颚式破碎机的设计专业课程设计.doc

《 破碎机设计》
课程设计阐明书

课题名称： 破碎机课程设计

成员姓名：

系（院）：

指引教师：

设计时间： 12月27号

目 录
目 录 1
摘 要 2
一 设计题目 3

二 原始数据和设计规定 4

三 方案设计及讨论 5

四 设 计 步 骤 与 运 动 解 析 10

摘 要
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料内聚力，使之碎裂成小块物料设备。 破碎机械所施加机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在普通机械中大多是两种或两种以上机械力综合。对于坚硬物料，适当采用产生弯曲和劈裂作用破碎机械；对于脆性和塑性物料，适当采用产生冲击和劈裂作用机械；对于粘性和韧性物料，适当采用产生挤压和碾磨作用机械。 
在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得天然石料，使这成为规定尺寸矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要通过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所规定以便进一步加工操作。

一 设计题目

出石口被送出破碎机机构。如图1，设计一破碎机系统，该系统由原动某些（电动机带动偏心轮机构）、传动某些（带传动和组合机构）和执行某些构成。电机驱动力矩有传动某些给动颚板，使其作往复摆动。当动颚板向左摆向与机架固连定颚板时，石块即被轧碎，当动颚板向右摆离定颚板时，被轧碎石块即下落。完毕一种工作循环。
本题规定设计能是石头按规定被压碎并顺利从颚腔中落下 。

图1
二 原始数据和设计规定
1、 动颚板压石时摆动角速度为0.3rad/s,行程速比系数k=1.4。
2、 动颚板重7000N，转动惯量为35kgm²，主传动构件重4000N，传动惯量为20kgm²，其他构件重量及转动惯量忽视不计。
3、 生产率为每小时20~30吨。
4、 破碎机总体尺寸为*1400*1200mm。
5、 运转不均匀系数&=0.1
三 方案设计

颚式破碎机在工矿公司中被广泛应用，这是由于该机构造较简朴、机型齐全并已大型化。颚式破碎机重要作为一级（粗碎和中碎）破碎机械使用。既有颚式破碎机按动颚运动特性，分为简朴摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型式。
方案一：简朴摆动型（简摆型）颚式破碎机
如图2所示为简摆式破碎机实物图，颚式破碎机有定颚和动颚,定颚固定在机架前壁上，动颚则悬挂在心轴上。当偏心轴旋转时，带动连杆作上下往复运动，从而使两块推力板亦随之作往复运动。通过推力板作用，推动悬挂在悬挂轴上动颚作左右往复运动。当动颚摆向定颚时，落在颚腔物料重要受到颚板挤压作用而粉碎。当动颚摆离定颚时，已被粉碎物料在重力作用下，经颚腔下部出料口自由卸出。因而颚式破碎机工作是间歇性，粉碎和卸料过程在颚腔内交替进行。这种破碎机工作时，动颚上各点均以悬挂轴为中心，单纯作圆弧摆动。由于运动轨迹比较简朴,
故称为简朴摆动型颚式破碎机，简称简摆型颚式破碎机.

图2

此机构是曲柄摇杆机构，却不是简朴四杆机构，而是六杆机构，分别由曲柄、连杆、推力板、摇杆，机架构成。当偏心轴1旋转时，带动连杆2作上下往复运动，从而使两块推力板3，4亦随之作往复运动。通过推力板作用，推动悬挂在悬挂轴上动颚5作左右往复运动，从而压碎石块。咱们画出了这个机构构造简图，见图3 图3
方案二：复杂摆动型（复摆型）颚式破碎机
如图四所示，动颚1直接悬挂在偏心轴2上，受到偏心轴直接驱动。动颚底部用一块推力板 3 支撑在机架后壁上。当偏心轴转动时，动颚一方面对定颚作往复摆动，同步还顺着定颚有很大限度上下运动。动颚上每一点运动轨迹并不同样，顶部运动受到偏心轴约束，运动轨迹接近于圆弧，在动颚中间某些，运动轨迹为椭圆曲线，愈接近下方椭圆愈偏长。由于此类破碎机工作时，动颚各点上运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动型颚式破碎机，简称复摆型颚式破碎机。
复摆型颚式破碎机工作过程中，动颚顶部水平摆幅约为下部 1.5 倍，而垂直摆幅稍不大于下部，就整个动颚而言，垂直摆幅为水平摆幅 2-3 倍。由于动颚上部水平摆幅不不大于下部，保证了颚腔上部强烈粉碎作用，大块物料在上部容易破碎，整个颚板破碎作用均匀，有助于生产能力提高。同步，动颚向定颚靠拢，在挤压物料过程中，顶部各点还顺着定颚向下运动，又使物料能更好地夹持在颚腔内，并促使物料排除。咱们用CAD绘出机构运动简图见 图4
图4
方案三：其她型式颚式破碎机
混合摆动型（混摆型）颚式破碎机 ：
为了克服简摆型和复摆型颚式破碎机缺陷，曾试制过混摆型颚式破碎机，其工作原理见图5。动颚与连杆共同安在偏心轴上，连杆头装在偏心轴中部，而动颚两个轴壳则安装于连杆头两侧。两个推力板依然是支承在动颚和连杆下端及机架后壁上。动颚各点运动轨迹均为椭圆，其长轴向着卸料方向倾斜，促使物料迈进，并将物料推向出料口，改进了卸料条件，提高了破碎机生产能力。同步动颚底部水平摆幅与垂直摆幅之比为 1:0.8 ,这又比复摆型颚式破碎机合理，可使齿板磨损减少。由于动颚与连杆都悬挂在偏心轴上，使偏心轴及其轴承受力很大，工作条件恶劣，容易损坏。同步构造也比较复杂，虽然国内关于矿山机器厂曾制成混合摆动型破碎机，均因以上因素未推广。
图5
方案比较：在众多方案中，本文选取图三所示简朴摆动型（简摆型）颚式破碎机。该方案有如下长处：
简朴摆动颚式破碎机（1）构造简朴、牢固、工作安全可靠；（2）操作维护以便；安装高度低，解决物料范畴广，可解决料块达1m以上物料；（3）破碎力没有直接作用到偏心轴上，因而对偏心轴及其轴承工作有利，因此可以制成大型。

四 设计环节与运动解析

动颚板尺寸拟定：如图6，为偏心轮几何中心，C为偏心轮转动中心，DO为连杆，BO、AO为推力板，ＡＯ为动颚。咱们在分析杆件时候，为了以便计算与分析选用了杆件特殊位置，对机构运动作出了如下分析：图六所示，当曲柄摆动到最高点时，连杆OD与曲柄CO1重叠，动颚板转动到最左端，A、O、B三点在同一条直线上，AO杆与BO杆在一条直线上，此时为机构一种极限位置，动颚板达到最左端一刻，下一刻将会反向回程转动。因此这一刻动颚板速度趋向0，则板上力趋向于∞，可以有很大力来压碎石头。回程后，当曲柄摆动到最低端时候，连杆OD仍旧和曲柄CO1在一条直线上但不再重叠，这时机构动颚板将达到最右端，是另一种极限位置，完毕了一次压石过程，如图7，下一时刻动颚板将会向左转动。

规定已知行程速比系数K=1.4。因此分析得到，如图8， ∠OAB即为即位夹角 ： Φ=180°·（K-1)/(K+1) = 30°

推力板AO杆长也许与BO杆长相等，如图8，就是说，假定两推力板长度相等。在直角三角形AOO₄与直角三角形BOO₄全等，因此AO=BO又由于机架规定总体规格长为㎜以内，则令
AO=BO=700㎜。
偏心距e在图中用CO₁表达，因此当曲柄由最顶端运动到最低端，D点在竖直方向移动位移等于 OO₄长，
即OO₄=2·e。 在直角三角形AOO4由正弦定理可得：
OO₄=AO·sin∠OAB，
因此e=175㎜. ③

如图6，由理论力学可以懂得杆AO2转动惯量公式:
J₁=1/3··²
由于动颚板转动惯量为35kgm²,重7000N，可以得到动颚板 AO₂
=387㎜。
连杆长度（L2）与偏心轮半径（R）拟定：
L₂+R+2e=1200 ①
由圆盘转动惯量公式J=1/2··R²得到，
J₂=1/2·m·R² ②
且懂得，积极构件为曲柄CO1，令偏心轮半径为R,转动惯量为20kg.m²，重4000N，
由已知条件及公式①②③得到：R=316㎜，L₂=534㎜。
引用运转不均匀系数公式：
&=（W₁-W₂）/W₃
W1为最大角速度，W₂为最小角速度，W₃是平均角速度，且
W₃=（W₁+W₂）/2。
已知动颚板压石角速度W₁=0.3rad/s，求得最小角速度
W₂=0.27rad/s.则，
平均角速度
W₃=（0.27+0.3）/2=0.285rad/s.
分析机构简：如图9所示A点速度可以分解在杆垂直方向Va和沿着杆方向Vb 。
Va = W₃·AO₂=0.11m/s.

由理论力学知识可以懂得，运用基点法，依照速度分析得知Ｖd、Ｖc且其合速度与Ｖe夹角为α，
sinα=e/L，α=19.2°
由实际生产经验可以懂得动颚板啮角为23°，因此有
Vc·cosα=Va·cos23°
因此，
Vc=0.107m/s
由正切公式Vc/Vd=tanα，得到
Vd=0.31m/s
Ve=Vd=0.31m/s
偏心轮上任一点V=W·e,因此偏心轮转动角速度为：
W=1.78rad/s
因此转换成转速n
n=17r/min
综上所述，咱们已经拟定偏心轮尺寸：
偏心距为175㎜，连杆长为534㎜，推力杆长均为700㎜，动颚板长387㎜
运动参数：
积极件偏心轮转动角速度W为1.78rad/s，即位夹角30°

参照文献
【1】

心得总结：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
通过这次课程设计，咱们学到了诸多平时课堂中学不到知识，提高了将理论运用于实践能力。　感谢在这次课程设计中辅导教师指引与协助。 在此之后咱们会仔细总结这次课程设计遇到问题，认真反思，追求进步。