畢業(yè)設計（論文）pef750x1060復式破碎機機架設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄Ⅰ</b></p><p>　　題目、作者、摘要Ⅲ</p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1顎式破碎機發(fā)展現狀與趨勢1</p><p>　　1.2 復擺型顎式破碎機

2、的發(fā)展機遇2</p><p>　　1.3機架及動顎研究的目的和意義2</p><p>　　1.4 本文研究的主要內容3</p><p>　　第二章 Inventor軟件4</p><p>　　2.1 Inventor軟件簡介4</p><p>　　2.2 Inventor軟件的特點4</p>

3、<p>　　第三章 破碎機結構特點及主要參數計算5</p><p>　　3.1 復擺顎式破碎機的結構及工作原理5</p><p>　　3.1.1 復擺顎式破碎機的結構組成5</p><p>　　3.1.2 復擺顎式破碎機的工作原理6</p><p>　　3.2 顎式破碎機的機構簡化及運動特點6</p>

4、;<p>　　3.2.1 顎式破碎機的機構簡化6</p><p>　　3.2.2 顎式破碎機的運動特點7</p><p>　　3.2.3 復擺顎式破碎機的優(yōu)缺點7</p><p>　　3.3 主要結構參數計算[9]8</p><p>　　3.4 性能參數計算[10]12</p><p&g

5、t;　　3.4.1 功率計算12</p><p>　　3.4.2 生產率計算13</p><p>　　3.5 破碎力大小的計算13</p><p>　　3.5.1 破碎力的性質13</p><p>　　3.5.2 最大破碎力及其作用點的位置14</p><p>　　3.5.3 機構尺寸參數對破碎

6、機性能的影響14</p><p>　　第四章 顎式破碎機機架結構設計15</p><p>　　4.1 機架結構型式[12]15</p><p>　　4.2 機架前壁結構設計[13]17</p><p>　　4.3 機架側壁結構設計[14]18</p><p>　　4.4 機架后壁結構設計[15]2

7、0</p><p><b>　　結 論21</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p>　　致 謝23 </p><p>　　題 目：PEF750x1060復式破碎機機架設計</p>

8、;<p><b>　　作 者：</b></p><p><b>　　摘 要:</b></p><p>　　研究主要內容包括：分析復擺顎式破碎機的工作原理及其結構尺寸對破碎機性能的影響，計算確定PE750×1060復擺顎式破碎機的設計參數；在分析破碎機機架結構的基礎上, 闡述設計機架結構的原則和方法。本文采用先進的Autod

9、esk Inventor2009軟件對復擺顎式破碎機的機架進行設計，在滿足強度和剛度的前提下，力求減輕機重。這對目前顎式破碎機的研究和開發(fā)具有重要的意義，可以加快新型的高效節(jié)能的破碎機的開發(fā)的步伐。復擺顎式破碎機作為一種傳統(tǒng)的破碎設備，一直被廣泛應用于礦山、交通工程、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門的粗碎。復擺顎式破碎機機架研究的出發(fā)點就是滿足受力要求及其生產能力的情況下，力求減輕機重，從而節(jié)能降耗。</p><p&

10、gt;　　關鍵詞：復擺顎式破碎機，機架，動顎，結構設計 </p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1顎式破碎機發(fā)展現狀與趨勢</p><p>　　什么叫破碎？破碎就是利用外力把大顆粒物料變成小顆粒物料的過程。破碎所使用的機械設備稱之為破碎機械。磨碎(或粉碎)是指利用外力將小顆粒物料變成粉體物料的過程，簡

11、稱粉磨。粉磨所使用的機械設備稱之為粉磨機械。破碎和粉磨聯(lián)合起來簡稱破磨。物料破磨的目的是增加物料的比表面積，制備混凝土骨料與人造砂，使礦石中有用成分解離，以及為原料下一步加工做準備等。</p><p>　　隨著當代社會經濟的迅速發(fā)展，各種金屬、非金屬礦等物料的社會需求量和生產規(guī)模日益擴大，需要破磨的物料量迅速增加。90年代以來，全世界每年經破磨的物料量達到10億噸以上。尤其是在金融危機的背景下，我國積極拉動內需，

12、到處興起搞基礎設施建設的浪潮，如：貴陽至廣州的高速鐵路，夏蓉高速公路，水城至盤縣的高等級公路等等，這些設施建設中無一不用到破碎物料的設備，鄂式破碎機在諸多的破碎設備中作為一級（粗碎和中碎），占據著舉足輕重的位置，可見破碎和粉磨工程在國民經濟中發(fā)揮著巨大的作用。</p><p>　　顎式破碎機在工礦企業(yè)中被廣泛使用，長期以來得到了不斷的改進和創(chuàng)新。比如優(yōu)化結構與改善動顎運動軌跡；改進破碎腔型，以增大破碎比，提高破碎

13、效率，減少磨損，降低能耗，現已普遍應用高深破碎腔和較小嚙角；改進動額懸掛方式和襯板的支承方式，改善破碎機性能；顎板采用新的耐磨材料，降低磨損消耗；提高自動化水平(可自動調節(jié)、過載保護、自動潤滑等)。同時也出現了一些新的機型；如復擺型顎式破碎機，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烈粉碎作用，大塊物料在上部容易破碎，整個

14、顎板破碎作用均勻，有利于生產能力的提高。同時，動顎向定顎靠攏，在擠壓物料過程中，頂部各點還順著定顎向下運動，又使物料能更好的夾持在顎腔內，并促使物料盡快的排出，在相同條件下，這類破碎機的生產能力較簡擺型顎式破碎機高20%~30%。北京礦冶研究院總院研制的PEWA90120新型外動顆低矮破碎機，與傳統(tǒng)顎式破碎機相比，它的動顎與靜顎位置正好相反，動顎的往返運動為破碎機提供了可靠的進料保障，并促進排料，所以其生產能力比傳統(tǒng)顎式破</p&

15、gt;<p>　　上述提出的各種新型顆式破碎機我國均有產品或樣機，只是在質量與性能方面與國外相比還存在很大差距。如我國PE750×1000型顎式破碎機與美國HR公司的800×ll00型顎式破碎機(規(guī)格略大于我國)相比，機重分別為28000kg和18000kg。HR公司的產品重量輕得多，反映了其設計與制造工藝綜合水平比我國高得多。從前機架軸承和動鄂軸承的尺寸(外圓×內孔×厚度)也可看出

16、差距，我國PE750×I00型顎式破碎機的機架與動顎軸承尺寸均為620mm×380mm×194mm，而美國HR公司800×ll00型顎式破碎機的機架與動顎軸承尺寸分別為460mm×260mm×l80mm和460mm×280mm×146mm。國外生產的軸承比我國的小得多，而且壽命也長。此外在耐磨材料、熱處理工藝及自動化程度上與國外相比也都存在著不小的差距[3]

17、。</p><p>　　1.2 復擺型顎式破碎機的發(fā)展機遇</p><p>　　顎式破碎機按運動形式分為簡擺式和復擺。目前，國內顎式破碎機類型很多，但得到廣泛使用的還是傳統(tǒng)復擺顎式破碎機。傳統(tǒng)的顎式破碎機由于具有結構簡單、工作可靠、制造容易、維修方便、價格低廉、適用性強等優(yōu)點，所以在工業(yè)上得到了廣泛應用。 隨著能源的短缺和加工成本的增加，現代破碎設備正面臨著一些正待研究解決的重要問題，這就

18、要求研制開發(fā)出高生產率、低能耗的新型機械設備，來提高粉碎過程的能源效率、粉碎效率和生產能力，以降低粉碎過程的單位能耗和生產成本。使其在較大的給礦粒度下能達到大的破碎比，以實現多碎少磨，降低能耗，并能實現對任何強度物料的選擇性破碎。</p><p>　　復擺顎式破碎機研究的出發(fā)點就是提高生產能力、節(jié)能降耗，它在粉末冶金中可獲得廣泛的應用，尤其是在破碎物料時，與簡擺式破碎機相比在節(jié)約能源、提高生產效率方面具有很大的優(yōu)

19、勢。</p><p>　　1.3機架研究的目的和意義</p><p>　　顎式破碎機是目前廣泛應用的破碎設備,主要用于粗碎。在各行各業(yè),破碎機破碎各種不同硬度、不同性質的物料。破碎機機架是由前壁、側壁和后壁以及軸承座組成一個空間框架結構。設計目的在于適應生產規(guī)模要求，提高產品的耐用度、減輕機重。破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊載荷,它的機重占整機很大比例(對

20、鑄造機架為50% 左右, 對焊接機架為30% 左右) , 而且加工制造工作量也較大。機架的強度和剛度, 對整機性能和主要零件壽命均有很大影響。這個特性又是借助機構優(yōu)化設計所得到的。因此, 研究機架設計很有意義。</p><p>　　1.4 本文研究的主要內容</p><p>　　本文主要研究以下幾個方面的內容:</p><p>　　1 、根據生產要求對PE750&

21、#215;1060復擺型顎式破碎機機架部分進行設計、計算、校核。</p><p>　　2 、分析復擺顎式破碎機的工作原理及其結構尺寸對破碎機性能的影響，計算確定PE750×1060復擺顎式破碎機的設計參數，在分析破碎機機架結構的基礎上, 闡述設計機架結構的原則和方法。</p><p><b>　　3 、機架結構設計</b></p><p&

22、gt;　　根據受力情況, 在滿足強度和剛度要求的條件下, 力求減輕機重。同時考慮工藝和外觀。</p><p>　　4 、加強筋的位置和方向必須適應受力的要求, 例如側壁加強筋布置的方向和軸承座下加強筋的位置。</p><p>　　5、 由于機架在工作時抖動很大，礦料對其的沖擊力也非常強，因此，在設計時應做相應的平衡處理。因為鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度，在能滿足受力的情況下

23、應大力發(fā)展焊接機架。顎式破碎機采用焊接機架是發(fā)展方向。</p><p>　　第二章 Inventor軟件</p><p>　　2.1 Inventor軟件簡介</p><p>　　Autodesk Inventor軟件是美國Autodesk公司于1999年底推出的三維可視化實體模擬軟件，它包含三維建模、信息管理、協(xié)同工作和技術支持等各種特征。使用Autodesk I

24、nventor可以創(chuàng)建三維模型和二維制造工程圖、可以創(chuàng)建自適應的特征、零件和子部件，還可以管理上個零件和大型部件，它的“連接到網絡”工具可以使工作組人員協(xié)同工作，方便數據共享和同事之間設計理念的溝通。Inventor在用戶界面簡單，三維運算速度和著色功能方面有突破的進展。設計人員能夠簡單迅速地獲得零件和裝配體的真實感，這樣就縮短了用戶設計意圖的產生與系統(tǒng)反應時間的距離，從而最小限度的影響設計人員的創(chuàng)意和發(fā)揮。</p>&l

25、t;p>　　2.2 Inventor軟件的特點</p><p>　　實際上Inventor軟件做模具是很好用的，因為Inventor的強項就是結構設計。它自身的關聯(lián)設計功能非常強大，方法也很多。模具結構做起來很輕松的，裝配也很容易，參數化控制，更靈活，方便，易學，帶有國標的零件庫和標準型材庫 ，衍生功能好，可以傳遞參數，可以用一張草圖控制整個設計。</p><p>　　使用此軟件的

26、目的：由于Inventor軟件具有很強的關聯(lián)設計和衍生功能，可以創(chuàng)建自適應零件、使用衍生零件創(chuàng)建模型、使用結構件生成器、創(chuàng)建螺栓聯(lián)接、創(chuàng)建軸承、創(chuàng)建V型皮帶傳動、設計盤式凸輪、設計壓縮彈簧等。操作方便快捷[5]。</p><p>　　第三章 破碎機結構特點及主要參數計算</p><p>　　3.1 復擺顎式破碎機的結構及工作原理</p><p>　　3.1.1

27、復擺顎式破碎機的結構組成 </p><p>　　復擺顎式破碎機主要組成部件有：機架、動顎部分、軸上部件、齒板、調節(jié)機構、動力系統(tǒng)。</p><p>　?。?）機架 機架是整個設備的支撐部分，機架內部安裝齒板及動顎形成破碎腔，上端面安裝軸承座為破碎機主軸的支撐部分。</p><p>　?。?）動顎部分 動顎部分主要有活動齒板、動顎、鍥型鐵組成，其主要作用是通過

28、偏心軸傳遞的動力使物料破碎，以達到所需求的粒度。</p><p>　?。?）軸上部分 軸上部分主要有軸承、偏心軸、帶輪、飛輪密封件等，其作用是同過帶輪把功率傳遞給偏心軸，再通過偏心軸傳遞轉矩和位移。</p><p>　?。?）齒板 齒板是破碎機不可缺少的部分，破碎機通過電動機傳遞出來的功率最終由齒板作用在物料上使物料破碎，由于齒板長期和物料接觸，對齒板的材料和壽命要求都是很高的。本

29、研究精心設計的齒板大大增加了壽命，在拆換的時候也是極為方便的。</p><p>　?。?）調節(jié)機構 調節(jié)機構主要由肘板、肘座、拉桿、拉桿彈簧等組成。調節(jié)機構可以根據需要調節(jié)出料口的大小來調節(jié)出料粒度，肘板在出現卡鋼等現象時會自動斷裂從而達到保護設備的作用。</p><p>　　（6）動力系統(tǒng) 動力系統(tǒng)主要是指驅動系統(tǒng)，由電動機、電動機皮帶輪、傳送帶等部件組成，破碎石料的動力由電動機

30、輸出，經皮帶輪、皮帶傳送到偏心軸，偏心軸帶動動顎板上的齒板，達到物料破碎的目的[6]。</p><p>　　3.1.2 復擺顎式破碎機的工作原理</p><p>　　當物料進入破碎機后，破碎機通過偏心軸輸送出來的力矩帶動齒板使物料破碎，進入的物料在重力的作用下向破碎腔下部運動，由于兩齒板成一定角度，物料往下運動的時候會被齒板不斷擠壓破碎，直至達到所需要的粒度，再由機器下部排料口排出。&l

31、t;/p><p>　　復擺型顎式破碎機動顎直接懸掛在偏心軸上，受到偏心軸的直接驅動，動顎的底部有一塊推力板支撐在機架的后壁上，當偏心軸轉動時，動顎一方面對定顎做往復擺動，同時還順著定顎有很大程度的上下運動。動顎上每一點的運動軌跡并不一樣，頂部的運動受到偏心軸的約束，運動軌跡接近于圓弧，在動顎的中間部分，運動軌跡為橢圓曲線， 靠近下方橢圓愈偏長。由于這類破碎機工作時動顎上各點的運動軌跡比較復雜，因此稱為復雜擺動型顎式破

32、碎機[7]。</p><p>　　3.2 顎式破碎機的機構簡化及運動特點</p><p>　　3.2.1 顎式破碎機的機構簡化</p><p>　　現在應用最多的破碎機主要有簡式和復式兩種結構如下圖3.1破碎機機構簡圖所示。</p><p>　　圖3.1破碎機機構簡圖</p><p>　　簡擺式破碎機在結構上復雜，

33、其動顎運動軌跡不理想，從結構上可得出上腔的破碎力小而下腔的破碎力大，而物料上腔粒度大需要的破碎力較大，下腔物料小需要的破碎力較小，從而形成了能量的浪費。復擺式破碎機解決了這一缺點。因而復擺顎式破碎機的研究設計符合社會發(fā)展的需要，有著重大的現實意義，它己成為許多工業(yè)發(fā)達國家的研究重點。</p><p>　　3.2.2 顎式破碎機的運動特點</p><p>　　簡式破碎機的主要通過肘板帶動動

34、顎的下部運動從而破碎物料，這樣的破碎機能破碎比較硬的物料，但其破碎性能不是很好，而且從能源的利用上講也是不科學的，動顎板下部行程大，上部行程小不利于入料，出料粒度也不如復式破碎機均勻。有的簡式破碎機是通過偏心軸帶動動顎上部運動，但這種破碎機對出料粒度的大小調節(jié)是不方便的，當出現卡鋼現象的時候設備也得不到很好的保護。復式破碎機大都是同過偏心軸帶動動顎上部運動，下部裝有出料粒度調節(jié)和安全裝置。這種破碎機機體結構簡單輕巧、安全且調節(jié)、齒板更換

35、方便。是目前應用較廣的一種破碎機。</p><p>　　3.2.3 復擺顎式破碎機的優(yōu)缺點</p><p>　　（1）復擺型顎式破碎機動顎在上端及下端的運動不同步，交替進行壓碎及排料，因而功率消耗均勻。</p><p>　?。?）動顎垂直行程相對較大，這對于排料、特別是排出粘性及潮濕物料有利。</p><p>　?。?）破碎能力強、能耗少；

36、結構緊湊，占地少；能調節(jié)出料粒度，應用范圍小；耐磨件齒板拆裝方便,操作簡單，維修方便</p><p>　　（4）動顎垂直行程比較大，物料不僅受到擠壓的作用，還受到部分的磨削作用，加劇了物料過粉碎現象，增加了能量消耗，產生粉塵較大，顎板比較容易磨損。</p><p>　?。?）復擺型顎式破碎機在破碎時，動顎受到的巨大擠壓力，直接作用在偏心軸上，目前這種破碎機都制成中、小型的。</p&g

37、t;<p>　　復式破碎機大都是同過偏心軸帶動動顎上部運動，下部裝有出料粒度調節(jié)和安全裝置。這種破碎機機體結構簡單輕巧、安全且調節(jié)、齒板更換方便。是目前應用較廣的一種破碎機。由于機架在工作時抖動很大，礦料對它的沖擊力也非常強，因此，在設計時應做相應的平衡處理。在強受力的地方以焊接鋼板的形式來處理[8]。</p><p>　　3.3 主要結構參數計算[9]</p><p>　

38、　一、破碎機給料口與排料口尺寸 </p><p>　　設計破碎機時，原料最大顆粒的尺寸為已知。為保證原料最大顆粒能順利地進入破碎腔中，則給料口尺寸為： </p><p>　　B=（1.1—1.25）Dmax (2.1)</p><p>　　式中 B——破碎機給料口寬度。</p><p><b>　　——最大給料粒度

39、</b></p><p><b>　　其中=630 mm</b></p><p>　　由式2-1可得 B=750 mm （取1.19） 根據用戶需要取進料口長L=1060 mm。</p><p>　　給料口尺寸為寬750mm、長 1060 mm；排料口尺寸為 80～140 mm。</p><p><

40、b>　　二、 嚙角的選擇 </b></p><p>　　破碎機動顎板與固定顎板之間的夾角叫嚙角。實際上顎式破碎機的嚙角為17，</p><p>　　本設計選 a = 19°</p><p>　　圖3.2　復擺型顎式破碎機機構運動簡圖</p><p>　　三、 動顎擺動下部水平行程 的計算 </p>&

41、lt;p>　　如圖3.2復擺型顎式破碎機機構運動簡圖所示。</p><p>　　動顎下部水平行程可按下式計算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 ——最小排料口尺寸。</p><p><b>　　也可用經驗公式</b></p><p

42、>　　=0.054×750=40.5 mm (2-3)</p><p>　　式中 B——破碎機給料口寬度。</p><p>　　四、 偏心軸偏心距e的確定 </p><p>　　由圖3.2 顎式破碎機機構簡圖</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>

43、　　式中 ——近似認為破碎機嚙角；</p><p>　　——動顎鉸點D的水平行程；</p><p>　　和——滑塊處于上極點和下極點坐標。</p><p>　　轉換得 (2-8)</p><p>　　式中 ——連桿長度，=BD； </p><p>　　e____曲柄半徑，e=A

44、B=</p><p>　　由式（2-7）、（2-8）求得偏心距為</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　=19.5 mm</b></p><p>　　本機選 e= 20m</p><p>　　機器的偏心距e大小對生產率、功率、機器的性能參

45、數等有很大的影響。增大偏心距e可增大動顎的水平行程,改善復擺機的行程特性,但會導致機器功率增大,不符合節(jié)能原則。實際應用中應盡可能采用小的偏心距e, 精確計算和設計好平衡塊的大小和方位, 減少了該機器離心慣性力和沖擊振動, 使它的運轉噪聲有所降低。一般曲柄半徑可以作為設計變量,也可以按現有的設計經驗確定,作為常量,有利于使破碎機的曲柄半徑系列化。本機選 e= 20 mm 。</p><p><b>　　

46、五、肘板長度 </b></p><p>　　動顎運動軌跡為 （見圖3.2 復擺型顎式破碎機機構運動簡圖），由弧長與轉角關系求得肘板長度為：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中 ——肘板擺動角。由圖可知</p><p><b>　?。?-11）</b

47、></p><p>　　將（2-11）代入式（2-10），得</p><p><b>　　（2-12）</b></p><p>　　由式（2-12）可知，當其他因素一定時，擺動角與肘板長度成反比。 選 = 550 mm。</p><p><b>　　六、連桿長度 </b></p>

48、<p>　　連桿長度可近似按下式選取</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　B——破碎機給料口尺寸；</p><p>　　——-最小排料口尺寸；</p><p><b>　　——破碎機嚙角。</b></p><p>　　由式（2-

49、13）可得</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　連桿長度是指動顎軸承中心至動顎肘板襯墊對稱中心點間的距離,改變連桿長度,實質是改變動顎下端點在連桿上的相對位置,以及改變肘板固定支承點C 在機架上的相對位置。改變連桿長度,對動顎下部動點的水平行程及特性值有明顯影響.較短的連桿可得到較大的下端點水平行程值及較小的特性值,同時可以提高生產能力和延長

50、顎板壽命。但過短的連桿給機器的結構設計帶來困難,并使動顎的受力惡化,還可以導致下端點軌跡運動反向等。本機選 = 1 635 mm。</p><p><b>　　七、 傳動角γ </b></p><p>　　從機構學來看,傳動角γ愈大, 傳力性能愈好,但對于破碎機而言,傳動角增大,垂直行程增大,而水平行程值降低, 因此傳動角一般不宜過大,建議取γ= 45°

51、～55°。 本機選 =。</p><p>　　八、行程特性值m </p><p>　　行程特性值m = h/ S (動顎齒面上各點的垂直行程h 與水平行程S 之比) , m 值越大,則破碎顎板對礦石的破碎效果越好, 顎板本身磨損也越強烈,而且m值大是復擺機的固有特性,為此,采用降低動顎懸掛高度h 的方式來改善它的行程特性。另外,在結構上采取增大水平行程S ,這對改變行程特性m

52、更為明顯。動顎齒面上各點的行程特性值,各點水平行程的大小,上、下水平行程的比值,以及下端點的水平行程S 的值是決定機器的功耗,對大塊物料是否能充分破碎,下端點是否可以充分排料是提高生產能力的關鍵。</p><p>　　研究表明,曲柄搖桿機構的連桿的運動曲線近似于橢圓,在給料口處橢圓度較小,在排料口處橢圓度較大,中部橢圓度最小。因此各點的行程特性值m 也不一樣(上小下大,中間最小) 。</p><

53、;p>　　目前國內PE型顎式破碎機的行程比取值為m = 2.4～3.4 , 國外一般取m = 1.5～2.5。本機器作粗碎用,行程特性值m 可取得大些: m = 2.4～3.4。</p><p><b>　　九、動顎懸掛高度</b></p><p>　　動顎懸掛中心剛好落在給料口水平線上為零懸掛；在給料口水平上為正懸掛；在給料口水平下為負懸掛。</p>

54、;<p>　　對于復擺破碎機，在其他條件相同情況下，降低懸掛高度h，會增加動顎水平行程，特別是給料口水平行程，其特性值也會得到改善，但是，過分降低懸掛高度，將導致主軸受力惡化，甚至有使動顎翻轉的可能，故動顎懸掛高度為</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中 L——動顎懸掛中心至排料口處的距離在動顎襯板表面上的投影值。

55、</p><p>　　上述這些結構參數不是孤立的，而是彼此相關的，甚至互相矛盾。因此，靠常規(guī)的設計方法很難得到最佳方案，還是以優(yōu)化設計為好。</p><p>　　3.4 性能參數計算</p><p>　　3.4.1 功率計算</p><p>　　盡管從機械原理上分析，復擺型顎式破碎機屬于平面四桿機構中的曲柄搖桿機構，但對它的許多問題至今

56、依然沒有定量的結論。例如：至今仍無人得出動顎1 連桿2 上任意點的軌跡的數學方程式（ 動顎上、下兩鉸鏈點的軌跡除外）；功率N、偏心距r等的確定也仍感困難。為此，本文擬對復擺型顎式破碎機的功率理論計算公式進行求證。</p><p>　　顎式破碎機的需用功率, 與許多因素有關，例如：規(guī)格(B×L)、偏心軸轉速n、嚙角a、排料口寬度d、動顎下端水平行程s、偏心距r，以及被碎礦石的物理機械性質、粒度特性、破碎齒

57、板表面形狀和齒形參數等，都會影響功率消耗。迄今，一些功率計算公式大多屬于經驗公式的范疇，尚無一個完整精確的理論計算公式。</p><p>　　根據經驗公式計算破碎機功率</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　本機取N為90kw。</p><p>　　3.4.2 生產率計算</p&g

58、t;<p>　　生產率是指在一定的給料粒度和排料粒度的條件下，單位時間破碎機所處理的物料量。（kg/h or /h）.它是破碎機重要的性能指標之一。</p><p>　　用經驗公式計算生產率：</p><p>　　（kg/h） (2-17) </p><p>　　式中 ——物料可碎性系數 查表得 k1=0.9</p>&

59、lt;p>　　——物料修正系數 查表得 k2=1.0</p><p>　　_____單位排料口生產能力 （kg/mm..h） （表3-8） 取=0.98</p><p>　　____排料口寬度（mm） b=110 mm</p><p>　　———物料的松散密度 （kg/ ） 取=1.8 （石灰石）</p><p>　　由式

60、 (2-17) 可得</p><p><b>　　破碎機生產率為：</b></p><p><b>　　（kg/h）</b></p><p>　　3.5 破碎力大小的計算</p><p>　　3.5.1 破碎力的性質 </p><p>　　顎式破碎機破碎物料時，破碎腔

61、內破碎板施加于被破碎物上的力，稱為破碎力。滿載破碎時破碎力的最大值稱為最大破碎力。破碎力是設計顎式破碎機各個零件強度和剛度的主要原始數據。破碎力計算正確與否，將直接影響顎式破碎機零件的強度和剛度，關系到顎式破碎機工作的可靠度和使用壽命。然而影響其破碎力性質、大小及其作用點位置的因素又極為復雜。因此，認真分析研究這個破碎力并準確地計算出它的大小和作用點位置是一個很重要的問題。</p><p>　　根據PE750&#

62、215;1060復擺顎式破碎機進行的物料破碎測試實驗表明， 破碎腔內破碎載荷是沿著齒面分布載荷，其合力即為破碎力。當顎式破碎機的動顎往返擺動一次時，破碎機的連桿或者構成破碎腔的兩破碎板上所承受的破碎力都是由零變到最大，再由最大變到零，并且最大破碎力發(fā)生在偏心軸轉角處。顎式破碎機在一個破碎工作循環(huán)中，其破碎力是按脈動循環(huán)載荷來變化的。

63、 </p><p>　　3.5.2 最大破碎力及其作用點的位置</p><p>　　最大破碎力作用點位置如圖3.3所示，顎式破碎機破碎

64、物料時，破碎腔內破碎板施加于被破碎物上的力，稱為破碎力。滿載破碎時破碎力的最大值稱為最大破碎力。由《機械工程手冊第66篇（礦山機械）》推薦的計算最大破碎力的公式為</p><p>　　圖3.3 最大破碎力作用點位置</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　H——破碎腔高度 cm. 1860</p>

65、<p>　　L_____破碎腔長度 cm 1060</p><p>　　q_____ 襯板半徑面積上平均壓力 MP </p><p>　　由表7-1.得q=4.0</p><p>　　從而求出最大破碎力 </p><p>　　3.5.3 機構尺寸參數對破碎機性能的影響</p><p&g

66、t;　　圖3.4 顎式破碎機機構簡圖</p><p>　　顎式破碎機是典型的曲柄搖桿機構，其機構圖如圖3.4所示 ，四桿機構中AB 曲柄為破碎機偏心軸，BD 連桿為破碎機動顎，CD 搖桿為破碎機肘板，EF 為破碎機定顎。增大曲柄 AB 的長度，將增大破碎動顎上各點的水平行程值從而提高破碎機生產能力，但另一方面也會增加破碎機功耗，惡化破碎腔受力狀況。減小 A 點相對于 E 點的高度 (減小懸掛高度 h)，可增大動

67、顎上各點的水平行程，減小破碎機高度，減輕破碎機重量，減小動顎上各點行程特性系數，從而大大提高破碎機工作性能。減小連桿長度則有利于增大動顎下端水平行程，減小行程特性系數，對提高生產能力和延長顎板使用壽命都是極為有利的。但過短的連桿給機架結構設計帶來困難并使動顎受力惡化。連桿傾角對應于破碎腔嚙角，減小破碎腔嚙角有利于提高破碎機產量，改善破碎作用力并利于采用新的破碎原理 (如層壓破碎原理) 。但嚙角過小，將使破碎機高度增大，機重增加，機架長度

68、加長。傳動角的大小對破碎機性能影響很大，增大傳動角有利于改善破碎機受力，提高散體物料破碎力，但同時也會減小動顎下端水平行程，增加垂直行程，從而加大動顎襯板磨損，減小襯板壽命。</p><p>　　第四章 顎式破碎機機架結構設計</p><p>　　4.1 機架結構型式[12]</p><p>　　破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊載

69、荷, 它的機重占整機很大比例(對鑄造機架為50% 左右, 對焊接機架為30% 左右) , 而且加工制造工作量也較大。機架的強度和剛度, 對整機性能和主要零件壽命均有很大影響。因此, 研究機架結構設計很有意義。機架差不多由鋼板焊接而成，據經驗，我們通常取鋼板厚度為25mm-50mm左右。</p><p>　　近年來, 隨著基本建設的發(fā)展, 國內破碎機制造行業(yè)也興旺發(fā)達。據不完全統(tǒng)計。全國約有100 余家顎式破碎機制

70、造廠, 其中以鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為多數。所生產的顎式破碎機品種規(guī)格約有20 個以上, 全國年產量約1 萬個標準臺。所生產的破碎機機架結構也是各種各樣, 其中有許多機架結構不盡合理, 強度不足又浪費材料。因此, 本文對機架結構合理設計進行研究。</p><p>　　圖4.1 機架的三維實體模型圖</p><p>　　顎式破碎機機架按結構分, 有整體機架和組合機架。</p><p&g

71、t;　　整體機架由于制造、安裝和運輸困難, 故不宜用于大型破碎機, 而多為中小型破碎機所采用。它比組合機架剛性好, 但制造較復雜。如圖4.1</p><p>　　組合機架用于大型破碎機, 它有兩種型式: 一種是通過架壁間的嵌銷和螺栓組合,如1200×1500 顎式破碎機機架分上下兩部分, 上架體和下架體用螺栓連接, 結合面間用鍵、銷釘承受強大的剪力。鍵和銷還起裝配定位作用。</p><

72、;p>　　另一種是用焊接組合, 如900×1200 顎式破碎機機架。它的剛性比嵌銷連接的組合機架好, 加工、裝配和折裝也比較方便。1500×2100 破碎機采用焊接組合機架。</p><p>　　從制造工藝來看, 整體機架又分整體鑄造機架和整體焊接機架。前者制造較困難, 特別是單件小批量生產, 而后者便于加工制造,機重較輕, 但要求焊接工藝、焊接質量都比較高, 且焊后要求消除內應力。&l

73、t;/p><p>　　對顎式破碎機采用焊接機架是有利的,然而國內近年來有一種改焊接機架為鑄造機架的趨勢, 而且越來越擴展。扭轉改焊接機架為鑄造機架的趨勢, 應從提高焊接質量、合理設計機架結構和正確使用操作入手加以解決。</p><p>　　國外顎式破碎機的焊接機架用得越來越多, 不僅中小型破碎機用, 并且大型破碎機也采用焊接機架，如英國帕克弗雷德里克(FREDER ICK PARKER L I

74、M ITED ) 有限公司生產的1270×915 復擺顎式破碎機為焊接機架； 湖州新開元碎石有限公司引進美國1200×1500 復擺顎式破碎機也是采用焊接機架,上海路橋機械設備有限公司最近生產的1060×1200 和1200×1500 復擺顎式破碎機均采用焊接機架, 而且動顎也采用焊接結構。</p><p>　　此外, 鑄鋼是一種高能耗的工藝過程, 從節(jié)約能源角度也應大力發(fā)

75、展焊接機架。因此,應扭轉以顎式破碎機鑄造機架代替焊接機架的傾向, 無疑顎式破碎機采用焊接機架是發(fā)展方向。</p><p>　　破碎機機架是由前壁、側壁和后壁以及軸承座組成一個空間框架結構, 其平面圖如圖4.2 所示。破碎機機架結構設計與機架受力是密切相關的, 所以先簡略介紹一下破碎機機架受力情況(圖4.2)。</p><p>　　圖4.2　機架受力分析</p><p&g

76、t;　　顎式破碎機機架承受著三個力: 物料給固定顎的壓力Pmax , 其方向與固定顎板垂直,作用在破碎腔有效高度中間; 偏心軸給機架軸承的壓力R; 肘板給后壁肘座的壓力T。</p><p>　　機架結構設計必須遵循下列原則: 首先根據機架受力情況, 滿足機架強度和剛度要求; 其次是考慮制造工藝性要求；最后考慮外觀要求。且不能片面追求美觀而忽略強度問題, 也不能盲目加強機架強度, 導致破碎機機重增大浪費材料。<

77、;/p><p>　　4.2 機架前壁結構設計[13]</p><p>　　由4.2 機架受力分析圖可知, 機架前壁主要是承受最大破碎力Pmax的作用。前壁是由一塊縱向墻板與幾塊橫向外側筋板所組成, 載荷主要是由橫向筋板所承受。因此, 一般橫向外側筋板之間不再增設與側壁平行的縱向筋板。</p><p>　　如圖4.3所示某廠的250×750 顎式破碎機焊接機架前

78、壁縱向筋板1、2 完全可以去掉, 又可減輕機重。其它廠家同樣規(guī)格破碎機機架前壁沒有1、2 筋板, 而機重為5. 5 t, 圖5.3 所出機重為7. 5 t。</p><p>　　圖 4.3 破碎機焊接機架示意圖</p><p>　　4.3 機架側壁結構設計[14]</p><p>　　機架側壁的結構設計首先必須滿足強度和剛度的要求, 就是說根據側壁受力變形來設計

79、。對圖4-2 所示機架受力系作適當簡化后, 機架可按超靜定長方形框架計算, 即用能量法分析承受反向等值拉力的超靜定剛架的變形, 如圖4.4 所示。</p><p>　　圖4.4　機架變形圖</p><p>　　由此可知, 機架側壁是向里彎曲。所以, 已有破碎機機架側壁結構都是由兩塊鋼板并在鋼板外側設有加強筋所組成(圖4.3)。側壁加強筋的方向必須適應變形的要求, 即側壁加強筋必須與側壁垂直

80、方向設置而不能與側壁板呈平行方向設置,這樣它的慣性矩較大。若將圖4.3 中1、2 塊筋板按圖中所示的方向將1、2 兩塊筋板翻轉90°設置布置, 則幾乎起不到加強作用, 則側壁的強度和剛度將明顯下降。</p><p>　　對顎式破碎機機架實際計算可知, 機架側壁受力比前壁小很多, 因此機架側壁不必加太多的加強筋。如圖4.3 所示的破碎機側壁加強筋設置太多, 致使該機過分重浪費材料。</p>

81、<p>　　此外, 側壁加強筋的位置也應根據受力的要求布置。如圖4.2 所示, 主軸承受有壓力R 的作用, 而且此R 力是一個變值, 沿軸承一周是不均勻的。經有限元分析軸承下座的應力分布是沿軸承中心垂線載荷最大, 而中心線右側載荷比左側大。因此, 本機PE750×1060顎式破碎機側壁加強筋布置方式(圖4.5) 是合理的, 因為它符合軸承受力的要求。</p><p>　　圖4.5　PE750&

82、#215;1060顎式破碎機側壁加強筋布置圖</p><p>　　應該指出, 不是所有顎式破碎機機架側壁加強筋都如圖4-5所示。因為不同型式破碎機, 它的軸承受力方向各異, 但根據軸承受力和側壁變形布置加強筋的原則，對任何顎式破碎機都適用。</p><p>　　4.4 機架后壁結構設計[15]</p><p>　　機架后壁結構與前壁結構相似(見圖4.2) , 后壁

83、上作用有肘板傳遞的T 力,該力可分解為T1 和T2 兩個分力。T2 力是由機架后壁承受, 而T1力是經過肘座傳給焊在機架側壁內側的導軌上?？蓪⒑蟊诮孛孓D180°構成圖4.6 所示的模樣。此時可提高截面的承截能力, 或者說在同樣條件下可相應的減少截面面積, 從而減輕機架重量。</p><p>　　圖4.6　機架后壁截面圖</p><p>　　載荷T1 和T2 是一個變化值, 有載時

84、很大, 而空載時又很小(圖4.2)。由于肘座與導軌之間具有間隙; 肘座后面的墊片之間存在間隙。因此, 破碎機工作過程中產生附加沖擊載荷, 故常將導軌和后壁沖裂。特別是導軌沖裂后, 重新補焊時, 由于高溫使側壁變形, 造成滾動軸承“別勁”, 加速軸承磨損。因此近些年生產的破碎機增設了將肘座與導軌接觸面以及墊片之間的壓緊機構, 從而消除了間隙也就杜絕產生附加的沖擊載荷, 延長了導軌與后壁機架的壽命。</p><p>

85、<b>　　結 論</b></p><p>　　本文以復擺顎式破碎機為研究對象，簡要的分析簡擺與復擺的性能差異，從結構和能耗出發(fā)，闡明復擺優(yōu)于簡擺這一結論；目前顎式破碎機的設計大多依然是依據傳統(tǒng)的經驗結論而不是科學的計算方法進行的，比如顎式破碎機的四桿機構:曲柄搖桿機構，就是通過作圖試湊法來確定其幾何尺寸，費時且精確度低。采用這種傳統(tǒng)的設計方法，具有一定的盲目性，很難準確地設計出既經濟又滿足

86、運動要求的破碎機。本文應用先進的Autodesk Inventor軟件對復擺顎式破碎機的機架結構、尺寸設計并進行受力分析；研究復擺顎式破碎機的機構尺寸參數對破碎機性能的影響；最后針對復擺顎式破碎機存在比較嚴重的振動，作出相應的平衡處理。</p><p>　　主要結論有以下幾個方面:</p><p>　　機架結構設計, 首先應根據受力分析, 在滿足強度和剛度要求的條件下，力求減輕機重。同時還

87、得考慮工藝和外觀的影響。</p><p>　　加強筋的位置和方向必須適應受力的要求, 例如側壁加強筋布置的方向</p><p>　　和軸承座下加強筋的位置等等。</p><p>　　由于機架在工作時抖動很大，礦料對其的沖擊力也非常強，因此，在設計時應做相應的平衡處理。在強受力的地方以焊接鋼板的形式來處理。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節(jié)約能源的角度也應大力發(fā)展

88、焊接機架。顎式破碎機采用焊接機架是發(fā)展方向。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、邱宣懷,郭可謙，吳宗澤等.機械設計[M] -4版.北京：高等教育出版社，1997(2002重印).</p><p>　　鄭文偉，吳克堅等.機械原理[M] -7版.北京：高等教育出版社，1997(2004重印).</p>

89、<p>　　成大先,阮忠唐,等.機械設計手冊(上,中,下)[M] .北京:化學工業(yè)出版社, 2002版</p><p>　　4、廖漢元. 礦山機械,1988 , (8) :12～16.</p><p>　　5、胡仁喜,董永進,鄭娟,等.Inventor9 中文版機械設計高級應用實例[M]. 機械工業(yè)出版社, 2005.1版.</p><p>　　6、儲

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91、版社</p><p>　　10、唐敬麟,胡全明,余邵火,等. 破碎與篩分機械設計選用手冊[M] 重慶大學出版社,2001版</p><p>　　11、. 劉鴻文,等.材料力學[M] -4版.北京:高等教育出版社,2004.1 </p><p>　　12、何貢,等.互換性與測量技術[M]. 中國計量出版社, 2000.7版.</p><p>　

92、　13、王啟義,余俊,朱孝錄,等.中國機械設計大典[M]. 江西科學技術出版社, 2002.1版</p><p>　　14、董懷武,劉傳慧,等.畫法幾何及機械制圖[M]. 武漢理工大學出版社,2001.9版(2002年</p><p><b>　　第二次印刷). </b></p><p>　　15、戴少生. 礦山機械,1988 , (7) :2

93、6～29.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是我大學里一次最全面，綜合性的實地考察與理論實際相結合的訓練，不僅讓我認真扎實地溫習了大學部分基礎課程及相關專業(yè)課程。在整個過程中，常涉及到很多細節(jié)問題，盡管查閱相關資料，但仍不能完全理清頭腦。在這里。首先要感謝我的指導老師張玉秋老師以及貴州優(yōu)利斯凱機械有限公司技術部總監(jiān)馮鋼的耐

94、心指導。接下來確定結構參數時，諸多問題接踵而來，最后，感謝學校以及貴州優(yōu)利斯凱機械有限公司給我的一次良好的學習機會。不僅讓我懂得如何去系統(tǒng)的設計一個零件的加工過程，而且重要的是教會了我們在工作崗位該如何系統(tǒng)的分析問題，解決問題，達到產品設計的目的。</p><p>　　總之，本次設計對我本人的意義重大，學到了很多的知識，這一定能為我以后綜合的看待問題有很大的幫助。如有考慮不周的地方，還請老師們指教。再次表示感謝！