颚式破碎机的研究-毕业设计论文.doc

1、华东 理工大学学士学位论文 I 摘要 颚式破碎机俗称颚破，由动颚和静颚两块颚板组成破碎腔，模拟动 物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于矿山冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的破碎。被破碎物料的最高抗压强度为 320MPa，颚式破碎机的动颚直接悬挂在偏心轴上。由于动颚是偏心直接带动的，所以活动颚板可以同时做垂直和水平的复杂摆动，颚式破碎机对石块不但能起到压碎和劈碎的作用，还能起到碾碎的作用。随着科技的发展，矿石业的需求也大大增加，各种不同型号的颚式破碎机的设计 显得尤为重要。 本毕业设计主要是对 9501250（ 进料口尺寸（宽 长） ）的颚式破碎机进行设

2、计，对破碎机上面的各个零件进行拆分，画出各个零件的零件图，然后画出其装配图。计算并确定了颚式破碎机的主要参数及其主要结构的设计，设计内容主要包括了颚式破碎机的动颚，偏心轴，皮带轮，前墙，侧墙，法兰，端盖，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作了介绍，同时对机器参数（主轴转速，生产能 力，破碎力及功率等）作了计算以及对 偏心轴作了设计。此外，还简单介绍了破碎的意义和破碎工艺，颚式破碎机的操作及维修等等。 关键词： 颚式破碎机 动颚 破碎 偏心轴 华东 理工大学学士学位论文 II Abstract Jaw crusher is commonly known as the br

3、oken jaw, by moving jaw and quiet jaw two jaw plate component crushing cavity, Simulate the movement of animals to complete two jaw crusher material crushing operation, Widely used in mining, building materials, smelting broken highway, railway, water conservancy and chemical industry, all kinds of

4、ores and bulk materials. The highest compressive strength of broken material is 320MPa, jaw crushers jaw hang directly on the eccentric shaft. The movable jaw is eccentric driven directly, so the movable jaw plate can do complex swing vertically and horizontally at the same time, jaw crusher of the

5、stone can not only play the role of crushing and breaking, but also play the role of ground. With the development of science and technology, ore industry demand also increases greatly, various types of jaw crusher design is particularly important. This graduation design is mainly to the 950x1250 (in

6、let size (width * length) jaw crushers design,Split parts of the crusher above, draw all parts drawings, then draw the assembly drawing. Calculation the design of main parameters of jaw crusher and its main structure, the design content mainly includes jaw crusher jaw, eccentric shaft, a belt pulley

7、, a front wall, a side wall, flange, end cover, and other important components, In addition,main parts s working principle and characteristics of jaw crusher is introduced, At the same time on the machine parameters (spindle speed, production capacity, crushing force and power) were calculated and t

8、he eccentric shaft made the design. In addition, also introduce the significance and crushing process of crusher, jaw crusher operation and maintenance etc. Key word: Jaw crusher,jaw,crusher,eccentric shaft 华东 理工大学学士学位论文 III 目 录 摘 要 1 1 绪论 1 1.1 课题背景及研究意义 1 1.2 国内外研究现状 2 1.3 颚式破碎机的工作原理 3 1.4 颚式破碎机的基

9、本结构 7 1.5 本章小结 8 2 颚式破碎机主要参数的选取及计算 9 2.1 颚式破碎机的结构及 安装 9 2.2 基本参数的选取与计算 9 2.2.1 主轴转数 9 2.2.2 钳角 10 2.2.3 动颚排矿口处行程 11 2.2.4 偏心距 r 12 2.2.5 悬挂高度 12 2.2.6 动颚的行程特性值 m 12 2.2.7 生产率 13 2.2.8 破碎腔高度 H 13 2.2.9 动颚轴承中心距给矿口平面的高度 h 14 2.2.10 推力板长度 K 14 2.2.11 破碎腔的形状 14 2.2.12 传动角 15 2.2.13 电动机的选择 16 2.3 主要参数的计算

10、16 2.3.1 主轴转速的计算 16 2.3.2 生产能力 Q 17 2.3.3 破碎力 17 2.3.4 最大破碎力计算 18 2.3.5 功率 18 华东 理工大学学士学位论文 IV 2.4 本章小结 7 3 颚式破碎机主要结构的设计 20 3.1 飞轮的设计 20 3.2 偏心轴主要尺寸的确定 20 3.2.1 偏心轴的结构设计 20 3.2.2 偏心轴设计的一些注意事项 22 3.2.3 偏心轴和轴承的安装 22 3.3 动颚体设计 22 3.3.1 动颚体的安装 24 3.4 齿板的设计 24 3.5 肘板（推力板） 25 3.5.1 肘板的安装 26 3.6 机架结构 26 3.

11、6.1 机架结构形式 26 4 颚式破碎机的主要零部件校核 28 4.1 偏心轴的校核 28 4.2 肘板的强度校核 29 5 颚式破碎机部分零件上的公差和配合 30 5.1 配合的选择 30 5.1.1 配合的类别的选择 30 5.1.2 配合的种类的选 择 30 5.2 一般公差的选取 30 5.3 形位公差 30 5.3.1 形位公差项目的选择 30 5.3.2 公差原则的选择 31 结 论 33 致 谢 34 参考文献 35 附录 A:英文资料 36 附录 B:中文翻译 47 华东 理工大学学士学位论文 1 1 绪论 1.1 课题背景及研究意义 随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非

12、金属矿等物料的社会需求规模日益扩大，需要破磨的物料量迅速增加。 90年代以来，全世界每年经磨破的物料量达到 100亿吨以上。我国脆 性物料年产量己达到约 15亿吨，这些物料绝大部分都要经过破磨，可见破碎和粉磨工程在国民经济中发挥着巨大的作用。 破碎机是冶金、矿山、化工、电力、陶瓷、水泥、建筑和筑路等工业部门广泛应用的重要设备。随着我国基本建设快速发展，破碎机用量、产量逐年增加，国内破碎机行业逐渐兴旺发达。到 2006 年全国矿石采掘总量超过 60 亿吨，不难想象，将这些矿石粉碎所消费的能量是何等庞大。然而现在国内好多破碎机使用厂家都是从国外进口的，国内生产的破碎机质量还跟不上其发展使用的要求和

13、速度，所以如何提高破碎机的研发质量，缩短设计周期，降低 研发成本，借助计算机作为新的设计工具来进行破碎机的研发，逐步取缔外国进口的破碎机，使我国能在破碎机行业掌握先进技术，从而为推动工业发展做出贡献。 颚式破碎机于 1858 年由美国人埃里布雷克 (El Blake)发明并取得专利。 19 世纪 40 年代，北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的促进作用。 19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应用。上个世纪末，全世界已有 70 多种不同结构的颚式破碎机取得了专利权。颚式破碎机结构简单，工作时安全可靠，其加工出来的石料可以满足工程上的各种应用，因此，颚式 破碎机被广泛的应用在

14、工业生产中，为了分离有用的矿物，矿石破碎分为粗碎，中碎和细碎。 颚式破碎机 又叫老 虎口 ，适用于破碎硬的和中硬的物料。当物料加入到 颚式破碎机 破碎腔中（由固定颚板和可动颚板组成的空间），由于动颚板作周期性往复摆动，当动颚板靠近固定颚板时，物料受到挤压、劈裂和折断的作用而破碎。当动颚板离开固定颚板时，已碎到小于排矿口的物料，靠其自重从下部排矿口排出。位于破碎腔上还未完全破碎的物料，也随之华东 理工大学学士学位论文 2 下落到破碎腔下部，再次受到颚板的挤压、劈裂和折断的作用而继续破碎。 颚式破碎机俗称颚破，由动颚和静颚两块颚板组成破碎腔，模拟动物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于

15、矿山冶 炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的破碎。被破碎物料的最高抗压强度为 320MPa，颚式破碎机的动颚直接悬挂在偏心轴上。由于动颚是偏心直接带动的，所以活动颚板可以同时做垂直和水平的复杂摆动，颚式破碎机对石块不但能起到压碎和劈碎的作用，还能起到碾碎的作用。 我国是一个矿石资源丰富的国家之一， 而矿石业是我国重要基础产业之一，对我国基础设施建设，具有举足轻重的作用。 我国碎石生产企业分布广泛，几乎在全国的各个地方都有，现场的作业人员部分对安全知识及能力相对缺乏，没有相应的破碎技术资料 ，存在不同程度的掏采破碎作业，甚至有的地方使用最传统的破碎方法，那就是爆破，其爆破

16、器材的管理相当不规范，而且严重的影响了环境的发展，极易引起泥石流等事故。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。 随着我国经济体制改革和对外开放的深化，突飞猛进的经济促进了矿石业的迅速发展，尤其是中小型采石业对矿石的破碎，更以前所未有的速度蓬勃发展，为交通业、建筑业、旅游业的发展，安排农村剩余劳动力就业、促进和保持稳定做出了巨大的贡献。 1.2 国内外研究现状 国内颚式破碎机制造厂家技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。颚式破碎机机架占整机质量的比例很大（铸造机架

17、占 50%，焊接机架占30%）。 国内对中小型颚式破碎机进行了大量研究，出现了负支撑、零悬挂、负悬挂、回转式、双腔和双动颚式破碎机 ， 并利用计算机对结构进行优化设计，颚式破碎机的结构日趋完善。国内为适应中、小规模生产中降低产品粒度的要求，研制了规格齐全的细碎型颚式破碎机。更多地采用计算机对破碎腔型进行优化设计，增加破碎腔深度，改进衬板表面形状。 国外大型复摆颚式破碎机有较大发展，更多地取代了简摆式破碎机。华东 理工大学学士学位论文 3 国外先进设备采用了液压调整排矿口、液压保险和清扫破碎腔装置，采用了计算机自动控制和远控技术。 我国自 1951 年开始仿制复摆鄂式破碎机以来，很长一段时间里，

18、人们为了使动颚具有较好的运动特性，能减小磨损，提高处理能力，对一些有较大影响的结构参数，如传动角、肘板摆动角、偏心距、主轴的悬挂高度、动颚行程，啮角、连杆长度等进行了大量的研究工作。 80 年代以来，我国颚式破碎机的研制与改进取得了一定成果。如我国破碎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 GXPE 系列深腔颚式破碎机，当时在国内引起一定的轰动。该机与同种规格破碎机相比，在相同工况条件下，处理能力可提高 20% 25，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。 总之，就目前而言，我国鄂式破碎机的设计在质量和性能方面与国外的先进水平还有很大的差距，

19、就同样的机型相比，机器的重量要比我国的小很多，说明其设计与制造的综合水平比我国高的多。此外，机器的轴承小但寿命长；在耐磨材料，热处理丁艺等方面也有不小的差距。提高我国的制造技术关键在于消化，吸收国外进口的产品 ，自己的研究开发单位要重视具有自主知识产权的设计开发，提高配套产品在内的产品质量，迎头赶上国际先进水平。 1.3 颚式破碎机的工作原理 颚式破碎机 的工作部分是两块颚板，一是固 定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（ 工作腔 ）。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破

20、碎腔，成品 从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。 颚式破碎机 破碎方式为曲动挤压型， 电动机 驱动皮带和 皮带轮 ，通过偏心轴 使动颚上下运动，当动颚上升时肘板和动颚间夹角变大，从而推动动颚板向定颚板接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎；当动颚下行时，肘板和动颚间夹角变小，动颚板在 拉杆 、弹簧的作用下离开定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出，随着 电动机 连续转动 破碎机 动颚华东 理工大学学士学位论文 4 作周期性的压碎和排料，实现批量生产。 颚式破碎机的工作原理：电动机通过皮带使偏心轴 旋转时，垂直连杆即向上向下运动，当垂直连杆向上时，带动

21、两块肘板逐渐伸平，肘板迫使可动颚板向固定颚板推进，破碎腔（即由固定颚板和动颚组成的空间）中的矿石受到挤压、劈裂、折屈作用而破碎。垂直连杆向下运动，肘板和可动颚板借弹簧和拉杆之力向后退，此时排矿口增大，被破碎的矿石由此排出。可见颚式破碎机是间断破碎矿石的。偏心轴每转一转只有半个周期用于破碎，其后半个周期用于排矿。所以它与其他连续破碎机械相比功耗较大，机械效率较低影响。颚式破碎机工作的主要因素有啮角与转数等。啮角就是动颚与定颚之间的夹角。根据计算，最大啮角可 达，而实际使用中都小于，一般为左右。啮角太大，会使破碎腔中的矿石向上挤出，以致伤人或损坏其他设备，同时随着啮角增大（破碎比加大），生产率下降

22、。调节排矿口的大小，也就改变啮角的大小。在实际生产中，根据排矿粒度的要求来调节排矿口的大小。因此，在保证产品粒度的要求下，尽量把排矿口放大是合理的。排矿口大小可以通过调节块来调节，在调节排矿口大小时要注意破碎比和生产率之间的相互关系。 在一定的范围内，增加偏心轴的转数可以提高破碎机的生产能力，但是也会增加破碎单位质量矿石的电能消耗。转速太大，会 使破碎腔中已被破碎的矿石来不及排出而产生堵塞现象，反而使生产能力降低，电能消耗增加。因此，颚式破碎机应有一个最适宜的转数。颚式破碎机的偏心轴、连杆、可动颚板、轴与衬板是主要的磨损部件，需要经常注意润滑与更换。 颚式破碎机又分为简摆鄂式破碎机和复摆鄂式破

23、碎机，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。 简摆鄂式破碎机工作原理：动鄂悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动。带 动两块推力板也做往复运动，从而推动动鄂做左右往复运动，实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动鄂上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。此外，这种破碎华东 理工大学学士学位论文 5 机工作时，动鄂上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离

24、，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比 i一般为 3-6， 由于运动轨迹简单，故称简单摆动鄂式破碎机。 简摆鄂式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小 ， 由于动鄂垂直位移较小，加工时物料较少有 过度破碎的现象，动鄂鄂板的磨损较小。 复摆鄂式破碎机工作原理：动鄂上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动鄂的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动鄂上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线 (半径等于偏心距 )，逐渐向下变成椭圆形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种机械中动鄂上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂

25、摆动式鄂式破碎机。 图 1.1 复摆颚式破碎机机构运动简图 复摆式鄂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，加以动鄂下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆鄂式破碎机的生产率高出 20-30%。 物料块在动鄂下部有 较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的形状卸出，减少了像简摆式产品中那样的片状成分，产品质量较好。 复摆颚式破碎机与简摆型不同之处是 ， 少了一根动颚悬挂的心轴，动华东 理工大学学士学位论文 6 颚与连杆合为一个部件，少了连杆，肘板也只有一块。可见，复摆型构造简单，但动颚的运动比简摆型复杂。动颚在水平方

26、向有摆动，同时在垂直方向也运动，是一种复杂运动，故此类机器称复杂摆动型颚式破碎机。 这两种破碎机比较 ， 简摆颚式破碎机优点是动颚垂直行程较小，使衬板磨损轻 ， 在工作中，连杆施以较小的力而肘板能产生很大的推力 。 其缺点是：结构较复杂又比较重，比同规 格的破碎机重 20%-30%， 其次它的动颚运动轨迹不理想，其上部水平行程较小而下部水平行程较大。破碎腔中物料分布是：上腔里料块较大而下腔里料块较小，大块要求有较大的压碎行程而小块刚好相反。若满足大块物料要求，则排料口水平行程又偏大，不能保证产品粒度。此外，动颚在压碎物料的过程中，有阻碍排料作用。因此，在相同条件下，它比复摆破碎机生产率低 30%左右。 随着滚动轴承质量和耐磨材料耐磨性的提高以及采用现代的设计方法，减轻衬板的磨损等，复摆颚式破碎机基本代替了简摆颚式破碎机。国内最大规格的有 1500x2100 复摆颚式 破碎机以及国外有 1800x2100 和2000x3000 复摆颚式破碎机。 图 1.2 复摆颚式破碎机的示意图