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概述破碎機(jī)械是一種利用機(jī)械力量將固體物料分解成更小的顆粒的設(shè)備,它可以有效地消除物料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。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(duì)于堅(jiān)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(duì)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(duì)于具有粘性和韌性的物料,適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。一般來(lái)說(shuō),物質(zhì)的分類可以分為三種:粗碎、中碎、細(xì)碎。這三種分類的物質(zhì)的進(jìn)料粒徑可以在表1——1中找到。而對(duì)于這三種分類,可以使用不同的機(jī)器來(lái)完成。表1—1物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分(mm)類別入料粒度出料粒度粗碎中碎細(xì)碎300~900100~35050~100100~35020~1005~15在生產(chǎn)水泥和石灰的過(guò)程中,經(jīng)過(guò)精心研磨的原材料會(huì)被轉(zhuǎn)化成更小的顆粒。根據(jù)研磨的精細(xì)程度,這些顆??梢员粍澐譃槠胀?jí)別和高級(jí)級(jí)別。破碎機(jī)的加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)粉磨機(jī),它可以有效地將原材料進(jìn)行破碎,從而大大提升加工效率,同時(shí)還可以有效減少電能消耗。在工業(yè)生產(chǎn)中,通常會(huì)使用i與D的比例作為評(píng)估物質(zhì)在破碎過(guò)程中的大小的指標(biāo),這個(gè)指標(biāo)被稱作平均破碎比。 (1-1)通過(guò)計(jì)算破碎比,可以更準(zhǔn)確地評(píng)估破碎機(jī)的效率,并且這個(gè)比值通常是破碎機(jī)的入口直徑除以出口直徑的平均值。當(dāng)使用破碎機(jī)處理原材料時(shí),通常會(huì)發(fā)現(xiàn)物料最大尺寸比允許的范圍要窄,因此,物料的破碎比僅為公稱破碎比的0.7~0.9。不同的破碎機(jī)具有不同的最大處理能力,通常在i=3~30之間。但當(dāng)需要進(jìn)行更復(fù)雜的處理時(shí),就需要使用更復(fù)雜的設(shè)備,例如兩臺(tái)甚至更多臺(tái)的多級(jí)破碎。當(dāng)采用多次破碎的方式,其中每一次的破碎量都會(huì)相應(yīng)地減少。在選擇破碎機(jī)時(shí),應(yīng)該根據(jù)它的結(jié)構(gòu)和功能來(lái)決定,并且要考慮以下因素;物料的物理特征,例如脆性、粘度、水分和泥沙的含量以及最大投料量等,根據(jù)最終的成品數(shù)量、等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、所需的破碎設(shè)備種類及其處理能力,來(lái)確定最佳方案,通過(guò)采用先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),不僅能夠滿足質(zhì)量和數(shù)量的要求,而且操作簡(jiǎn)單、工作可靠,同時(shí)還能夠盡可能地降低成本。2物料破碎及其意義2.1物料破碎及其意義從礦山開(kāi)采而得的礦石,顆粒尺寸通常介乎200~1300mm,而地下礦的顆粒尺寸則介乎200~600mm,這些原礦不能直接在工業(yè)中應(yīng)用,而需要通過(guò)破碎、磨礦等處理,以確保粒度符合標(biāo)準(zhǔn),以滿足實(shí)際的需求。通過(guò)破碎,將塊狀礦石變?yōu)榱6却笥?~5mm的產(chǎn)品。2.1.1破碎的目的(1)制備工業(yè)用碎石通過(guò)破碎篩分,可以獲得各種不同粒徑的碎石,這些碎石可以被用于建筑、水電、鐵路等多個(gè)領(lǐng)域,可以滿足各種工程的要求。(2)使礦石中的有用礦物分離通過(guò)對(duì)礦石進(jìn)行破碎,能夠提取出富含各種元素的優(yōu)質(zhì)礦物。通過(guò)這種方法,能夠提取出富含各種元素的優(yōu)質(zhì)精礦,并通過(guò)篩選來(lái)提取出更優(yōu)秀的產(chǎn)量。(3)磨礦提供原料磨礦工藝是對(duì)大于1~5mm顆粒的精細(xì)加工,比如煉焦、燒結(jié)、制團(tuán)、粉末冶金、水泥,都通過(guò)破碎工藝提供原料,再通過(guò)磨礦工藝使物料達(dá)到要求的粒度。2.1.2破碎工藝在選擇破碎產(chǎn)品時(shí),首先必須考慮其使用的目的,即降低整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的費(fèi)用。把原礦粒度與破碎產(chǎn)品粒度之比,稱為總破碎比,一般較適宜的粒度為10~25mm。若礦開(kāi)采出來(lái)的原礦粒度為200~1300mm則破碎作業(yè)的總破碎比的范圍為: imax=Dmaxdmin=300 imin=Dmin為了獲得所需的細(xì)小顆粒,當(dāng)物料被多臺(tái)破碎機(jī)共同處理時(shí),每臺(tái)設(shè)備的破碎比會(huì)受到嚴(yán)格的控制,從而保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體的破碎比參照表2—1。通過(guò)計(jì)算出每一個(gè)部件的最大破碎比,可以更好地利用串聯(lián)式破碎機(jī)的優(yōu)勢(shì),避免對(duì)較大的顆粒物質(zhì)的過(guò)度沖擊。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物的高效粉碎,達(dá)到最佳的生產(chǎn)效果。表2—1各類破碎機(jī)的破碎比破碎機(jī)型式流程類型破碎機(jī)范圍顎式破碎機(jī)的旋回破碎機(jī)開(kāi)路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)開(kāi)路35標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)(中型)閉路48短圓錐破碎機(jī)開(kāi)路36短圓錐破碎機(jī)閉路48圖2-1展示了一種破碎機(jī)的工作流程,其中原礦被固定在篩分后。將碎片放入顎式破碎機(jī)2中,將碎片中的顆粒篩選出來(lái)振動(dòng)篩3將顎式破碎機(jī)2的成果進(jìn)行篩分,以確保質(zhì)量;通過(guò)圓錐破碎機(jī)4的破碎,將物料篩選出來(lái),并進(jìn)行進(jìn)一步的分類。通過(guò)振動(dòng)5篩分,將產(chǎn)品分離出來(lái),并將其送入磨機(jī)8進(jìn)行研磨。將原材料投放到礦井7中,經(jīng)過(guò)精確的篩選,最終進(jìn)入圓錐破碎機(jī)6破碎。破碎機(jī)6和振動(dòng)篩5組成的封閉系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)的破碎作業(yè)。封閉破碎系統(tǒng)通過(guò)顎式破碎和篩分來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎和分離。顎式破碎機(jī)2和圓錐破碎機(jī)4的產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的篩選,最終被送入使用場(chǎng)地。接下來(lái)的步驟就是拆除障礙。1—固定篩2--顎式破碎機(jī)3、5—振動(dòng)篩4、6--圓錐破碎機(jī)7–礦倉(cāng)8-磨機(jī)圖2-1破碎機(jī)機(jī)流程圖2.2破碎物料的性能及破碎比2.2.1粒度及其表示方法粒度可以通過(guò)測(cè)量礦石的幾何尺寸來(lái)確定。通過(guò)計(jì)算長(zhǎng)度和寬度的平均值來(lái)表示礦塊的大小。平均直徑d測(cè)量尺寸平均直徑,可以準(zhǔn)確地估算出每個(gè)礦塊的尺寸,從而確定其破碎比。 d=(L+b+h)÷3 (2-3)式中L礦塊的長(zhǎng)度(mm)b礦塊的寬度(mm)h礦塊的厚度(mm)式用長(zhǎng)、寬的平均值表示: d=(L+b)/2 (2-4) 平均直徑一般是用來(lái)計(jì)算給礦和排礦單個(gè)礦塊的尺寸以確定破碎比。等值直徑d當(dāng)?shù)V石的尺寸較小時(shí),平均直徑就能夠被準(zhǔn)確地描述。這種方法通過(guò)把細(xì)粉狀的顆??醋鲆粋€(gè)整體。 dw=A6×V式中m礦料質(zhì)量(kg)ρ 礦物密度kg/mV礦料的體積(m3粒級(jí)平均直徑d經(jīng)過(guò)精細(xì)的篩選,可以準(zhǔn)確地測(cè)量出各種粒度的礦粒群的平均直徑,當(dāng)粒級(jí)的粒度范圍很窄,上下兩篩的篩孔尺寸之比不超過(guò)2=1.414時(shí),可用粒度平均直徑表示,即 d=(d1+d否則用d12.2.2破碎產(chǎn)品的粒級(jí)特性篩析法被廣泛用于評(píng)估破碎產(chǎn)品的質(zhì)量以及評(píng)估破碎機(jī)的處理能力,篩析法基于對(duì)多個(gè)礦石礦粒的分析,以及其相應(yīng)的粒徑分布情況,以及其相應(yīng)的粒徑變化趨勢(shì),從而準(zhǔn)確地識(shí)別出混合物的粒徑結(jié)構(gòu)。在我國(guó),普遍采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩,即每英寸的篩孔數(shù)量由200目的篩網(wǎng)來(lái)決定,而且每英寸的篩孔尺寸也由此而定,即每英寸的篩孔數(shù)量由2=1.414目的篩網(wǎng)來(lái)決定,而每英寸的篩孔的尺寸也由42=1.189目的篩網(wǎng)來(lái)決定。通過(guò)將150目篩的篩孔尺寸與其他篩的篩孔相加,即0.074×2=0.105mm,就能夠獲取兩篩之間的補(bǔ)充篩孔的大小。此外,還需要將兩篩的篩孔大小相加,才能夠獲取更大的篩孔。即0.074×目前,由于缺乏針對(duì)破碎機(jī)的粒徑分析標(biāo)準(zhǔn),因此,不同的生產(chǎn)商采用的篩網(wǎng)形式(方孔或圓孔)和排列順序存在差異。為了更好地滿足泰勒標(biāo)準(zhǔn)的要求,應(yīng)當(dāng)根據(jù)其中的基礎(chǔ)篩網(wǎng)比例進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整,以達(dá)到最佳的效率。通過(guò)孔序列,可以更容易地分析出上、下兩篩間的產(chǎn)品粒度,并使用平均直徑來(lái)表示。因此,建議使用表2—2中的粒級(jí)序列作為參考。表2—2各破碎機(jī)產(chǎn)品的篩析篩的粒級(jí)序列型號(hào)PE-150X250PE-250X400PE-400X600PE-500X750PE-600X900PE-750X1060PE-900X1200粒度系列0-30-30-100-100-200-200-303-53-510-1410-1420-2820-2830-425-75-714-2014-2028-4028-4042-607-107-1020-2820-2840-5740-5760-8510-1410-1428-4028-4057-8057-8085-12014-2014-2040-5740-5780-11580-115120-17020-2820-2857-8057-80115-163115-160>170>2828-4080-11080-110>163>16340-55>110110-155>55>155注:篩孔最大尺寸以其殘留景不超過(guò)5%來(lái)確定根據(jù)殘留景的比例,篩孔的最大尺寸應(yīng)該在5%以內(nèi),以保證質(zhì)量。通過(guò)篩選,能夠研究出原材料的顆粒狀態(tài)。這些顆粒狀態(tài)通常通過(guò)顆粒狀態(tài)圖(如粒徑圖)展現(xiàn)出來(lái)。在圖的左邊,使用顆粒狀態(tài)圖(如顆粒狀態(tài)圖)的長(zhǎng)軸和短軸,代表了每個(gè)顆粒狀態(tài)圖的顆粒狀態(tài)圖的變化情況。根據(jù)圖2-2a,難以破碎的礦石的顆粒大小多數(shù)是平坦的。通過(guò)比較兩點(diǎn)的距離,得出礦石的顆粒大小存在一定的偏差。通過(guò)觀察粒徑2和3的變化,不同類型的礦石的破裂速率存在差異。前者接近于一條垂直的直線,暗示著產(chǎn)量基本一致。而后者則是一條凸起的平坦曲線,表示礦石的顆粒更小。鑒于橫坐標(biāo)比值無(wú)法準(zhǔn)確地表示出產(chǎn)品的顆粒細(xì)度,為了更好地評(píng)估同一種類的破碎設(shè)備的效率,以及它們之間的可比性,必須保證篩孔的最小直徑和粉末的顆粒細(xì)度是一致的。如果兩種設(shè)備的性能存在明顯的差異,那么根據(jù)篩網(wǎng)中的顆粒細(xì)度的5%來(lái)決定的篩孔的直徑就會(huì)存在一些偏差。由于這個(gè)原因,使用這條曲線來(lái)評(píng)估破碎機(jī)的性能是非常困難的。圖2-2b顯示了不同型號(hào)的破碎機(jī)在排礦口尺寸上的差異,從而可以通過(guò)觀察粒度特性曲線來(lái)評(píng)估破碎效率。圖2-2a篩孔尺寸與最大粒之比圖2-2b物料尺寸排礦口之比1—難碎性礦石2—中等可碎性礦石3—易碎性礦石2.2.3礦石的破碎及力學(xué)性能通過(guò)機(jī)械破碎,可以將原本緊密結(jié)合的物料分解成更小的顆粒,從而達(dá)到減少物料的體積和重量。特別是對(duì)于脆性材料,即使在微小的變形下也可能出現(xiàn)破裂,因此,機(jī)械破碎礦石的方法有多種,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇最合適的方式。1)將礦石放在兩個(gè)不同的表面之間,施加足夠的壓力,使其達(dá)到其承受的最大壓力,從而使其破碎。2)當(dāng)一個(gè)具有鋒利刃口的物體被一個(gè)平坦的或有銳角的物體所擠壓時(shí),它會(huì)在受力的一側(cè)發(fā)生破壞,這種破壞的發(fā)生可以歸結(jié)為拉應(yīng)力超過(guò)了物體的抗拉強(qiáng)度極限,如圖2-3b所示。3)通過(guò)使用具備多個(gè)鋒利角的工具來(lái)擠壓礦物,可以看成是一個(gè)由兩個(gè)或更多個(gè)支撐點(diǎn)組成的結(jié)構(gòu),而在這個(gè)結(jié)構(gòu)承受的應(yīng)力超過(guò)了它的屈服極限,圖2-3c。圖2-3礦石的破碎和破碎方法(a)壓碎(b)劈裂(c)折斷(d)磨碎(e)沖擊破碎4)當(dāng)?shù)V物在經(jīng)歷某種外力的影響下,如果它的剪切力超過(guò)了它的抗拉能力,就會(huì)導(dǎo)致它的破裂2-3d。圖2-3d展示了這種情況。5)當(dāng)物體經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備時(shí),它會(huì)被撞擊。這種撞擊會(huì)導(dǎo)致物體在短時(shí)間內(nèi)被粉碎,因此具有較高的粉碎效率和較大的粉碎比,同時(shí)也會(huì)降低能源的使用。然而,這種撞擊會(huì)導(dǎo)致錘頭的嚴(yán)重磨損,圖2-3e。事實(shí)上,顎式破碎機(jī)通常采用多種破碎方式,包括兩種或兩種更多的方式。它們的破碎表面采用兩塊相對(duì)排列的齒狀襯板,可同時(shí)完成四種破碎方式。然而,隨著兩個(gè)機(jī)頭之間的運(yùn)動(dòng)位移增大,破碎機(jī)的破碎效率也隨之提高,但同時(shí)也帶來(lái)了更高的能源利用率,機(jī)器的磨損也更為明顯。礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理性能、被破的塊度及所要求的破碎比來(lái)選擇的,礦石分堅(jiān)硬礦石、中等堅(jiān)硬礦石和軟礦石。也可以分為粘性礦石和脆性礦石。礦石的抗壓強(qiáng)度最大,抗彎強(qiáng)度次之、抗拉強(qiáng)度最小。對(duì)堅(jiān)硬礦石采用壓碎,劈裂和折斷的破碎方法為宜;對(duì)粘性礦石采用壓碎和磨碎方法為宜;對(duì)脆性礦石和軟礦石采用劈裂和沖擊破碎的方法為宜。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)可用于破碎各種性能的礦石,對(duì)于堅(jiān)硬礦石有更高的效果。
3工作原理和構(gòu)造3.1工作原理由于電動(dòng)機(jī)控制,皮帶輪、偏心軸以及動(dòng)顎板,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料進(jìn)行有效破碎。隨著動(dòng)顎板朝著固定顎板靠攏,它會(huì)受到推力,將物料擠壓成粉末狀,最終實(shí)現(xiàn)破碎。此外,由于拉桿、彈簧等力量,動(dòng)顎板會(huì)隨著下降,最終脫離固定顎板,將所有粉末狀物質(zhì)從破碎腔中流出。當(dāng)電機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),破碎機(jī)的機(jī)械臂會(huì)不斷地進(jìn)行周期性的振蕩,將碎屑?jí)核椴⑨尫懦鋈ィ瑥亩_(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的目的。破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由兩塊顎片組成:一塊用于穩(wěn)定機(jī)身的固定顎片,沿機(jī)身的外殼垂直安裝;另一塊則用于振蕩,動(dòng)顎位置呈傾斜,并且與固定顎片構(gòu)成一個(gè)較大的破碎腔。通過(guò)不斷的移動(dòng),活塞與固定的塞子相互配合,相互接觸,形成一個(gè)有規(guī)律的循環(huán)。當(dāng)兩個(gè)塞子接觸時(shí),物料會(huì)被送入破碎室,并被卸出;當(dāng)兩個(gè)塞子相互接觸時(shí),會(huì)產(chǎn)生擠壓、彎曲和撕裂的效果,最終導(dǎo)致材質(zhì)的粉末化。其工作示意圖。見(jiàn)圖3-1,動(dòng)顎4懸掛在心軸2上,可以左右擺動(dòng),偏心軸3旋轉(zhuǎn)時(shí),連桿5作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而推動(dòng)顎動(dòng)顎作左右往復(fù)擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)破碎和卸料,此種破碎機(jī)采用曲柄雙連桿機(jī)構(gòu),雖然動(dòng)顎上受有很大的破碎反力,而其偏心軸和連桿卻受力不大,所以工業(yè)上多制成大型和中型機(jī),用來(lái)破碎堅(jiān)硬的物料。此外,這種破碎機(jī)工作時(shí),動(dòng)顎上每點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都是以心軸的距離,上端圓弧小,上端圓弧大,破碎效率低,其破碎比I一般為3~6。1—定顎2—心軸3—偏心軸4—?jiǎng)宇€5—連桿6—推力板圖3-1工作示意圖簡(jiǎn)顎式破碎機(jī)具有許多優(yōu)勢(shì),例如:傳動(dòng)零件承載的壓力更輕;動(dòng)態(tài)位移更為平穩(wěn),因此在處理物體的同時(shí),可以避免過(guò)度破碎的情況。然而,缺陷在于:動(dòng)態(tài)位移很窄,通常情況下,水平位移和垂直位移都在下面的兩側(cè),這會(huì)影響夾緊和破碎效果,并且無(wú)法向下面的區(qū)域提供充足的原材料,從而導(dǎo)致破碎效果的降低。除了這個(gè)原因,由于下部的尺寸較寬,所以產(chǎn)生的顆粒尺寸分布不均,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量較差。3.2簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)900xl200型號(hào)的井下簡(jiǎn)擺胯式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以從圖3-2中得到詳細(xì)描述。1--機(jī)架2、4—破碎板3—側(cè)面襯板5—?jiǎng)宇€6—心軸 7—連桿8—帶輪9—偏心軸10—彈簧11—拉桿12—楔鐵13—后推力板14—襯板座15—前推力板圖3-2這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)巨大的橫梁,頂部有一個(gè)固定的錘頭,底部有一個(gè)錘頭,中間有一個(gè)錘頭。它還有一個(gè)活塞,用來(lái)控制錘頭的移位。當(dāng)一塊錘頭放進(jìn)這個(gè)裝置時(shí),它會(huì)隨著時(shí)間的推移,不斷地錘擊和敲打它。采用高效的電機(jī)驅(qū)動(dòng),配合精確的曲柄調(diào)節(jié),顎式破碎機(jī)可以實(shí)現(xiàn)周期性的動(dòng)顎5與定顎板2的接合,從而達(dá)到良好的破碎效果。此外,為了確保機(jī)器的正確操作,需要根據(jù)不同的工作條件,進(jìn)行合理的調(diào)整,以確保機(jī)器的正確性。鑒于破碎負(fù)荷是一個(gè)持續(xù)的變化,需要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整,確保其能夠有效地利用原動(dòng)技能量。同時(shí),還需要注意破碎腔內(nèi)的非破碎物料,從而確保設(shè)備能夠安全地承受超負(fù)荷的壓力。在需要更換物質(zhì)的情況下,需要注意調(diào)節(jié)進(jìn)料口的裝置。此外,還需注意鎖合裝置,以確保肋板能夠牢牢鎖住。顎式破碎機(jī)的破碎部分包括兩個(gè)部分:一個(gè)用于固定的,另一個(gè)用于移動(dòng)的。這兩個(gè)部分均采用了錳鋼材質(zhì)。通過(guò)使用螺栓將定顎與動(dòng)顎緊密連接,并在其中安裝一塊具備縱向波紋的雙層破碎板,使其具備良好的抗拉、抗扭、抗折等特性,從而達(dá)到更好的破碎效率。此外,在破碎機(jī)的工作區(qū)域的兩邊,還安裝了一塊由錳鋼制成的襯板3。為了提高效率,通常會(huì)在破碎板的兩端安裝一個(gè)固定的支架,來(lái)防止在接觸派排礦口的地方出現(xiàn)過(guò)度的摩擦。同時(shí),應(yīng)在每個(gè)支架的兩端安裝一個(gè)固定的支架,方便在需要時(shí)能夠更快地更新和更換支架。為確保破碎板、動(dòng)顎以及定顎之間的牢靠接合,必須采取措施,即在它們之間安裝一層具備良好彈性的襯墊,這種襯墊通常采用鋅合金或具有較高彈性的鋁板來(lái)制作。如果這種接合處沒(méi)能達(dá)到最佳狀態(tài),將導(dǎo)致破碎板受到嚴(yán)重的沖擊,而且連接的螺絲也將被松開(kāi),最終導(dǎo)致動(dòng)顎的破裂。心軸6被牢牢地安裝在機(jī)架的側(cè)面,而且滑動(dòng)軸承也為它提供了穩(wěn)定的支持,使得它能夠不斷地將心軸與固定的顎板相互搖晃。通過(guò)使用雙搖桿機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)顎的有效控制。該機(jī)構(gòu)包括偏心軸9、連桿7、前推板15以及推板13。其中,偏心軸安置于機(jī)架的內(nèi)壁,連桿安置于其內(nèi)壁,向前推板的一端固定于連桿的兩邊的凹槽內(nèi)的肋板座14,此外,另一端固定于機(jī)殼的底座,最終固定于機(jī)殼的鍥鐵12內(nèi)的肋板座。隨著V帶輪的旋轉(zhuǎn),偏心輪也隨之發(fā)揮作用,帶動(dòng)連桿的上下移動(dòng),同時(shí)也激發(fā)了推力板的活性,傾斜角度也會(huì)隨之發(fā)生變化,這樣一來(lái),動(dòng)顎的中央也會(huì)隨之搖晃。最終,在連桿的移動(dòng)中,它會(huì)將礦物粉碎成小塊。在連桿處于較低的位置,推進(jìn)器的傾斜角度可以在10o--12o之間變化,這是由其與水平面的夾角決定的。后推力板不僅是傳輸力量的重要部件,更是破碎機(jī)的安全保障。一旦機(jī)器超出正常負(fù)荷,后推力板會(huì)自動(dòng)斷裂,使得破碎機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行,從而有效防止機(jī)器受到損害。隨著連桿的移動(dòng),兩個(gè)拉桿11與兩個(gè)彈簧10的結(jié)合可有效地維護(hù)它們的接合,拉桿11被鉸接到動(dòng)顎的底部,而兩個(gè)彈簧10則被安放到機(jī)架的尾部。隨著動(dòng)顎的不斷移動(dòng),拉桿利用彈簧的作用,使其保持穩(wěn)定,并利用推進(jìn)器的慣性力。顎式破碎機(jī)的運(yùn)行需要一定的穩(wěn)定性,因此,電機(jī)的負(fù)載是非常重要的。為此,應(yīng)將偏心軸的兩側(cè)安裝上飛輪8,既可以將機(jī)器的運(yùn)行穩(wěn)定,又可以將機(jī)器的運(yùn)行穩(wěn)定。此外,還可以通過(guò)安裝帶輪,將機(jī)器的運(yùn)行穩(wěn)定,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的高效運(yùn)行。為了提高效率,將在機(jī)架的背面和鍥鐵12的中心位置安裝了一組適宜大小的墊板。通過(guò)更換這些墊板,就能夠控制排礦口的大小。
4主要零部件的結(jié)構(gòu)分析4.1連桿簡(jiǎn)擺破碎機(jī)的連桿是獨(dú)立的,而復(fù)擺破碎機(jī)的連桿則是和機(jī)頭緊密相連的。因此,采用ZG270-500鑄鋼制造的連桿,以承擔(dān)較高的抗壓能力。其結(jié)構(gòu)可以參考圖4-1。這種連桿的設(shè)計(jì)包括上、下兩個(gè)部分,其中,上端的軸承蓋4被2個(gè)大螺栓3緊緊地緊緊地緊貼著機(jī)頭,而軸承的內(nèi)側(cè)則裝配了具備良好抗壓性能的耐磨軟軸承。為了保持連桿軸承的正常運(yùn)行,采取循環(huán)使用的潤(rùn)滑劑,同時(shí)還安裝了一條水管。隨著偏心軸的旋轉(zhuǎn),連桿會(huì)發(fā)生上下移動(dòng),而這種移動(dòng)的過(guò)程中,由于慣性的存在,會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng),從而增加不必要的費(fèi)用。因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要求將連桿的斷面采取“工”字、“十”形或者“箱”等結(jié)構(gòu),來(lái)降低負(fù)載。選擇兩個(gè)“工”字型的連桿,體積僅為總體的8%--13%。圖4-1連桿體4.2動(dòng)顎作為支撐齒輪的重要組成部分,動(dòng)顎需具備良好的抗壓能力,并能在高溫下正常工作。它可以通過(guò)鑄鐵制成,也可以通過(guò)焊接制成。在這種情況下,應(yīng)選擇焊接的箱形。根據(jù)圖4-2,動(dòng)顎的前端采用了一種平坦的形狀,而在它的背后,則設(shè)置了若干條帶有肋片的支撐,從而提升了抗壓能力和穩(wěn)定性,它的橫斷面形狀是E型。圖4-2動(dòng)顎4.3齒板的結(jié)構(gòu)齒板作為一種重要的部分,其設(shè)計(jì)復(fù)雜,不僅可以有效地控制破碎機(jī)的運(yùn)行效果,而且還可以改善其生產(chǎn)效率、降低能源消耗、優(yōu)化物料的顆粒細(xì)化程序,從而提高最終的物料利用效果。由于齒板需要承受巨大的沖擊,所以容易出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損。要想提升其使用壽命,需要采取兩種措施:一種是尋求具有較強(qiáng)抗蝕特性的優(yōu)質(zhì)材料;另一種則要科學(xué)地設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)凝X板的外觀及其組成部分。當(dāng)前,ZGMn13是破碎機(jī)上最常用的耐磨材料,它具有出色的抗沖擊性和抗磨損性,可以在受到?jīng)_擊負(fù)荷的情況下,保持金屬的韌性,從而達(dá)到良好的抗磨損效果。齒板的橫截面結(jié)構(gòu)可以分為平滑的和齒形的兩種,其中,三角形的更為常見(jiàn),但是由于梯形的更容易卡住物料,因此本次設(shè)計(jì)中,選擇三角形齒板,如圖4-3所示圖4-3齒板4.4肘板碎機(jī)的肋板雖然只是一個(gè)極為基礎(chǔ)的部分,但具備著極為關(guān)鍵的三個(gè)功能:首先,可以將破碎物料轉(zhuǎn)化為更強(qiáng)的破碎能量;其次,可以提供一個(gè)安全的防止系統(tǒng),在破碎物料落入破碎腔中的情況下,可以及時(shí)阻止破碎,以防止損害其他部位;再者,可以根據(jù)需求來(lái)調(diào)節(jié)排料口的尺寸。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí),由于缺乏良好的潤(rùn)滑,再加上灰塵的進(jìn)入,肋板及其襯套處于一種極易受到干摩擦或者細(xì)小顆粒的磨損的狀況。因此,由于受到了極大的外部載荷,肋板及其襯套會(huì)迅速受損,從而降低了使用壽命。在進(jìn)行肋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考量關(guān)鍵性能和所處的惡劣的工況。根據(jù)肘部和肘托的結(jié)合方式,可將其劃分為滾動(dòng)和滑動(dòng)兩種,就像圖1-中那樣。這兩種結(jié)構(gòu)的肘部和肘托相互承擔(dān)著巨大的拉伸和拉伸應(yīng)力,同時(shí)還要承擔(dān)著不斷的沖擊和摩擦。通過(guò)改變機(jī)械設(shè)計(jì),如圖1-中的滾動(dòng)式結(jié)構(gòu),能夠大幅度改善傳動(dòng)性能,降低摩擦,增加機(jī)器的耐久性。這種機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是,機(jī)械設(shè)備的機(jī)械部件的機(jī)身和機(jī)架的機(jī)殼都是圓形的,機(jī)械部件的機(jī)械部件的機(jī)械部件和機(jī)架的機(jī)械部件都是平的。當(dāng)機(jī)器處于正常工作狀態(tài)時(shí),由于動(dòng)顎的擺動(dòng)角度較低,導(dǎo)致肘板和肘墊的接觸點(diǎn)的夾角也較低,因此,這些部件能夠?qū)崿F(xiàn)完全的滾動(dòng)。圖4-4肘頭與肘墊形式4.5調(diào)整裝置由于使用調(diào)整設(shè)備,能夠有效控制粉碎機(jī)的排料口的尺寸,以滿足產(chǎn)品的粒徑需求。當(dāng)襯板受到持續(xù)的摩擦?xí)r,排料口的尺寸會(huì)發(fā)生相應(yīng)的增加,從而使得產(chǎn)品的粒徑達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。采用改變顎式破碎機(jī)的排料口的尺寸,能夠獲得更高的產(chǎn)量。目前,這些方法包括墊片、鍥鐵、液壓和襯板等。選擇墊片作為調(diào)整部件。1—肘板2—調(diào)整座3—調(diào)整楔鐵4—機(jī)架圖4-5調(diào)整裝置4.6保險(xiǎn)裝置在使用破碎機(jī)處理不易損壞的材料時(shí),安裝一些額外的安全措施來(lái)確保安全。這些措施包括三類:液壓連桿、液壓磨擦分離器和肘板。應(yīng)選擇肘板,因?yàn)樗谶@種類型的機(jī)器上使用較少,而且成本低廉。如肘板出現(xiàn)故障,會(huì)立即關(guān)閉機(jī)器,并使其恢復(fù)正常運(yùn)行。盡管肘板保險(xiǎn)件的設(shè)計(jì)存在著許多問(wèn)題,但如果能夠精準(zhǔn)地控制和調(diào)整,就可以避免這些問(wèn)題的發(fā)生,從而減少對(duì)工廠的損失。為此,在進(jìn)行肘板保險(xiǎn)件的設(shè)計(jì)之前,必須要精準(zhǔn)地測(cè)量和分析破碎力對(duì)肘板的作用,并且要求該部位的抗荷能力要求很高。根據(jù)圖1-,肘板可以分為三個(gè)不同的類型:一種為中間厚的變形狀構(gòu)造,另一種為圓弧構(gòu)造,還一種為S型構(gòu)造。前兩種類型的肘板都具備良好的剛度、穩(wěn)定性,而后兩種類型的則更加靈活,可以根據(jù)不同的材料,采取不同的設(shè)計(jì),以達(dá)到更好的耐久性。雖然a的肘板在實(shí)際使用中表現(xiàn)優(yōu)異,但其能否完全承受負(fù)荷,以及其截面尺寸的準(zhǔn)確度,仍然需要進(jìn)一步的研究。為了提高其使用效率,選擇a的肘板作為研究對(duì)象。圖4-6肘板4.7機(jī)架結(jié)構(gòu)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要,它不僅需要滿足高精密的機(jī)械結(jié)構(gòu),還需要具備良好的抗震、抗拉、抗壓、抗彎等功能,以確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),為了確保設(shè)備的安全可靠,必須確保機(jī)架的結(jié)實(shí)耐用,結(jié)構(gòu)緊湊,可靠耐用,并具備良好的抗震、抗拉、抗壓等功能。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),破碎機(jī)可以采用單獨(dú)的部件或者結(jié)合在一起的方式;而根據(jù)生產(chǎn)技術(shù),可以采用鑄鐵或者焊接。1)盡管整體機(jī)架的生產(chǎn)、安裝及運(yùn)輸都相對(duì)艱苦,因此并非適用于各種規(guī)模的破碎機(jī),尤以中、小型破碎機(jī)最佳。相對(duì)于組合機(jī)架,這種機(jī)架的結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固,但是生產(chǎn)過(guò)程也更加繁瑣。在生產(chǎn)領(lǐng)域,這種機(jī)構(gòu)可以分為整體鑄造式和整體焊接式。與傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)相比,新一代的機(jī)架更具有優(yōu)勢(shì),更容易加工和制作,而不需要進(jìn)行復(fù)雜的退火處理。此外,新一代的機(jī)架更具有優(yōu)勢(shì),更容易安裝和維護(hù),而不需要進(jìn)行復(fù)雜的退火處理。采用Q235鋼板制作的焊接機(jī)架,通常具有25-50mm的厚度。為了滿足小型破碎機(jī)的需要,使用了ZG270-500材料,還使用了高品質(zhì)的鑄鐵和球墨鑄鐵。目標(biāo)是盡可能地降低重量。還要確保偏心軸承的中心處能夠精確地鏜出,并且能夠與動(dòng)顎心軸軸承的中心處保持一致。本設(shè)備使用了鍛鐵制成的支撐結(jié)構(gòu)。圖4-8機(jī)架4.8傳動(dòng)件45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理的偏心軸具備了極強(qiáng)的抗彎曲能力,它的一頭安裝了帶輪,而另一頭則安裝了飛輪,這使得它成為了破碎機(jī)的核心部件。4.9飛輪飛輪可以將動(dòng)顎空形程所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為可供機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力,從而提高機(jī)械的運(yùn)行效率和性能。帶輪的設(shè)計(jì)可以讓飛輪更加平穩(wěn)地運(yùn)行。4.10潤(rùn)滑裝置通過(guò)采用集中循環(huán)潤(rùn)滑,偏心軸軸承可以獲得良好的潤(rùn)滑效果,而心軸和推力板的支承面也可以得到良好的潤(rùn)滑采取了一種新的方法來(lái)保持機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)??梢栽跈C(jī)械設(shè)備的底部和環(huán)形區(qū)域分別設(shè)置一些油溝。5簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的主參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1機(jī)構(gòu)參數(shù)顎式破碎機(jī)的主參數(shù)即決定機(jī)器技術(shù)性能及其密切相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機(jī)的主參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功耗等。其中生產(chǎn)能力、破碎力、功耗除與破碎物料的物理、力學(xué)性能以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外,還與實(shí)地生產(chǎn)時(shí)的外部條件(如裝料塊度及裝料方式等)有關(guān),要作出精確的理論計(jì)算是比較困難的。本設(shè)計(jì)中用的公式都是通過(guò)一定數(shù)量的測(cè)試而得到的實(shí)驗(yàn)了理論分析式。多次實(shí)踐表明這些計(jì)算公式有足夠的計(jì)算精度。因此,從設(shè)計(jì)的角度,本設(shè)計(jì)只重視計(jì)算公式的是實(shí)用性,這些公式是破碎機(jī)最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)約束的重要依據(jù)。本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)為生產(chǎn)能力:2-6t/h進(jìn)料最大粒度:D進(jìn)料口尺寸:900×1200出料口調(diào)節(jié)范圍:150~180mm5.1.1主軸轉(zhuǎn)速?gòu)膱D5-1可以看出,b代表著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的排料口,SL表示動(dòng)顎的最低位置,AL則表明了一個(gè)排料層的平均嚙合角。此外,ABB1A1代表著一個(gè)被壓縮的棱柱形,而ABB2A2則表明了一個(gè)被排出的棱形。最后,n則表明了一個(gè)被排出的棱形的最大高度,即(AA1),大小取決于一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的排出量。在這種情況下,排料層的高度h和下方的水平行程SL以及嚙角αL都會(huì)影響到最終的排料效果。因此,在確定最佳的排料速率之前,必須先確定最佳的排料層的厚度,以便將最終的物料完整地排放到目標(biāo)位置。然而,在確定最佳的排料速率之前,還必須考慮到破碎機(jī)的快速反彈能力,也就是說(shuō),排料速率和機(jī)器的運(yùn)動(dòng)速率之比。盡管有人提出了將排料時(shí)間t視作15/n的概念,但是它忽略了動(dòng)顎的兩極限位置,而且它們之間的關(guān)系也存在著很多誤解。因此,必須重新審視原有的看法,以確保能夠準(zhǔn)確地反映出真正的運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的觀察和研究,在破碎的過(guò)程中,曲軸的轉(zhuǎn)速必須大于180o,因此,建議采用主軸半轉(zhuǎn)的方式來(lái)計(jì)算排料的時(shí)長(zhǎng),這樣更加接近現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)。排料時(shí)間t為t=30/n排料層完全排出下落的高度h為:h=SL/tan∝L由h=gt2將式(2-1a)、(2-1b)、(2-1d)代入(2-1c),得
n=2100qtan∝SL 式中n主軸轉(zhuǎn)速(r/min);SL動(dòng)顎下端點(diǎn)水平行程(mm);αL排料層平均嚙角(o);q系數(shù),考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q=0.95~1.05。高硬度礦石取小值。n=2100q=2100圖5-1排料口示意圖根據(jù)式(5-1),主軸的旋轉(zhuǎn)角度αL以及動(dòng)顎的上端的水平行程SL都會(huì)影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能。這個(gè)方法在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。代入?yún)?shù)得n=210r/min5.1.2生產(chǎn)率簡(jiǎn)單顎式破碎機(jī)的效率Q受到破碎材料的特征(如強(qiáng)度、節(jié)理、進(jìn)料粒度)、材料的力學(xué)特性和工藝條件(如供料狀態(tài)和出口尺寸)的影響。結(jié)合實(shí)際,這種方法的計(jì)算方法是: Q=k1k2式中q標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)率[],見(jiàn)表(非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊(cè))e出料口寬度(mm)已知1200mm;K1K2Kρ物料堆積密度(t/mK3查表得K1=0.94KQ=141t/h與已知吻合。5.1.3鉗角設(shè)計(jì)計(jì)算鉗角是指動(dòng)顎和定顎之間的夾力。取值取決于材料的特征,例如材料的性質(zhì)、顆粒的尺寸和形態(tài)。過(guò)大的鉗角會(huì)導(dǎo)致材料無(wú)法在入料口處被有效地固定,導(dǎo)致材料流失,并且會(huì)影響生產(chǎn)效率。相反,過(guò)小的鉗角會(huì)導(dǎo)致材料的損失,即使可以提高效率。圖4-1展示了一種基于力學(xué)原理的鉗角計(jì)算模型,它假設(shè)物料在破碎腔內(nèi)被牢牢夾住,而不會(huì)被推出機(jī)外,并且x、y方向的分力總和均為零。圖5-1鉗角計(jì)算圖式于是求得tgα=因f=tgα,故tgα=tg2φ式中鉗角物料與顎板間摩擦角f物料與顎間摩擦角系數(shù)。為了確保破碎機(jī)能夠正常運(yùn)行,避免物料塊被拋出機(jī)外,必須采取以下措施:鉗角應(yīng)低于物料與顎板之間的摩擦力,其值不得超過(guò)0.5。如果將鋼與礦石的摩擦系數(shù)調(diào)整至0.3,那么理論上的最佳鉗口尺寸應(yīng)該達(dá)到‘。然而,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的鉗口尺寸要遠(yuǎn)低于此,因此,當(dāng)一塊較厚的材料緊緊地夾在兩塊較薄的材料中時(shí),還存在著擠壓的風(fēng)險(xiǎn)。5.1.4動(dòng)顎水平行程S[式中bminB進(jìn)料口尺寸(mm)進(jìn)料口寬度a與bmina=(910)ba為1200mm取bmin所以得Sm=36.8mm[5.1.5偏心距及動(dòng)顎擺幅的計(jì)算圖4-2表示推力板的位置示意圖,根據(jù)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),定推力板板長(zhǎng)度l=400mm,其向下偏斜量Co=75,a0和aμ是推力板在兩個(gè)極限位置時(shí)的水平投影,而?α=α圖4-2偏心距與動(dòng)顎擺程的關(guān)系 αμ=l2 αμ=l2 αμ3?α0 e=?C02±通過(guò)公式,可以得出,偏心距e和擺幅是相互影響的。通常,第二項(xiàng)是正數(shù)。具體的擺幅可以根據(jù)所需的破碎比來(lái)確定,在這個(gè)例子中,總擺幅為26mm,?α=aae=?顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)中,動(dòng)態(tài)偏轉(zhuǎn)和振蕩角度的變化是至關(guān)重要的,因?yàn)橹苯佑绊懼扑闄C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。5.2破碎力5.2.1破碎力的計(jì)算考慮到大尺寸的顆粒物,這個(gè)過(guò)程需要逐步推進(jìn)。將物體破碎成小塊,然后將其卸出,并根據(jù)破碎力的大小來(lái)確定。根據(jù)顎板凸齒的作用,物料的性質(zhì)將會(huì)有很大的變化應(yīng)力和物料的抗拉強(qiáng)度是相互影響的。第一階段破碎,圖4-3表示作用在立方上的力圖4-3作用在立方體上的力因?yàn)辇X輪的運(yùn)動(dòng),立方體的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力都會(huì)產(chǎn)生,而且會(huì)對(duì)其中的一個(gè)部分造成更大的壓力σα σα=FW故得 F1=σα 式中F1δαW立方體物料連長(zhǎng)(cm);Z齒棱間距(cm).(2)第二階段的破碎.將原本的兩個(gè)半立方體轉(zhuǎn)化為更小的顆粒,當(dāng)它們被動(dòng)顎拉的同時(shí),礦石會(huì)根據(jù)自身的特性而發(fā)生方向性的轉(zhuǎn)換,從而形成更大的破碎能量。 F2=σα(3)第三階段破碎.物料進(jìn)行第二階段破碎以后,成為4塊體進(jìn)行再破碎.第三階段的破碎 F3=σα所破物料的抗劈強(qiáng)度是σα=500N/cmW=600mm,則第一階段破碎力F此力產(chǎn)生側(cè)向分力,設(shè)棱角為90°,則側(cè)向力為FFF當(dāng)一個(gè)在特殊情況下立方體的邊長(zhǎng)600mm時(shí),一個(gè)齒棱會(huì)與另一個(gè)齒棱相接觸,這時(shí)的破碎力會(huì)達(dá)到1110KN。如果它的邊長(zhǎng)不止3個(gè)齒棱,那么破碎力將會(huì)達(dá)到3330KN。最后,將其取平均值2220KN。在多次的碰撞之后,一個(gè)全新的立方體終于誕生了。這個(gè)過(guò)程包括了初次加入的物質(zhì)的撞擊作用,也包括了第二階段的兩次碰撞,從而使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體撞擊強(qiáng)度達(dá)到了預(yù)期的水平F破碎力的大小和分布受到物料粒度和出料口寬度的影響,但也可以通過(guò)多種組合方式來(lái)改變,例如,減少粒徑,或者增加粒徑,從而導(dǎo)致總破碎力的變化。F5.2.2最大破碎力當(dāng)物體被完全破壞時(shí),最大破壞力就會(huì)達(dá)到最高點(diǎn)。 Fmax=0.034(B?b)Ltanα式中Fmax最大破碎力(N)σB物料抗壓強(qiáng)度(N/k有效破碎系數(shù),當(dāng)α=20°時(shí),取破碎腔尺寸B、b、L的單位是cm。由已知得B=90cmb=12cmL=120cmα=20根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊(cè)表18.1-8取σBF5.3功率的計(jì)算 P=Fmaxke式中P計(jì)算功率放大器(KW);Fmaxsm破碎腔平均齒角();η機(jī)械總效率,由表2-4可知,η=0.81~0.85。ke等效破碎系數(shù),中大型機(jī),有k已知有Fmax=3147.688KN取kα=20°sm所以得P=為了保證破碎機(jī)的工作可靠,并考慮尖峰負(fù)荷,還必須乘以安全系數(shù)f=1.1.故所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于108.6KN,所以選功率為110KN。5.4主要零件受力計(jì)算(1)推力板 Fk=125Pn?式中FkP所選電動(dòng)機(jī)功率(Kw);n偏心軸轉(zhuǎn)速r/min;h動(dòng)顎行程平均值(m)。如圖4-4所示得圖4-4破碎機(jī)計(jì)算圖式F(2)連桿則連桿力的平均值是F=KF≈0.3(3)動(dòng)顎在鉗角一定的情況破碎腔的高度由所需要的破碎比確定。通常,動(dòng)顎的長(zhǎng)度:L=(2.25~2.5)B=(2.25~2.5)×900=2025~2250(mm)為了獲得較高的生產(chǎn)率,將H取的大些。取L=2100mm;最小長(zhǎng)度:l正常長(zhǎng)度;l兩種長(zhǎng)度可以不等,但為制造方便考慮,再根據(jù)破碎腔高和連桿的長(zhǎng)度與嚙角計(jì)算取L=2100mm。圖4-5表示動(dòng)顎受力情況,動(dòng)顎上的實(shí)際載荷,可以考慮為按拋物線分布,一般情況下,其全力Fk作用點(diǎn)是在動(dòng)顎全長(zhǎng)的3圖4-5簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)受力情況
6重要零件的設(shè)計(jì)和校核6.1帶輪的設(shè)計(jì)確定計(jì)算功率P由表查得工作情況系數(shù)KaP選取窄V帶帶型根據(jù)Pca、n1由確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑ddd2根據(jù)表,取dd2按要求驗(yàn)算帶的速度v=帶的速度合適。確定窄V的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心矩根據(jù)式0.7×(d有0.7×(280+1409.6)<1182.72<初步取a0計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=[2×2000+ =6812mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得,選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld按式計(jì)算實(shí)際中心矩aa=驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1α=180°?主動(dòng)輪上的包角合適。計(jì)算窄V帶的根數(shù)z z=Pca(P由(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè))n=1480r/min、di=5,查表得P0=22.92KWK則有z=取z=6計(jì)算預(yù)緊力F有:F0==500Pcavz查表8-4得q=0.37Kg/m,故F計(jì)算作用在軸上的壓軸力FF帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選用原則見(jiàn),材料采用HT200。dd1dd2=1409.6mm>300mm6.2曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算曲軸主要尺寸的確定在設(shè)計(jì)曲軸時(shí),先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定曲軸的有關(guān)尺寸,然后根據(jù)理論公式進(jìn)行精確核驗(yàn)。其圖形見(jiàn)圖6-1。圖6-1曲軸經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié),支承軸直徑d0≈(4.5~5)Fg其中Fg標(biāo)稱壓力所以有d取d0曲柄徑直徑d=121~154mmd支承徑長(zhǎng)度根據(jù)破碎腔的長(zhǎng)度和經(jīng)驗(yàn)公式取l0曲柄兩臂外側(cè)面間的長(zhǎng)度ll曲柄頸長(zhǎng)度根據(jù)連桿寬度和經(jīng)驗(yàn)取l圓角半徑r=(0.08~0.10)取。曲柄臂的寬度α≈(1.3~1.8)取α=180mm。曲軸的強(qiáng)度校核對(duì)載荷做以下簡(jiǎn)化:(1)齒輪對(duì)曲軸的作用力比連桿對(duì)它的作用力小的多,可忽略不計(jì)。(2)連桿對(duì)曲軸的作用力近似看成等于標(biāo)稱壓力Fg,并以其的12F圖5-2圖6-2曲軸強(qiáng)度在曲軸頸上,除受彎矩作用外,尚受到扭矩的作用,應(yīng)按彎扭合成作用計(jì)算,但由于彎矩比扭矩大的多,故忽略扭矩的應(yīng)力。這樣,危險(xiǎn)截面C-C的最大應(yīng)力為(<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié),李永堂等主編): σ=14(l其中FglαlqdA圓角半徑。所以得:σmax=0.8698MPa<[σ]=100MPa在B-B截面上也受到彎扭聯(lián)合作用,但此扭矩比彎矩大的多,故忽略彎矩的影響。由公式得最大剪應(yīng)力為:式中d0mg又有公式:注:R曲柄半徑;曲柄轉(zhuǎn)角;連桿系數(shù);摩擦系數(shù);取.求得:m=19.3×所以:τ==25.8MPa<[τ]=75MPa所以綜合分析:強(qiáng)度符合要求.曲軸剛度的計(jì)算計(jì)算公式見(jiàn)(<<鍛壓設(shè)備理論與控制>>4.4節(jié)):簡(jiǎn)化式為:
δ=式中E彈性模量,鋼曲軸E=2.1×10b曲柄臂厚度;h曲柄臂厚度;a曲柄臂寬度;c曲柄臂形心至曲柄頸心形心的距離。J2
Ja、b、c、h的尺寸圖見(jiàn)圖6-3。圖6-3曲軸其余尺寸同上。所以算得:δ=8.9×6.3滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.1軸承的選擇材料選用為了ZcuPb30,結(jié)構(gòu)參見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、單行本、軸承、成大先主編》選為HZ90。6.3.2軸承的驗(yàn)算驗(yàn)算軸承的平均壓力p(單位為Mpa)(機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.濮良貴、紀(jì)名剛.主編)。 P=FdB≤[P] 式中:B軸承寬度,mm(根據(jù)寬徑比確定);[p]軸瓦材料的許用壓力,Mpa,其值見(jiàn)表12-2。F=d=110mmB=130mm算得:P=符合要求。驗(yàn)算軸承的pv(單位為MPa·m/s)值。軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗成正比(是摩擦系數(shù)),限制值是限制軸承的溫升。 pv=FπdnBd×60×1000=Fn19100B≤[pv]式中:v軸頸圓周速
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