颚式破碎机设计.doc

1、摘要水泥是国民经济的基础原材料。经过多年发展，我国水泥工业的发展取得了很大的成就，年产量已经成为世界第一，很大程度上保证了国民经济的发展需要。随着水泥工业化的进程以及生产工艺，以及过程控制技术的不断升级，水泥制造的破碎设备已经发展成为多种设备并用，并且朝着设备大型化，提升工艺的智能化的方面发展，用以来满足水泥发展的大型化和现代化发展的要求。颚式破碎机经过100多年的实践和不断地改进，其结构已日臻完善。它具有构造简单、工作可靠、制造容易、维修方便等特点。所以，至今仍然是粗碎和中碎作业中最重要和使用最广泛的一种破碎机械。它不但在建材工业，也在冶金、煤炭、化工等工矿企业中被广泛地采用着。颚式破碎机主

2、要用来破碎应力不超过200MPa的脆性物料。如铁矿石、金矿石、钼矿石、铜矿石、石灰石和白云石等。在建材工业中它主要用来破碎石灰石、水泥熟料、石膏、砂岩等。在颚式破碎机中，动颚板绕悬挂心轴对固定颚板作周期性摆动。当动颚靠近固定颚板时，则位于两颚板间的矿石受压碎、劈裂和弯曲作用而破碎。当动颚离开固定颚板时，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排出，所以物料的破碎是在两块颚板之间进行的。关键词：水泥；破碎机；颚式破碎机ABSTRACTCement is the basic raw material of the national economy. After years of development,

3、 the development of Chinas cement industry has made great achievements, annual production has become the first in the world, largely to ensure the development needs of the national economy. Cement the process of industrialization and the production process, and process control technology continues t

4、o upgrade, broken cement manufacturing equipment has been developed into a variety of devices, and toward large-scale equipment to enhance the process of intelligent development, since the meet the large cement development and modernization requirements. Jaw crusher after 100 years of practice and c

5、ontinuous improvement of its structure has been improving. It has a simple structure, reliable, easy to manufacture, easy maintenance. Still coarse crushing and crushing operations, the most important and most widely used a crusher. It is not only in the building materials industry, and metallurgy,

6、coal, chemical and other industrial and mining enterprises has been widely adopted. The jaw crusher is mainly used in crushing stress of not more than 200MPa of brittle materials. Such as iron ore, gold ore, molybdenum ore, copper ore, limestone and dolomite. It is mainly used in the building materi

7、als industry broken limestone, cement clinker, gypsum, sandstone. In a jaw crusher, movable jaw plate around the suspension spindle cyclical swing of fixed jaw plate. When the movable jaw toward the fixed jaw plate, located between the two jaw plate ore by crushing, splitting and bending and crushin

8、g. When moving jaw to leave the fixed jaw plate has broken ore in the gravity discharged through the port of discharge, so the crushing of the material between the two jaw plate.Key words:Cement;Crusher;Jaw Crusher目录第 1 章 绪论 .第 1 节 我国水泥产业现状特点及问题.第 2 节 水泥产业发展趋势.第 2 章 破碎机械 .第一节 破碎机概述.第二节 颚式破碎机介绍.第三章 颚

9、式破碎机主要参数的设定.第一节 钳角 的设计.第二节 动颚摆动行程 s 与偏心轴的偏心距 r.第三节 主要构件尺寸的确定.第四节 破碎腔的形状.第五节 动颚部分设计.结论.参考文献.致谢.第一章 绪论第一节 我国水泥产业现状特点及问题水泥工业是国民经济发展、生产建设和人民生活不可缺少的基础原材料工业。随着我国经济的发展，水泥产业已达到相当大的规模，2009年我国水泥产量16.5亿吨，占世界水泥总产量50%以上，已连续20 多年居世界第一位。水泥工业总产值5,000多亿元，占我国建材行业总产值的三分之一以上。进入新世纪以来，我国水泥工业发生了突破性的变化。从单纯的数量增长型转向质量效益增长型；从

10、技术装备落后型转向技术装备先进型；从劳动密集型转向投资密集型；从管理粗放型转向管理集约型；从资源浪费型转向资源节约型；从满足国内市场需求型转向面向国内外两个市场需求型。实现上述根本转变的原因，是进入新世纪以来新型干法水泥生产技术的快速发展和应用。在产业政策的正确引导下，体现出以下特点：1. 结构调整步伐加快，全面进入新型干法水泥时代实现“低投资，国产化” 是中国全面进入新型干法水泥时代的关键，我国新型干法水泥的飞速发展，源于对新型干法水泥工艺技术的研究和装备的开发、设计、制造取得的重大进展。在过去开发和研制2000t/d 成套技术装备的基础上，采取自行研制与引进吸收相结合的方式，进一步开发了5

11、000t/d、8000 t/d、10000 t/d 级的新型干法水泥生产成套技术装备。大型设备国产化率的提高，大大增强了企业的竞争力。新型干法水泥生产工艺和装备在“工艺过程节能化、技术装备大型化、生产环境清洁化、控制管理信息化”等方面取得了突出的成绩。由于技术的先进、成熟、可靠，使得新型干法水泥生产线的各项主要技术经济指标达到国际同类生产线的先进水平，制造成本明显下降，企业竞争力明显增强。据中国水泥协会统计，截止2009年底，全国已有1,113条新型干法水泥生产线在运行，年设计熟料产能95,859万吨。其中日产700吨900吨生产线41条；日产1000吨生产线151条；日产1100 1400

12、吨生产线 99条；日产1500 1800吨生产线53条；日产2000吨生产线76 条；日产2500吨生产线324条；日产30003500吨生产线53条；日产4000 4200 吨生产线46 条；日产5000 吨及以上生产线270 条。日产5000吨及以上生产线设计水泥熟料产能占总新型干法水泥熟料产能的比重为45.27%。新型干法水泥所占比重已达到76.88%。单线产能正向大型化发展，继海螺几条10000t/d 生产线投产后，河南天瑞荥阳12000t/d 生产线也已投入正常运行，全国落后水泥产能正加速淘汰。2. 兼并重组步伐加快，水泥产业向大型企业集团集中近年来大型水泥企业集团的扩张推动了兼并重

13、组步伐，并提高了大型企业集团在水泥工业中的集中度。2009年，年生产能力在500万吨以上的水泥企业（集团）65家，水泥熟料生产能力 6.73亿吨，占水泥熟料总生产能力的48.53%，水泥熟料产量 5.6亿吨，占水泥熟料总产量的 51.91%；其中1,000 万吨以上的水泥企业（集团）20 家，水泥熟料生产能力 4.82亿吨，占水泥熟料总生产能力的34.76% ，水泥熟料产量4.19亿吨，占水泥熟料总产量的 38.82%。3. 节能减排，发展余热发电取得明显成效节能减排成效显著，2009年水泥产品综合能耗大大降低，吨熟料能耗124.15千克标准煤，比2008 年降低4.85%；吨水泥能耗95.0

14、8千克标准煤，比2008年降低8.11%。截止2009 年全国已有498 条2000t/d 以上新型干法生产线安装了余热发电，总装机容量3316mw，年发电能力222亿度，节能800多万吨标煤，减排2000万吨 CO2。4. 水泥粉磨企业迅速发展2009年末，在近5,000家水泥生产企业中，水泥粉磨企业1800多家；在22.69亿吨的水泥生产能力中，水泥粉磨企业能力7.13亿吨，占水泥生产能力的31.41%；2009年全国水泥粉磨企业产量5.01亿吨，占全国水泥产量的30.36%。在水泥粉磨企业中，年生产能力60 万吨以上企业数量占 1/5，生产能力占将近60% 。其中， 60120万吨企业2

15、70 家，能力2.08亿吨，占粉磨企业总能力的29.17%；生产能力 120300万吨水泥粉磨企业93家，水泥生产能力1.43亿吨，占粉磨企业总能力的20.06%；300万吨以上企业19家，生产能力6,250万吨，占粉磨企业总能力的8.77%。大型水泥粉磨企业主要分布在大中城市周边或水陆交通枢纽。大型企业集团在内部实行专业化生产，形成了熟料生产基地加水泥粉磨站的生产格局。5. 存在问题在产能迅速增长的宏观布局上，出现结构性、地区性产能过剩。通过几年来“上大压小、淘汰落后 ”调整结构的努力，水泥落后产能的比重已大幅下降。但截至2009年底，全国仍有近4亿吨落后产能充斥市场，占总产能 1/5。虽然

16、有些省份如浙江、河南、安徽等落后产能已基本退出市场，但新型干法水泥产能也出现地区性过剩。例如安徽省2009年水泥实际产量7,200多万吨，但水泥熟料输出量达5,000万吨。随后，估计四川、重庆、内蒙、宁夏等西部地区也将会出现地区性产能过剩。第二节 水泥产业发展趋势趋势之一：大企业集团的“雪球” 将越滚越大，产业集中度将进一步提升在（2009）国38号与（2010）国7号两个文件的双重压力下，水泥行业落后产能未来三年绝大部分将退出市场。同时，水泥企业兼并重组的质量和力度也将加快升级，从原先的大企业有点“饥不择食” 的兼并，演变成大企业集团有选择性地并购区域龙头，企业数量将大大减少，产业集中度将大

17、幅度得到提升。有业内人士预判：到2015年，前10名大企业集团的水泥熟料产量有望达到总产量的50% 以上。趋势之二：废渣资源化利用，发展循环经济渐成主流趋势在废渣资源化利用方面，是我国水泥工业的又一个显著特点。自上世纪5060年代，就已经开始利用工业废渣，7080年代利用工业废渣的种类和数量在不断增加，除矿渣外，粉煤灰、煤矸石、电石渣、钢渣、磷渣、铜渣、赤泥、糖渣、排烟脱硫石膏等相继进入水泥生产领域，不但用做水泥混合材，还用做熟料生产配料。90年代开始在处理城市垃圾、下水道污泥及一些有毒有害物方面，也不断取得进展。进入新世纪以来，水泥工业发展循环经济的路子越走越宽，优惠的政策导向和良好的经济效

18、益，吸引更多的企业进入发展循环经济行列。相信即将开始的“十二五” 规划，必将把发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会，走新型工业化道路作为一项战略要求提出。从过度依赖资金、自然资源和环境投人、以量的扩张实现增长，转向更多依靠发展循环经济和技术进步、以提高产品质量和效率获取水泥工业的经济增长。趋势之三：节能减排，发展低碳经济方兴未艾水泥工业是单位 GDP 排放 CO2比较高的行业，原因有三：一是水泥能耗高附加值低；二是水泥熟料煅烧主要是用煤作燃料；第三个原因，也是最重要的原因，是用石灰石作原料。每吨熟料大约排放0.8吨 CO2，有 2/3 CO2来自石灰石 CaCO3分解产生的。2009

19、年我国水泥工业万元 GDP 的 CO2排放量约14.7吨，是全国平均万元 GDP 排放 CO2量的5.9倍。面对全球气候变暖和环境日益恶化的严重威胁，我国政府在去年12月哥本哈根气候峰会上，庄严提出了“到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45% ”的目标。因此，如何加大节能减排的力度，将水泥单位产值的 CO2排放量降下来，是水泥工业面临的一大课题，也是一项不可回避而又十分艰巨的战略任务。现在水泥行业节能减排，发展低能耗、低排放、低污染的低碳经济理念已深入人心，正在寻求各种途径降低 CO2排放。例如：(1) 采用先进的节能技术及工艺，提高水泥窑炉的能量利用率以减少 C

20、O2排放；(2) 通过实施节电技术及采用节电设备降低电耗，减少与发电相关的 CO2排放；(3) 通过集约化、规模化生产减少 CO2的排放； (4)使用替代原料作为生产熟料的原料；(5) 使用磨细的矿渣、粉煤灰、天然火山灰或石灰石细粉来替代部分熟料；(6) 大量使用某些可燃废弃物作为水泥窑炉的二次替代燃料；(7)提高水泥的品质，延长水泥、混凝土的使用寿命，以减少水泥的用量；（8）扑集回收 CO2加以综合利用，生产衍生产品等。趋势之四：由水泥出口转向成套装备出口及工程总承包越做越大面对国际水泥贸易市场萎缩及发展中国家大兴水泥项目工程建设的局面，我国水泥(含熟料) 出口量连续四年呈下降趋势，由最高2

21、006年的3,613万吨(占当年总产量的2.91%) ，下降为2009年的1,561万吨(占当年总产量的0.95%)。在国家鼓励水泥企业“ 走出去 ”战略的支持下，中国中材集团、中国建材集团，在水泥成套装备出口和工程总承包方面已做出了骄人的业绩。承包的工程项目，不但有5000t/d、6000t/d，还有10000t/d。与外国承包商相比, 中国承包的海外水泥厂工程，其造价降低25%35% ，工期缩短20%30%，具有很强的竞争力，目前中国企业在国际水泥建设工程承包市场所占份额已达40%以上。趋势之五：由单一的水泥生产向多元产业发展初见端倪“大家办水泥 ”已是司空见惯的现象，例如煤炭、钢铁、化工

22、、电力、轻工、农垦以及建筑、房地产开发等行业，早已涉足办水泥产业。而“水泥办大家” 却是近些年来出现的新事物。例如北京金隅集团，原先是在琉璃河水泥厂、北京水泥厂基础上发展起步的，现已成为集水泥、新型建材、房地产开发、物业投资及管理为核心产业的大型企业集团。再如内蒙古蒙西高新技术集团，是从一家名不见经传的水泥企业起家，经过十余年的发展，已初步发展成为以资源为依托、以科技为支撑，产业涉及水泥、高岭土、纳米材料、二氧化碳全降解塑料、粉煤灰提取氧化铝、技术开发等多个领域集团化运作的自治区重点企业。最近从冀东水泥集团更名为“冀东发展集团” 可知，目的是拓宽业务领域，除继续做大做强水泥产业外，重点加强水泥

23、装备制造、风电装备制造和工程承包建设，做大商品混凝土业务，并涉足房地产开发行业。由此可见，水泥产业由单一的水泥生产向多元产业发展，不但对企业由小变大、由大变强有重要意义，而且对延伸产业链，推进建材、建筑、房地产开发三业联动发展，实现经济增长方式转变有重要意义，尤其对面临矿山资源即将枯竭的水泥企业转型更具有战略意义。第二章 破碎机械第一节 破碎机概述破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之破碎成小物料的设备。破碎机械所施加的机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等。在一般机械中大多是两种或者是两种以上的机械力综合。对于坚硬的物料，适宜采用弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于

24、塑性和脆性的材料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和人性的物料，适宜采用长生挤压和碾磨作用的机械。在矿山工程和建设工程上，破碎机械多才用来破碎爆破开采多得的天然石料，使之成为规定尺寸的矿石或碎石，在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的尺寸，以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度。如表 1所示，所采用的破碎机械相应的有粗碎机、中碎机和细碎机三种表 1.物料粗碎、中碎、细碎的划分制备水泥、石灰时，细碎后的物料，还需进一步粉磨成粉末。按照粉磨程度，可分为粗磨、细末、超细磨三种：其中粗磨物料可以被粉磨

25、导致京 0.1mm 左右，细磨可以达到 60m 左右，超细磨可以达到 5m 左右。所采用的粉磨机相应的有粗磨机、细磨机和超细磨机三种。在加工过程中，破碎机的效率要比粉磨机高得多，先破碎再粉磨，能显著提高加工效率，也能降低电能消耗。工业上常用物料破碎浅的平均粒度 D 欲破随后的平均粒度 d 之比来衡量破类别 入料粒度 出料粒度粗碎 300900 100350中碎 100350 20100细碎 50100 515碎过程中物料尺寸变化情况，比值 i 成为破碎比（平均破碎比） i=D/d每种破碎机的破碎必有一定限度，破碎机写的破碎比是 i=330,如果物料破碎的加工要求超过一定破碎机的破碎比，则需采用

26、两台或多台破碎机串联加工，成为多级破碎，多级破碎时，原料尺寸与最终成品之比，成为总破碎比i0，如果各级破碎比各是 i1、i2、i3.in,则总破碎比 i0 是i0=i1i2i3.in破碎机械常用的类型有：颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机等。由于构造和作用不同，各种类型破碎机的适用范围是：颚式破碎机和圆锥式破碎机适合于破碎非常坚硬的岩石块（极限抗压强度在 150250MPa）;旋回式破碎机适合用于破碎坚硬（极限抗压强度在 100MPa 以上） ；和中等硬度（抗压强度 100MPa 左右）的岩石块；锤式破碎机适合于破碎中等强度的脆性岩石（抗压强度在 100MPa 以下）

27、 ；辊式破碎机适合于破碎中等强度的韧性岩石（极限在 70MPa 左右） 。各种破碎机的作用：1）颚式破碎机、圆锥破碎机和辊式破碎机等，以挤压为主；2）锤式破碎机和反击式破碎机等，一冲击作用为主；一般情况下，粗碎加工采用颚式破碎机、圆锥破碎机等，中碎加工采用圆锥破碎机和锤式破碎机，反击式破碎机等；细碎加工采用辊式破碎机等。表 2.破碎机械总表第二节 颚式破碎机介绍1.工作特点和类型颚式破碎机在矿山、建材和基建部门主要用作粗碎机和中碎机，按给料口的大小分为，分为大、中、小型三种，给料口大于 600mm 的为大型机，300600mm 的为中型机，小于 300mm 的为小型机。破碎类别 粗碎 中碎 细

28、碎原料粒度 300900mm 100350mm 50100mm原料硬度 150250MPa 100MPa 70100MPa成品粒度 100350mm 20100mm 515mm破碎比 36 625 1040机种选用 颚式破碎机 圆锥破碎机 颚式破碎机圆锥破碎机 锤式破碎机 轮碾机反击式破碎机颚式破碎机工作部分是两块颚板，一块是固定颚板（定颚） ，垂直（或上端略外倾斜）固定在机体前壁上，另一个是活动颚板（动颚） ，位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔） 。活动鄂板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近，分开始，物料进入破碎腔，成品从下部卸除；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，

29、弯折和劈裂作用而破碎。颚式破碎机按照活动颚板的摆动方式不同，分为简单摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型式， 简摆颚式破碎机可做左右摆动。偏心轴旋转式，连杆做上下往复运动，带动两块推力板也作往复运动，从而推动动颚作往复运动，实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构虽然动颚上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆受力却不大，所以工业上多制成大型机器和中型机器，用来破碎坚硬的物料，此外，这种破碎机工作时，动颚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，上端圆弧小下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比 i 一般为 36，由于运动轨迹简单，故称为简单摆动颚式破碎机。简摆式颚式破

30、碎机由电动机通过 V 带带动偏心轴旋转，所用的电动机有高压和低压两种。工程上，这种破碎机多用作粗碎和中碎各种坚硬岩石块。简摆颚式破碎机的优点是：结构紧凑简单；偏心轴等传动件受力较小；由于动颚垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎现象；动颚颚板的磨损较小。简摆式颚式破碎机的动颚的摆幅上小下大，一般上部进料口的水平位移与垂直位移只有下部出料口的 1/2 左右，不利于对已装入物料快加持与破碎，也不能对下部分充分供料，造成破碎腔下部盛料不足，降低了生产效率。此外，由于下端摆动幅度较大，卸出的物料快粒大小不均匀，成品质量欠佳。复摆式颚式破碎机工作示意图见 b，动颚 4 上端直接悬挂在偏心轴 3 上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的轴心直接驱动，动颚的下端铰链着推力板 6 支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动颚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，愈向下部，椭圆形愈偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧曲线（图 2-1） 。由于这种机械中动颚上各点的运动轨迹比较复杂，故称复杂摆动式颚式破碎机。