顎板時，石塊即被軋碎，當(dāng)動顎板向右擺離定顎板時，被軋碎的石塊即下落。完成一個工作循環(huán)。本題要求設(shè)計能是石頭按要求被壓碎

3、并順利從顎腔中落下 。 圖1二 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求1、 動顎板壓石時擺動角速度為0.3rad/s,行程速比系數(shù)k=1.4。2、 動顎板重7000N，轉(zhuǎn)動慣量為35kgm²，主傳動構(gòu)件重4000N，傳動慣量為20kgm²，其它構(gòu)件的重量及轉(zhuǎn)動慣量忽略不計。3、 生產(chǎn)率為每小時2030噸。4、 破碎機(jī)總體尺寸為2000*1400*1200mm。5、 運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)&=0.1三 方案設(shè)計顎式破碎機(jī)在工礦企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)樵摍C(jī)結(jié)構(gòu)較簡單、機(jī)型齊全并已大型化。顎式破碎機(jī)主要作為一級（粗碎和中碎）破碎機(jī)械使用?，F(xiàn)有顎式破碎機(jī)按動顎的運(yùn)動特征，分為簡單擺動型、復(fù)雜擺動型和

4、混合擺動型三種型式。方案一：簡單擺動型（簡擺型）顎式破碎機(jī) 如圖2所示為簡擺式破碎機(jī)的實(shí)物圖，顎式破碎機(jī)有定顎和動顎,定顎固定在機(jī)架的前壁上，動顎則懸掛在心軸上。當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時，帶動連桿作上下往復(fù)運(yùn)動，從而使兩塊推力板亦隨之作往復(fù)運(yùn)動。通過推力板的作用，推動懸掛在懸掛軸上的動顎作左右往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)動顎擺向定顎時，落在顎腔的物料主要受到顎板的擠壓作用而粉碎。當(dāng)動顎擺離定顎時，已被粉碎的物料在重力作用下，經(jīng)顎腔下部的出料口自由卸出。因而顎式破碎機(jī)的工作是間歇性的，粉碎和卸料過程在顎腔內(nèi)交替進(jìn)行。這種破碎機(jī)工作時，動顎上各點(diǎn)均以懸掛軸為中心，單純作圓弧擺動。由于運(yùn)動軌跡比較簡單,故稱為簡單擺動型顎式破

5、碎機(jī)，簡稱簡擺型顎式破碎機(jī). 圖2 此機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，卻不是簡單四桿機(jī)構(gòu)，而是六桿機(jī)構(gòu)，分別由曲柄、連桿、推力板、搖桿，機(jī)架組成。當(dāng)偏心軸1旋轉(zhuǎn)時，帶動連桿2作上下往復(fù)運(yùn)動，從而使兩塊推力板3，4亦隨之作往復(fù)運(yùn)動。通過推力板的作用，推動懸掛在懸掛軸上的動顎5作左右往復(fù)運(yùn)動，從而壓碎石塊。我們畫出了這個機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖，見圖3 圖3方案二：復(fù)雜擺動型（復(fù)擺型）顎式破碎機(jī) 如圖四所示，動顎1直接懸掛在偏心軸2上，受到偏心軸的直接驅(qū)動。動顎的底部用一塊推力板 3 支撐在機(jī)架的后壁上。當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動時，動顎一方面對定顎作往復(fù)擺動，同時還順著定顎有很大程度的上下運(yùn)動。動顎上每一點(diǎn)的運(yùn)動軌跡并不一樣，頂部

6、的運(yùn)動受到偏心軸的約束，運(yùn)動軌跡接近于圓弧，在動顎的中間部分，運(yùn)動軌跡為橢圓曲線，愈靠近下方橢圓愈偏長。由于這類破碎機(jī)工作時，動顎各點(diǎn)上的運(yùn)動軌跡比較復(fù)雜，故稱為復(fù)雜擺動型顎式破碎機(jī)，簡稱復(fù)擺型顎式破碎機(jī)。 復(fù)擺型顎式破碎機(jī)的工作過程中，動顎頂部的水平擺幅約為下部的 1.5 倍，而垂直擺幅稍小于下部，就整個動顎而言，垂直擺幅為水平擺幅的 2-3 倍。由于動顎上部的水平擺幅大于下部，保證了顎腔上部的強(qiáng)烈粉碎作用，大塊物料在上部容易破碎，整個顎板破碎作用均勻，有利于生產(chǎn)能力的提高。同時，動顎向定顎靠攏，在擠壓物料過程中，頂部各點(diǎn)還順著定顎向下運(yùn)動，又使物料能更好地夾持在顎腔內(nèi)，并促使物料排除。我們

7、用CAD繪出的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖見 圖4 圖4方案三：其他型式的顎式破碎機(jī) 混合擺動型（混擺型）顎式破碎機(jī) ： 為了克服簡擺型和復(fù)擺型顎式破碎機(jī)的缺點(diǎn)，曾試制過混擺型顎式破碎機(jī)，其工作原理見圖5。動顎與連桿共同安在偏心軸上，連桿頭裝在偏心軸的中部，而動顎的兩個軸殼則安裝于連桿頭的兩側(cè)。兩個推力板仍然是支承在動顎和連桿的下端及機(jī)架的后壁上。動顎各點(diǎn)的運(yùn)動軌跡均為橢圓，其長軸向著卸料方向傾斜，促使物料前進(jìn)，并將物料推向出料口，改善了卸料條件，提高了破碎機(jī)生產(chǎn)能力。同時動顎底部的水平擺幅與垂直擺幅之比為 1:0.8 ,這又比復(fù)擺型顎式破碎機(jī)合理，可使齒板的磨損降低。由于動顎與連桿都懸掛在偏心軸上，使偏心軸

8、及其軸承受力很大，工作條件惡劣，容易損壞。同時構(gòu)造也比較復(fù)雜，雖然國內(nèi)有關(guān)礦山機(jī)器廠曾制成混合擺動型破碎機(jī)，均因以上原因未推廣。 圖5方案比較：在眾多方案中，本文選擇圖三所示簡單擺動型（簡擺型）顎式破碎機(jī)。該方案有以下優(yōu)點(diǎn)：簡單擺動顎式破碎機(jī)（1）構(gòu)造簡單、牢固、工作安全可靠；（2）操作維護(hù)方便；安裝高度低，處理物料范圍廣，可處理料塊達(dá)1m以上的物料；（3）破碎力沒有直接作用到偏心軸上，因而對偏心軸及其軸承的工作有利，所以可以制成大型的。四 設(shè)計步驟與運(yùn)動解析 動顎板的尺寸確定：如圖6，為偏心輪的幾何中心，C為偏心輪的轉(zhuǎn)動中心，DO為連桿，BO、AO為推力板，為動顎。我們在分析桿件的時候，為了

9、方便計算與分析選取了桿件的特殊位置，對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動作出了如下的分析：圖六所示，當(dāng)曲柄擺動到最高點(diǎn)時，連桿OD與曲柄CO1重合，動顎板轉(zhuǎn)動到最左端，A、O、B三點(diǎn)在同一條直線上，AO桿與BO桿在一條直線上，此時為機(jī)構(gòu)的一個極限位置，動顎板達(dá)到最左端的一刻，下一刻將會反向回程轉(zhuǎn)動。所以這一刻的動顎板速度趨向0，則板上的力趨向于，可以有很大力來壓碎石頭?；爻毯螅?dāng)曲柄擺動到最低端的時候，連桿OD依舊和曲柄CO1在一條直線上但不再重合，這時機(jī)構(gòu)的動顎板將達(dá)到最右端，是另一個極限位置，完成了一次壓石過程，如圖7，下一時刻動顎板將會向左轉(zhuǎn)動。要求已知行程速比系數(shù)K=1.4。所以分析得到，如圖8， OAB即為

10、即位夾角 ： =180°·（K-1)/(K+1) = 30° 推力板AO桿長可能與BO桿長相等，如圖8，就是說，假定兩推力板長度相等。在直角三角形AOO與直角三角形BOO全等，所以AO=BO又因?yàn)闄C(jī)架要求總體規(guī)格長為2000以內(nèi)，則令 AO=BO=700。偏心距e在圖中用CO表示，所以當(dāng)曲柄由最頂端運(yùn)動到最低端，D點(diǎn)在豎直方向移動的位移等于 OO長， 即OO=2·e。 在直角三角形AOO4由正弦定理可得： OO=AO·sinOAB， 所以e=175. 如圖6，由理論力學(xué)可以知道桿AO2的轉(zhuǎn)動慣量公式: J=1/3··

11、8;因?yàn)閯宇€板轉(zhuǎn)動慣量為35kgm²,重7000N，可以得到動顎板 AO =387。 連桿長度（L2）與偏心輪半徑（R）的確定： L+R+2e=1200 由圓盤的轉(zhuǎn)動慣量公式J=1/2··R²得到， J=1/2·m·R² 且知道，主動構(gòu)件為曲柄CO1，令偏心輪半徑為R,轉(zhuǎn)動慣量為20kg.m²，重4000N， 由已知條件及公式得到：R=316，L=534。 引用運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)公式： &=（W-W）/W W1為最大角速度，W為最小角速度，W是平均角速度，且 W=（W+W）/2。已知動顎板壓石的角速度W=0.3

12、rad/s，求得最小角速度 W=0.27rad/s.則，平均角速度 W=（0.27+0.3）/2=0.285rad/s.分析機(jī)構(gòu)簡：如圖9所示A點(diǎn)速度可以分解在桿的垂直方向Va和沿著桿的方向Vb 。 Va = W·AO=0.11m/s. 由理論力學(xué)的知識可以知道，利用基點(diǎn)法，根據(jù)速度分析得知d、c且其合速度與e的夾角為， sin=e/L，=19.2°由實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可以知道動顎板嚙角為23°，所以有 Vc·cos=Va·cos23°所以， Vc=0.107m/s由正切公式Vc/Vd=tan，得到 Vd=0.31m/s Ve=Vd=0.31m/s偏心輪上任一點(diǎn)的V=W·e,所以偏心輪的轉(zhuǎn)動角速度為： W=1.78rad/s所以轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速n n=17r/min綜上所述，我們已經(jīng)