复摆颚式破碎机620×900

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620×900复摆颚式破碎机

摘 要

复摆式颚式破碎机与简摆式相比较，其优点是：质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所装物料块受到均匀破碎，加以动颚下端强制性推出成品卸料，故生产率较高。

本设计需求参数为进料口尺寸：620×900mm；最大进料粒度：340mm；偏心轴转速：275r/min；排料口调整范围：40～100mm；电动机功率：30KW。设计分析了破碎机的发展现状和研究颚式破碎机的意义及复摆颚式破碎机机构尺寸对破碎性能的影响，设计内容主要包括复摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带轮、动颚齿板、定颚齿板、机架等一些重要部件；另外，对颚式破碎机的工作原理及特点和主要部件的作用作了介绍，包括保险装置、调整装置、机架结构、润滑装置等。

关键词：复摆颚式破碎机，带传动，飞轮，磨损

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620×900 Jaw crusher

ABSTRACT

Compared with fine impact crusher ，SBM（swinging jaw break machine）′s advantage is: quality is lighter, less compact structure component, broken lumen filled with degree is good, with materials by uniform broken, to block bottom mandatory move jaw is unloading, launch finished higher.

This design is done for：the feeding port size is 400 x 600mm; Maximum feeding granularity is 340mm; Eccentric shaft speed is 275r/min; Discharging mouth adjustment range 40mm to 100mm; Motor power is30 KW. This design analysis of the current development of the crusher， the meanings of researching the crusher, how the dimensions of jaw crusher effect on the performance of the broken, the design content mainly includes swing jaw, eccentric shaft, pulley, seeing jaw gear plate, and settled jaw gear plate and frame and some other important components; In addition, jaw crusher principle and characteristics and main component function is introduced, including insurance device, adjusting devices and frame structure, lubrication device.

KEY WORDS: Jaw crusher, Belt drive, Flywheel, Wear

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目 录

前 言 ................................................................................................ 1 第1章 绪论 ...................................................................................... 2

1.1 国内外颚式破碎机的发展现状 ............................................ 2 1.2 复摆颚式破碎机的特点 ....................................................... 3 第2章 参数的确定 ........................................................................... 5

2.1 已知参数 ............................................................................... 5 2.2 部分结构参数的确定 ........................................................... 5 2.3 电动机的选择 ....................................................................... 7 2.4 最大破碎力 ........................................................................... 8 第3章 传动装置的设计 ................................................................. 10

3.1 带轮的设计 ......................................................................... 10 3.2 偏心轴的设计 ..................................................................... 13 3.3 飞轮的设计 ......................................................................... 15 3.4 轴承的选择与校核 ............................................................. 17 3.5 轴承座的设计 ..................................................................... 18 第4章 各基本构件的设计 ............................................................. 19

4.1 动颚的设计 ......................................................................... 19 4.2 齿板的设计 ......................................................................... 19 4.3 推力板的设计 ..................................................................... 20 4.4 机架的设计 ......................................................................... 20 第5章 复摆颚式破碎机的安装 ..................................................... 22

5.1 破碎机的安装 ..................................................................... 22 5.2 机架的安装 ......................................................................... 22 5.3 偏心轴和机架的安装 ......................................................... 22 5.4 动颚的安装 ......................................................................... 23 5.5 齿板的安装 ......................................................................... 23 第6章 破碎机出口扬尘的解决和噪声防治 .................................. 24

6.1 破碎机出口扬尘的解决 ..................................................... 24 6.2 破碎机的噪声危害及防治途径 .......................................... 25

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第7章 破碎机的维护与保养 ......................................................... 26

7.1 破碎机的日常维护 ............................................................. 26 7.2 颚式破碎机的故障分析与排除 .......................................... 26 结 论 .............................................................................................. 27 谢 辞 ................................................................................................ 28 参考文献 .......................................................................................... 29

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前 言

外力将大颗粒物料变成小颗粒物料的过程称为破碎，破碎所使用的机械为破碎机。物料碎磨的目的是：增加物料的比表面积；制备混凝土骨料与人造沙；使矿石中有用成分解离；为原料的下一步加工作准备。

颚式破碎机的结构简单，工作安全可靠，处理物体范围大，很适宜破碎硬的物料，因此颚式破碎机在冶金，煤炭，化工，建材等工矿企业中被广泛的应用，但是其破碎比小，破碎后的物料粒度不均匀，它是间歇工作，有空转行程，但是对于物料的粗碎和中碎，却是一种比较好的方法，所以在工矿企业中仍然被广泛的应用。但是，复摆颚式破碎机也有它的缺点：非连续性破碎、效率较低,破碎比较小，给矿不均匀引起颚板磨损不均匀等。针对其缺点，各国都在以下几方面加以改进:优化结构与运动轨迹，改进破碎腔型，以增大破碎比,提高破碎效率，减少磨损，降低能耗，现已普遍应用高深破碎腔和较小啮角；改进了动颚悬挂方式和衬板的支承方式,改善了破碎机性能；颚板采用了新的耐磨材料,降低了磨损消耗；提高了自动化水平。同时也出现了一些新的机型,如双腔双动颚式破碎机,其破碎比可达20～50,排料口调节方便,产量大;其产量较同规格的颚式破碎机高50%还有筛分颚式破碎机,把筛分和破碎结合为一体,不仅可简化工艺流程,且能及时将已达粒度要求的物料从破碎腔中排出,减轻了破碎机的堵塞和过粉碎,提高了生产能力,降低了能耗。

破碎机出口扬尘非常严重，从破碎机出来的块状和粉末状物料直冲矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，地面堆积厚厚一层物料，部分粉状物料飞扬在空中，给生产带来了很大的不便。较多的粉尘而直接影响安全生产和员工的健康，因此要采用相应的防尘设施是破碎机一个重大而不可忽略的问题。

现代的设计应以人为本，面对服务对象，面对市场、面对循环经济、面对矿产资源利用的大趋势，面对环保、搞全性能、全生命的设计。所以做好复摆颚式破碎机的设计，让它更好的为生产服务，提高生产效率。

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第1章 绪论

1.1 国内外颚式破碎机的发展现状

颚式破碎机是由美国人布雷克发明的。自第一台颚式破碎机问世以来，至今已有140余年的历史。在此过程中，其结构得到不断地完善。由于颚式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所以在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。为了改善颚式破碎机性能和提高工作效率，国内外曾研制过各种异型颚式破碎机。早年，德国和前苏联都曾研制过液压驱动的颚式破碎机。其特点是提高动颚摆动次数借以增加产量，同时能实现液压调整排料口、液压过载保护以及能负荷启动。原西德制造过冲击式颚式破碎机，而原苏联也制造了振动颚式破碎机（也叫惯性颚式破碎机）。它们都靠动颚振动冲击破碎物料，借以提高破碎机性能。前者国内曾经试制过，由于某些原因没能继续研制。原东德曾制造过一种简摆双腔颚式破碎机，美国生产过复摆双腔颚式破碎机。国内北京某设计院以及湖南某大学都曾与工厂合作研制了双腔颚式破碎机。其特点是使间歇工作变成连续工作，借以提高破碎机工作效率。

原苏联早年曾制造一种双动颚颚式破碎机。国内辽宁某学院与矿山合作开发了双动颚颚式破碎机。这种破碎机就是将原来两个破碎机去掉前墙对置后而成。为了两动颚同步运转，在偏心轴一端增设一对开式齿轮。由于它的结构太复杂，近年又研制一种单轴倒悬挂的双动颚破碎机。国内上海某学院曾研制过此种颚式破碎机。这两种破碎机的特点，其动颚同步运转，使破碎机强制排料。这样，靠提高转数增加破碎机产量同时由于物料与动颚没有相对运动，减少衬板磨损延长使用寿命。近来又研制了单动颚倒悬挂颚式破碎机。

国外制造过一种肘板向上放置的颚式破碎机。国内有几家设计院和制造厂生产了这种破碎机。它的特点是靠增大传动角改善动颚运动特性，提高破碎机性能。在国内该机有叫负支承、上斜式、上推式和上置式破碎机。

美国鹰破碎机公司制造一种倾斜式颚式破碎机。其传动角大约70度以

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上。它的最大特点是低矮，最适于井下或移动式破碎机上工作。北京矿冶研究总院与某厂合作生产了几个规格的这种破碎机，其中最大为900?1200 颚式破碎机。

20世纪80年代以来,我国颚式破碎机的研制工作与改进工作取得了一定的成果。北京矿冶研究总院的破碎机专家王宏勋教授和他的学生丁培洪硕士引用了“动态啮角”的概念,开发出GXPE系列深腔颚式破碎机,当时在国内引起了一定程度的轰动。该机与同种规格的破碎机相比,在相同工况条件下,处理能力可提高20%~30%,齿板寿命可提高1~2倍。该机采用负支撑零悬挂,具有双曲面腔型。

以上各项异型破碎机的研制都取得了一定的效果并对国内破碎机行业的发展起到了一定的推动和促进作用。但是，都没能得到大面积推广使用。国内绝大多数制造厂生产的和现场使用的都还是传统复摆颚式破碎机。就近两年国外机械设备展览会上展出的颚式破碎机来看，也都是传统颚式破碎机，没有异型颚式破碎机出现。

综上所述，改善国内颚式破碎机落后的状况，全面提高颚式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的颚式破碎机是当务之急。

1.2 复摆颚式破碎机的特点

颚式破碎机以结构简单、性能可靠、维修方便在物料粉碎行业广泛应用。复摆颚式破碎机的机构属于四杆机构中曲柄摇杆机构的应用，曲柄为主动件。

复摆颚式破碎机的动颚，是直接悬挂在偏心轴上的颚，是曲柄连杆机构，没有单独的连杆。由于动颚是由偏心轴的偏心直接带动，所以活动颚板可同时做垂直和水平的复杂摆动，颚板上各点的摆动轨迹是由顶部的接近圆形连续变化到下部的椭圆形，越到下部的椭圆形越扁，动颚的水平行程则由下往上越来越大的变化着，因此对石块不但能起压碎、劈碎，还能起辗碎作用。由于偏心轴的转向是逆时针方向，动颚上各点的运动方向都有利于促进排料，因此破碎效果好，破碎率较高、产品粒度均匀且多呈立方体。

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复摆颚式破碎机和简摆颚式破碎机相比较，复摆颚式破碎机的机器重量较轻，结构简单，生产效率较高等优点。但复摆颚式破碎机的颚板垂直行程大，石料对颚板的磨削作用严重，磨削较快，且能量消耗也大，工作时易产生较多的粉尘在工程上应用较为广泛的是复摆颚式破碎机。国产的颚式破碎机数量最多的也是复摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机主要由机架、颚板、侧护板、主轴、飞轮、肘板和调整机构等组成。

颚式破碎机的优点是生产率高，结构简单可靠，破碎比较大，外形尺寸较小，零件检查和更换较容易，操作维护简便，不用较高技术水平的工人就能够操作，应用范围广，与其他类型破碎机比较，不容易堵塞。其缺点是不宜破碎片状石料，工作间歇、有空转冲程，需要很大的摆动体，增加非生产能量的消耗，破碎可塑性和潮湿的物料时，容易堵塞出料口。由于工作时产生很大的惯性力，机体摆动大，工作不平稳，冲击，振动及噪音较大。

使用颚式破碎机时，必须注意由于机器是在工作条件恶劣情况下运转的，除了必须严守操作规程和维修保养制度外，还必须及时发现并修复被磨损的零部件，这是提高机器作业的重要措施。

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第2章 参数的确定

2.1 已知参数

1、进料口尺寸：620×900mm； 2、最大进料粒度：500mm； 3、处理能力：31～70m3/h； 4、偏心轴转速：250r/min； 5、排料口调整范围：95～145mm； 6、电动机功率：55～75KW；

2.2 部分结构参数的确定

此设计方案的成功与否，其关键在于四连杆机构的形式，应对颚式破碎机的四连杆机构进行优化处理，使各杆件的匹配更加合理，获得最佳特性，从而达到提高生产能力，降低下端特性值的目的。

1、排料口最小宽度e

设计任务书所给参数为：进料口宽度B?620，进料口长度L?900。 初选排料口最小尺寸，排料口的最小尺寸决定了破碎机得最大破碎比，可由下式求得：

e?(1/7~1/10)??88.57mm，emin?62mm

2、啮角?

破碎机动颚板和固定颚板之间的夹角叫啮角，啮角是设计破碎机的一个主要参数，啮角与破碎腔高度、生产率都成反比。从提高生产率观点，希望有较小的啮角。从降低破碎腔高度观点，希望有较大的啮角。设计破碎腔力求高度小而生产率高，从而两者发生矛盾，这就需要找到一个最佳的设计方案。

对普通的破碎腔啮角进行分析，如图示2-1所示。颚板上的压碎力p1和p2的作用方向垂直于颚板表面，而摩擦力fp1和fp2则平行于颚板表面，

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f为颚板与物料间的摩擦系数，忽略自重，并把它看作为分离体，则物料不上滑的条件为：

p1cos?1?fp1sin?1?p2co?2?fp2sin?2p1sin?1?p2sin?2?fp1cos?1?fp2cos?2解式（2-1），并经简化和整理得：

（2-1）

2f2 （2-2） tg(?1??2)?1?f将f?tg?(?为摩擦角)代入式（2-2），经简化得：

???1??2?2? （2-3）

一般的物料与颚板之间的摩擦系数f?0.2~0.3，此时相对应的摩擦角为??110~160，故啮角为220~320。为了更有效地咬住物料和考虑提高生产率，实际上颚式破碎机啮角为：170???240。本设计因采用的是定颚垂直的腔型，由相关资料的经验初选啮角??210。

图2-1 啮角示意及物料受力分析

3、破碎腔高度H

破碎腔高度尺寸，破碎腔的高度越高破碎时间就越长，相应的物料的破碎就越彻底；但是，我们设计破碎腔应尽量的降低破碎腔的高度，使结构更加的紧凑；这和破碎腔要求尽量的提高生产效率是相互矛盾的。经过查阅了相关的资料后，破碎腔的高度可由下式确定：

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H?(2.25~2.5)B?1395mm~1550mm

取H?1500mm

4、动颚的摆动行程s与偏心轴的偏心距r

动颚的水平行程对破碎机生产率和破碎力都有影响。排料口水平行程较小时，会降低生产率，但又不能太大，否则会产生过压实现象，而使破碎力急剧增大，导致过载而机件损坏。复摆颚式破碎机，动腔下端摆动行程得大于排料口的(0.3～0.4)即s=(0.3～0.4)e=18.6～24.8mm，取s=24mm。偏心轴的偏心距是：s=(2～2.2)r，取r=12mm。

5.连杆长度l与动鄂长度L

在曲柄摇杆机构中，当曲柄做等速回转时，摇杆来回摆动的速度不同，具有急回运动的特征。连杆越短，即??r/l值越大，这种不对称现象就越显著。曲柄（偏心轴）的转数是根据矿石在破碎腔中自由下落的时间而定，因此连杆的长度不宜过短。通常，对于中小型复摆颚式破碎机，

取l?800mm； 取L?900mm

6.动颚轴承中心距给矿口平面的高度h

h?0.1L?0.1?900?90mm，取h?90mm

7.推力板长度K

当动颚的摆动行程s和偏心距r确定以后，在选取推力板长度时，复摆颚式破碎机的推力板长度可参考下式：

kmin?16.5r?16.5?12?198mm， kmax?25r?25?12?300mm，取k?280mm

2.3 电动机的选择

电机的选择一般是由用途、主要性能以及结构特点来决定的。因选用的是破碎机的电机，该电机应适用于灰尘多、土扬水溅的场合。查阅了

11【机械设计手册】后选用了Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机。

Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机效率高，耗电少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便，为B级绝缘。结

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构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。

颚式破碎机需要的功率，可按体积假说或破碎物料时所需要的破碎力来推算。设破碎机工作时整个颚腔内充满物料，且沿颚腔长度L方向成平行圆柱排列。通过推导分析及查阅资料可得复摆型颚式破碎机功率为：

N?18LHrn (2-4)

式中L——颚口的长度（m）

H——颚腔的高度（m） r——偏心轴的偏心距（m） n——偏心轴转速（r/min） 所以破碎机的功率为：

N?18?0.9?1.5?0.012?250?72.9KW

所以实际配用电机功率选75W。查找手册选用了型号为Y225M-6的三相异步电动机,各项技术数据如表2-1所示：

表2-1电动机的参数

电动机 型号 Y315M-8 额定功率KW 75 满载转数r/min 740 堵转转最大转N?mm 1.6 N?mm 2.0

2.4 最大破碎力

破碎力在腔内的分布情况及其合力作用点位置、大小，是机构设计和零部件强度设计的重要依据。由于破碎力分布以及其合力大小，作用点位置具有随机性，用理论分析的方法将会产生较大的误差。通过大量实测数据统计分析，再通过理论推导，建立实验分析计算式是一种较好的方法，能够近似反映出破碎力的变化规律并有较大的计算准确度，因而具有较大的应用价值。因此，作用在动颚上的最大破碎力可按下式计算：

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Pmax=qLH (2-5)

式中：

q——衬板单位面积上的平均压力，一般取q=270N/㎝

L、H——破碎腔的长度和高度（单位：cm）

最大破碎力都是垂直作用于固定颚和动颚上，其作用点位置根据试验测定，复摆颚式破碎机最大破碎力多发生在破碎腔高度的0.35～0.65处。

Pmax?270?90?150?3645KN

当计算破碎机零件强度时，考虑冲击载荷的影响，应将Pmax增大50%。故破碎机的计算破碎力为：

pjs?1.5Pmax?1.5?1620?5467.5KN

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第3章 传动装置的设计

3.1 带轮的设计

颚式破碎机在工作时，所受载荷变化很大，有冲击载荷和脉动循环；并且使其皮带轮的飞轮的传动较大。两传动轴间距离要求甚远。其工作环境恶劣。对传动系数折磨损较大，所以在本设计中选用带传动方式。其优点是：传动带具有弹性，能对破碎机工作是产生的冲击进行一定程度的吸收，使传动平稳，保护电机；皮带可以在皮带轮上打滑，具备一定的过载保护能力。可造于中心距较大的传动。带传动的结构简单、制造、安装精度要求不高，使用维护方便，因此在本次设计中我依然采用的是带传动。

已知电动机为Y315m-8，额定功率P=75Kw，转速n1=740r/min，破碎机的转速为n2=250r/min。

1、确定计算功率 Pca

计算功率Pca是根据传递功率P和带的工作条件而确定的，

Pca=KAP (3-1)

式中：

Pca——计算功率，kw， KA——工作情况系数，

P——所传递的额定功率，如电动机的额定功率或名义的负载功率，

KW。

查表得工矿系数kA?1.5

Pca?kAP?1.5?75KW?112.5KW

2、选定普通V带带型

根据Pca=112.5KW和n1=740r/min， 确定带型为：C型。 3、计算传动比

i?n1n2 (3-2)

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式中：

n1——小带轮转速； n2——大带轮转速。

i?n1750??3 n22504、确定带轮的基准直径dd并有验算带速v 1）初选小带轮基准直径dd1

在带传动需要传递的功率给定的条件下，减小带轮直径，会增大带传动的有效拉力，从而导致V带根数的增加。这样不仅增大了带轮的宽度，而且也增大了载荷在V带之间分配的不均匀性。另外，带轮直径的减小，增加了带的弯曲应力。为了避免弯曲应力过大，小带轮的基准直径就不能过小。一般情况下，应保证dd3(dd)min。

根据V带的带型，参考《机械设计》表8-6和表8-8确定小带轮的基准直径dd1。

初选小带轮基准直径dd1=500mm 2）验算带速v

v??dd1n160?1000???250?74060?1000m/s?9.68m/s

在(5~25)m/s范围内，故带速合适。 3）计算大带轮基准直径dd2：

dd2?idd1?500?3?1500mm

5、确定V带的中心距和基准长度Ld 1）初定中心距a?

若要传动的速度较平稳，轴间距应选一个大小适中的值，根据：

0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2) (3-3)

1400mm?a0?4000mm

初步确定中心距为a0?1500mm。 2）计算带所需的基准长度Ld

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(dd1?dd2)2Ld?2a0?(dd1?dd2)? 24a0??7285mm查表选取基准长度：Ld?8000mm

3）计算实际中心距a

Ld?Ld028000?7285?(1500?)mm

2?1857.5mma?a0?amin?a?0.015Ld?1737.5mmamax?a?0.03Ld?2097.5mm中心距的变化范围为：1737.5mm~2097.5mm

6.小带轮包角?1

小带轮上的包角a1小于大带轮上的包角a2，小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。因此，打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使：

?1?1800?dd1?dd2?57.30a1500?500?1800??57.30

1694.17?146.20?1200因此，主动轮上的包角合适 7.计算带的根数z 1)单根带的额定功率p0

根据dd1?500mm和n1?740r/min，查表通过差值法得：D型带

p0?24.698Kw。

考虑传动比的影响，额定功率的增量?p0，查表并通过插值法计算得：

?p0?2.314Kw

2）确定V带的根数

Z?pca (3-4)

(p0??p0)K?KL12

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查表得：K??0.913 查表得：KL?1.08

Z?112.5?4.22

(7.40?0.87)?0.938?1.07取Z?5根。

8.单根V带的预紧力

F0?500(p2.5?1)ca?qv2由表查得 q?0.62kg/m kazvF0?500?(?1670N9.计算压轴力

2.5112.5?1)??0.62?(9.68)2N 0.9386?9.68a12146.20?2?5?1670?sin2?15970NFr?2?Z?F0sin

Frmax?1.5Fr?1.5?630?23955N

3.2 偏心轴的设计

颚式破碎机的偏心轴是一个传递扭矩，且两轴承支承间为偏心结构的转轴。对于它的可靠性设计。实际上就是根据预先拟定的结构方案，确定一组直径，使之既能满足强度，刚度要求，又能满足可靠性要求，而且重 量轻和经济效益最好，发求得技术上先进，经济上合理。

1、偏心轴的材料选用45号钢 2、轴传递的功率

查表的V带的传动效率为0.92～0.97现η=0.95 轴传递的功率为：P??Pca

P?0.95?112.5?106.75KW

3、偏心轴的转速为250r/min

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4、初步确定轴的最小直径

dmin=A0′式中：

3Pn (3-5)

A0：与轴材料有关的系数其值可查表取A0=112 P：轴传递的功率 n：轴的转速

dmin=A0′3Pn

?112?3?84mm106.75250

考虑到轴上键槽会消弱轴的强度，若为单键，则应将上述计算值dmin增大5%左右；若为双键，应将上述计算值dmin增大10%左右。该设计轴为单键所以将上述计算的dmin增大5%，得dmin?84?1.05?88.2mm

最小直径段的轴与带轮相配合，带轮孔径为110mm>88.2mm符合要求，因此选取轴的最小直径为110mm

5.转矩法校核轴：

对于承受转矩的轴，其强度条件为：

T9.55?106P/n?T?????T? (3-6)

WT0.2d3式中:?T——扭转切应力，MPa；

T——轴所受到的扭矩，N?mm3；

wT——轴的抗扭截面系数(mm)；

； p——轴传递的功率（KW）

n——轴的转速（r/min）； ； d——计算截面处轴的直径（mm）[?T]——45号钢的许用扭应力（MPa）；

由上式可以得到，要设计的轴必须满足以下条件：

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9.55?106Ppd?3?C3?mm? (3-7)

0.2??T?nn[?T]查表取为 40MPa；

C查表取为110；

n由要求可知为250r/min； p为传递转速为30KW。 将已知数据代入公式得：

d?110?330?54.2mm 250最小的轴径选择的是90mm，大于公式所得，传递扭矩足够了。

3.3 飞轮的设计

颚式破碎机是一种间歇工作的机械，工作行程破碎物料而空行程只是克服机构中的有害阻力，因而造成了机器转动速度的波动及电动机的负荷不均匀。为使破碎机工作平稳，转速波动小，电动机负荷均匀，在偏心轴的两端装上了飞轮。空行程的时候它储存能量，而工作行程时，飞轮放出能量。

大三角带轮即是传动件也是飞轮，所以现在我们设计的是偏心轴另一端的飞轮。

设破碎机在空行程期间t1内的功率消耗为N1，在压碎物料期间t2内的功率消耗为N2。电动机额定功率为N，并且N1

在N1?N期间，多余的功N?N2率使飞轮角速度从?min增加到?max；在N?N2期间，功率不足，使飞轮角速度从?max减少到?min，同时飞轮放出能量，增加破碎物料的有效功率，提高破碎机的破碎效率。由此，可得能量平衡方程式：

102Nt1=102N1t1+J/2(wmax-wmin) (3-8)

或

102Nt1=102N1t1+Jw2d0

式中J——飞轮的转动惯量，（kg.m2）；

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（w=w——飞轮平均角速度，

wmax+wmin）； 2d0——速度不均悉数，d0=wmax+wmin。 w飞轮储存的能量为：

102t1(N-N1)=Jw2d0

考虑摩擦损失的机械效率为：

h=N-N1 (3-9) N代入公式后，得飞轮所需要的转动惯量：

J=102t1Nh (3-10) 2wd0机械效率h=0.75~0.85，因设计的是复摆式破碎机，效率较高，所以取值为0.85。t1=240。对中小型破碎机，取d0=0.03～0.05，此处取t=3nn，而且已知n=250r/min。2p0.02。角速度w根据实验转速n求得，w=将这些数据代入公式求得：

J?24.61Kg.m2

飞轮的外径应与大带轮的外径相当，选取飞轮的外径为D=1500mm，选取飞轮的内径为d=110mm，则飞轮的质量m为：

m=8J8′24.61==87kg

D2+d21.52+0.112则飞轮的宽度B为：B=161mm

飞轮的具体几何尺寸，参考了普通飞轮的设计结构，并将之简化，在保证了飞轮可以正常工作的前提下，尽量减轻飞轮的质量，优化结构，尽量使之整体化和减少加工费用。

与普通的飞轮的设计不同的是，这个飞轮可以通过加配重的方式，来进行转动惯量的调节。

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3.4 轴承的选择与校核

1.选择轴承

颚式破碎机的连杆装在水平轴的偏心部分上，通过曲柄摇杆机构驱动动颚完成对材料的破碎。支承两端的内装轴承承受重破碎荷载。外装轴承除传递破碎载荷外还有传递飞轮的重量和有驱动产生的圆周载荷。由于载荷大和工作条件的恶劣,为增加其稳定性选择向调心滚子轴承。

对于内装轴承，通过查阅《机械设计手册》初步选定内装轴承的型号为22328。其基本尺寸为外径D=300mm，内径d=140mm,宽度B=102mm，极限转速为900r/min（脂润滑）。基本额定载荷Cr=825KN，此值远大于动颚的破碎力、V型带的压轴力、偏心轴的自重力和带轮、飞轮的惯性力的合力。

对于外装轴承，靠近带轮一侧的要承受V带施加的

压轴力的作用，本设计中为6303N，故对于外装轴承的确定，应考虑此压轴力。初选型号为23232C/W33，其基本尺寸及系数为：内径d=160mm，外径为D=290mm，宽度B=104mm；基本额定载荷1080KN，完全可以提供破碎力；极限转速900r/min（脂润滑）。

2、轴承的当量动载荷 一般计算公式为

P=fp(XFr+YFa) (3-11)

式中：fp—性质系数，查表取fp为2.0；

FR—轴承承受的径向载荷，由先前的计算知，FR?9454.5N； FA—轴承承受的轴向载荷，由于在本机的设计中，轴承在理论上是

不受轴向力的，但实际应有力的作用，但很小，则初设为100N；

X—径向载荷系数，查表可得为1； Y—轴向载荷系数，查表可得为0.3。

所以，当量动载荷为：

P?fp(XFr?YFa)?2?(1?9454.5?0.3?100)

?18969N3、计算轴承的寿命

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106Ce() (3-12) 由公式Lh=60nP此为滚子轴承，式中e=10 3106825′10310L1=()3=17534003>10000h，

60′275189691061080′10310L1=()3=43030902h>10000h

60′27518969故满足预期寿命。因此，选用22328和23232C/W33调心滚子轴承能够很好的满足要求。

3.5 轴承座的设计

在本次设计中，因为结构的要求，采用了整体设计,将轴承座做成一个可装轴承的空心阶梯轴型结构,将和机体连接的部分做成法兰,轴承用端盖进行定位和约束,由于做的是一对,而且选用的是调心滚子轴承,对同心度的要求较高。

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第4章 各基本构件的设计

4.1 动颚的设计

动颚是支承齿板且直接参与破碎矿石的部件，要求有足够的强度和刚度，其结构应该坚固耐用。

动颚一般采用铸造结构。为了减轻动颚的重量，国外也采用焊接结构，由于其结构复杂，因此对焊接工艺的要求较高。国内尚未见使用焊接结构的动颚。

按结构特点，可把动颚分成箱型结构和非箱型结构两种。

对于型号较小的复摆颚式破碎机，其动颚一般做成非箱型加筋结构，以便有效地减轻动颚的重量。

根据该设计的型号和参数，我选择非箱型加筋结构动颚。

在破碎机的设计中，动颚的设计关系到整个机型的设计和机子的性能。因为动颚是支撑齿板且直接参与破碎矿石的部件，要求要有足够的强度和刚度，其结构应坚固耐用，在经过认真的研究之后，我采用的是整体铸造结构。为有效的减轻动颚的重量，我选择把动颚做成非箱型加筋结构。安装齿板的动颚前部分为平板结构，其后部有若干条加肋板以增强动颚的强度与刚度。

4.2 齿板的设计

齿板的结构：齿板也叫衬板，是破碎机中直接与矿石接触的零件，结构虽然简单，但它对破碎机的生产率、比能耗、产品粒度组成和粒型以及破碎力等都有影响，特别对后三项影响较明显。

齿板承受很大的冲击挤压力，因此磨损得非常厉害。为了延长它的使用寿命，可以从两方面来研究：一是从材质找到高耐磨性能材料，二是合理确定齿板的结构形状和几何尺寸。现在破碎机上使用的齿板，一般是采用ZGMn13。其特点是：在冲击负荷作用下，具有表面硬化性，形成即硬又耐磨的表面。同时仍能保持器内层金属原有的韧性。

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齿板横截面结构形状有平滑表面和齿形表面两种，后者又可分三角形和梯形表面。为了保证产品粒度和形状，通常还是采用三角形或梯形衬板。在本次设计中我采用梯形衬板。

4.3 推力板的设计

破碎机的推力板（肘板）是结构最简单的零部件，但其作用却非常重要。通常有三个作用：一是传递动力，其传递的动力有时甚至比破碎力还大；二是起保险件作用，当破碎腔落入非破碎物料时，肘板先行断裂破坏，从而保护机器其他零件不发生破坏；三是调整排料口大小有的简摆腭式破碎机是通过更换不同的长度尺寸的肘板来调整排料口大小的。

在机器工作时，肘板与其支撑的衬板不能良好的润滑，加上粉尘落入。所以肘板与其衬板之间实际上是一种干摩擦和磨粒磨损状态。这样，对肘板的高负荷压力，导致肘板与肘板垫很快磨损，使其寿命很低。因此肘板的结构设计既应考虑该机件的重要作用也应考虑其工作环境。

按肘板和肘垫（或称肘板衬垫)的连接形式，可分滚动型与滑动型两种。肘板与衬垫传递很大的挤压力，并受周期性冲击载荷。在反复冲击挤压作用下磨损较快，为提高传动效率，减少磨损，延长其使用寿命，可采用滚动型结构，肘板头为圆柱面，衬垫为平面，由于肘板的两端肘头表面为同一圆柱面，所以当肘板两端的衬垫表面相互平行时，肘板受力将沿周半圆柱面的同一直径，并与衬垫表面的垂直方向传递。在机器运转过程中，动颚的摆动角很小，使得肘板两端支撑的衬垫表面的平行度误差也很小，因此肘板的传力方向与衬垫垂直线方向的夹角很小。所以在机器运转过程中，衬板与其衬垫之间可保持纯滚动。

4.4 机架的设计

破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。他在工作中承受很大的冲击载荷，就其质量来说，占整机质量的很大比例，而且加工制造的工作量也较大。机架的刚度和强度，对整机性能和主要零部件寿命均有很大的

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影响。因此，设计的时候要求：结构简单易制造，重量轻又要求有足够的强度和刚度。

破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击载荷，其重量占整机重量很大比例(对铸造机架为50%左右，对焊接机架为30%左右），而且加工制造的工作量也比较大。机架的刚度和强度，对整机性能和主要零部件寿命均有很大的影响。因此，对破碎机机架的要求是：结构简单易制造，重量轻，且要求有足够的刚度和强度。破碎机机架按结构分，有整体机架和组合机架：按制造工艺，有铸造机架和焊接机架。

因为设计的是小型机，所以我选用了整体机架，与嵌销连接的组合机架相比，它拥有更好的强度和刚性，加工、装配和拆卸也比较方便。在本次设计中，我们采用的是整体铸造机架。其中铸钢为ZG270-500，其刚性较好。在保证正常工作的前提条件下，应力求减轻重量。

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第5章 复摆颚式破碎机的安装

5.1 破碎机的安装

颚式破碎机一般是安装在混凝土地基上。地基要与厂房的地基隔开，避免破碎机的震动传给厂房。地基的深度不应该小于安装地点的冻结深度，地基的面积应该按照安装地基的土壤允许的压应力来决定。地基的重量应该是机器重量的3至5倍。一般是用140-150号水泥来浇筑地基。

设计地基时，应该考虑产品运输带、更换肘板和修理调整装置等所占用的空间，同时也要留出安装埋头地基螺栓所用的通入口。破碎产品要经过与破碎机纵向轴线方向一致的地基排料槽排出，排料槽的斜度不应该小于50°。地基的周围要有足够的空间，以便维护、修理破碎机和放置工具。

装配破碎机首先是将机器装在地基上，然后按顺序将其他零件装配起来。安装过程中认真仔细阅读调整各联结部分，特别是肘板、偏心轴和东哥悬挂轴之间的平行度，不允许超过规定的范围。

5.2 机架的安装

颚式破碎机安装在混泥土地基上，为了减小震动、噪声和吸收震动，应在机架和混泥土之间垫上一层硬方木、橡胶或其他物质。机架安装在地基或在木座上的横向和纵向水平度应负荷要求，机架底脚与地基间的垫板必须平整、均匀和稳固。可拆卸式组合机架的对口结合处表面必须良好吻合。机架联结螺栓装配时，最好加热到使其联结更加牢靠。

机架安装在地基上的横向水平度每米应不大于0.2mm；纵向水平度，每米应不大于0.4mm。组合机架在螺栓未拧紧时，局部间隙不应大于0.7mm。

5.3 偏心轴和机架的安装

装机前，将滚动轴承检查好后，再放入轴承座内，用水平仪测量其水

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平度和同轴度的偏差值，如在允许范围内，可把偏心轴放到轴承上。然后再用涂色法检查轴颈和轴承的接触情况，如接触情况不满足要求，还应进一步刮研，最后一次装轴时，应在轴承和轴颈上加一些润滑油。

偏心轴滑动轴承座与机架的接触面积应不小于80％，最大间隙不得大于0.07mm。中小型复摆颚式破碎机常采用滚动轴承。安装最好采用压力机缓慢压入。压入前轴颈上应涂点润滑油。当轴承与轴为过盈配合时，应将轴承在油中加热到90°左右之后再装入。但最好不超过100°，否则容易使轴承退火。加热时间不少于20分钟，否则内套膨胀量不够。轴承中的润滑油量以装入轴承空间的60％为适宜。

5.4 动颚的安装

颚式破碎机动颚的装配，全采用事先组装好的动颚部件进行装配，即将动颚、动颚轴、活动齿板、肘板垫等提前组装好，然后用吊车装在机架里。

先把滑动轴承研配好，然后放入机架轴承座中，测量其斜度和同轴度的偏差值。如果在允许范围内，在轴承和轴颈表面上涂上润滑油，将动颚放到轴承中。

机架上的滑动轴承和动颚悬挂轴滑动轴承的倾斜度，每米不大于0.1mm；同轴度不大于0.06mm。

5.5 齿板的安装

齿板是破碎机中磨损最快的，需要经常更换的零件。齿板用螺栓或楔子固定在机架前壁和动颚上，其接触面必须平直，不允许有翘首现象，否则要及时处理。由于机架前壁内侧不加工，所以在定颚齿板背面与机架前臂之间，最好垫一层软金属垫片，确保两者紧密贴合。对于大型破碎机，也可以在动颚与齿板间灌铅锌等金属，使两者紧密贴合。

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第6章 破碎机出口扬尘的解决和噪声防治

6.1 破碎机出口扬尘的解决

破碎机出口扬尘非常严重，从破碎机出来的块状和粉末状物料直冲矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，地面堆积厚厚一层物料，部分粉状物料飞扬在空中，给生产带来了很大的不便。在该段流程中，物料由料仓入板式给料机，由板式给料机入颚式破碎机，出破碎机直接入出口矿石皮带机。由于该破碎机出口料流非常大，导致粉尘飞扬和溅落。我们分析认为，造成以上现象的根本原因在于大料流的无缓冲倾泻所致。因此，我对此进行了如下改进（如图6-1所示）:

料仓料流方向板式给料机破碎机入收尘器暂存料仓料流控制器入收尘器出口皮带机

图6-1破碎机出口扬尘

在破碎机出口与矿石皮带之间设置一个暂存料仓，暂存料仓接收尘器。在暂存料仓与皮带之间加一道溜子。再在溜子上设一料流控制阀。设置暂存仓是为了缓冲大流量物料的倾泻冲击；料流控制阀可稳定出口料流；暂

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存仓接收尘器可使部分细粉料在暂存仓提前被收尘处理，减少出口粉尘，同时也有利于提高皮带的使用寿命。

经过这样的改进，彻底解决了粉尘飞扬和物料溅落的间题，给车间的生产和管理带来了极大的方便。

6.2 破碎机的噪声危害及防治途径

复摆颚式破碎机的粉碎方式主要是靠对矿石的挤压而使其粉碎。这样，在对矿石粉碎的同时就会不可避免的产生大量的噪声。而噪声是一种环境污染,被认为是仅次于大气污染和水污染的第三大公害。控制噪声措施：噪声控制包括降低噪声源的噪声,控制噪声的传播途径和个人防护几个方面：

(1)声源控制。采矿生产现场和破碎车间、运转的颚式破碎机是主要的噪声源，控制它们的噪声有两个途径：一是想办法改进结构,提高各个部件的加工精度和装配质量，采用合理的操作方法等，降低声源的噪声发射功率。二是利用声波的吸收、反射、干涉等特性，采用吸声、隔声、减振、隔振等技术，以及安装消声器等，控制噪声的辐射。

(2)噪声传播途径的控制。主要措施有：对于采矿现场颚式破碎机在作业时将其拖至有天然屏障(土坡、山丘)的地方,或者利用其他隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。

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第7章 破碎机的维护与保养

7.1 破碎机的日常维护

日常维护有一下几个方面：

（1）检查轴承的发热情况，对滚动轴承，其温度不超过70℃，若超过规定的温度，应立即停车检查和排除故障。

（2）检查润滑系统是否正常，齿轮油泵的工作无撞击声，观察油压表的数值，检查邮箱中的油量润滑系统是否漏油，

（3）检查各部位螺栓和飞轮键等连接键有无松动现象。 （4）检查齿轮板和传动件的磨损情况，拉杆弹簧是否正常。 （5）经常保持设备清洁，做到无积灰、无油污、不漏油、不漏水、不漏电、不漏灰，特别注意不上灰尘进入润滑系统和润滑部位。

（6）定期清洗过滤冷却器，洗净后应待完全晒干方可继续使用。 （7）定期更换油箱内的润滑油，一般半更换一次。

7.2 颚式破碎机的故障分析与排除

颚式破碎机经过长期使用后，零件或配合件由于磨损、变形、疲劳、腐蚀、穴蚀、松动或其他原因，失去原始工作性能，使颚式破碎机技术状况恶化，出现工作不正常，甚至不能继续工作的现象，这时统称颚式破碎机有了故障。

颚式破碎机产生故障的原因，可从客观四个方面来分析：配合件的正常配合关系破坏；零部件之间相对位置发生变化；零件本身变形、损坏和表面质量改变；零部件间杂质阻塞等。

机器发生故障的原因，包括因调整、使用、维修不当所造成的事故性损坏（如阻塞、松动），以及零件因磨损、腐蚀、穴蚀、疲劳等原因造成的自然性损坏，前者是可以避免的，后者虽不可避免，但如果能查明零件损坏的原因，掌握损坏的规律，从设计、制造到使用、维护各个环节采取相应技术措施，就能大大减少零件的损坏，延长机器的使用寿命。

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结 论

颚式破碎机是比较常用的破碎设备，本设计主要针对PE620×900动颚和传动部分进行设计，包括其主要零件的设计，同时介绍了颚式破碎机的使用及修理等。

本设计是复摆颚式破碎机，通过设计可以得出复摆颚式破碎机与简摆颚式破碎机的不同之处：

1）由于复摆颚式破碎机将简摆颚式破碎机的连杆与动颚合二为一且只有一个肘板，所以其结构更加简单，具有结构简单、运动可靠、重量轻等优点。

2）复摆颚式破碎机动颚上各点的轨迹分布比较合理，其水平行程沿动颚颚板由上至下逐渐加大，正好满足破碎大块物料需加大压缩量的要求，且排料时动颚下端点向下运动，促使排料以提高生产能力。

3）复摆颚式破碎机的动颚垂直行程大，加剧齿板与物料间的摩擦作用，这样不但加快了破碎版磨损，降低其使用寿命，使产品出现粉料，粒度不均匀，而且使非生产性的能量消耗增加。因此在复摆颚式破碎机中使用滚动轴承，且在肘板支承处采用高副滚动联结，以提高破碎机的机械效率，降低其单位功耗。

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谢 辞

经过两个多月的努力，我的毕业设计顺利完成了。在这里，我向所有指导过我的老师、帮助过我的同学表示深深的谢意。

感谢我的指导老师，她严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。本设计从题目的选择到最终完成，老师都给予我细心的指导和不懈的支持，同时老师还在以后的社会生产中给我提出了指导性建议和建设性意见。没有他们的悉心指导，就没有我毕业设计的顺利完成。

感谢大学期间所有的授业恩师，没有他们的谆谆教导，我就不可能具备完成本次毕业设计所需要的机械专业知识，如机械设计、机械原理及理论力学等等。

感谢与我一起努力，一起讨论的同组同学们，他们在参考资料的搜集和设计内容分析上给了我很大的帮助。

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版社.2002年

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