简摆颚式粉碎机设计
简摆颚式粉碎机设计
本文主要针对简摆颚式破碎机的设计，确定了简摆颚式破碎机的总体设计方案；阐述了简摆颚式破碎机的工作原理和特点；计算了简摆颚式破碎机的主参数（主轴转速、生产能力、破碎力、功率等），从而确定了破碎机的型号为PEJ-200×300。然后本文对颚式破碎机的主要零部件包括推力板、连杆、动颚、偏心轴、皮带轮等进行了设计和校核。此外，为了能够对粉碎机结构更清晰的了解，也简单分析了主要零部件的结构，包括调整装置、机架结构及润滑装置等。
关键词 简摆颚式粉碎机，设计，校核
1 绪论 1
1.1 课题背景 2
1.2 课题意义 3
2 设计方案 3
2.1 简单摆动颚式破碎机 4
2.2 复杂摆动颚式破碎机 4
3 简摆颚式粉碎机主参数计算 4
3.1 钳角 4
3.2 给矿口尺寸确定 6
3.3 偏心距与动颚摆幅的计算 6
3.4 连杆长度 7
3.5 推力板长度 7
3.6 偏心轴转速 8
3.7 生产能力 9
3.8 最大破碎力 10
3.9 功率的计算 11
4 主要零部件的设计及校核 11
4.1 电动机的选择 11
4.2 V带传动设计 11
4.3 推力板的受力分析及校核 15
4.4 动颚的受力分析及校核 16
4.5 心轴的设计和校核 17
4.6 偏心轴的设计和校核 19
4.7 键的选择与校核 22
4.8 轴承的选择与校核 22
4.9 连杆的结构 23
4.10 动颚的结构 24
4.11 齿板的结构 24
4.12 肘板的结构 25
4.13 调整装置 26
4.14 箱体结构 26
4.15 润滑装置 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。
破碎机械所施加的机械力，可以挤压力、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两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。
在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使这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，如表一所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。
表1 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）
类别 入料粒度 出料粒度
粗碎
中碎
细碎 300～900
100～350
50 ～100 100～350
20～100
5～15
工业上常用物料破碎前的平均粒度D与民破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）
本次设计的颚式粉碎机为满足进料粒度150mm，出料粒度25-35mm而设计，则可计算出破碎比
为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为公称破碎比。
在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的0.7~0.9。
每各破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是i=3～30。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机械串连加工，称为多级破碎。多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是。则总破碎比是
由于破碎机构造和作用的不同，实际选用时，还应根据具体情况考虑:物料的物理性质，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等；成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力；技术经济指标，做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度节省费用。
1.1 课题背景
颚式破碎机是1858年由美国人E.W.Blake 发明的。自第一台颚式破碎机问世以来至今将近 150 年的历史，其结构不断完善，性能不断提高。由于颚式破碎机构易使用维修方便等优点，广泛用于矿山、冶金、建材、化工等工业原料的破碎作业。本文仅对中型颚式破碎机的调整装置设计作若干改进，以满足生产之需要，满足对产品的不同粒度的要求。与以往大型破碎机常采用的垫片调整装置相比，本调整装置比较简便，可以快速调整到位。颚式破碎机主要用于抗压强度不超过320兆帕的各种物料的中碎、粗碎作业，具有破碎比大、产量高、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。该破碎机已广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利等部门[1]。
颚式破碎机工作原理：工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。本破碎机主要用于各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，可破碎抗压强度不大于320Mpa的物料，分粗破和细破两种。该系列产品规格齐全，其给料粒度为125mm～750mm,是初级破碎首选设备。第一道破碎机通常称为"主"破碎机。历史最长，也最坚固的破碎机是颚式破碎机。为颚式破碎机喂料时，物料从顶部入口倒入含有颚齿的破碎室。颚齿以巨大力量将物料顶向室壁，将之破碎成更小的石块。支持颚齿运动的是一根偏心轴，此轴贯穿机身构架。偏心运动通常由固定在轴两端的飞轮所产生。飞轮和偏心支持轴承经常采用球面滚子轴承，轴承的工作环境极为苛刻。轴承必须承受巨大的冲击载荷，磨蚀性污水和高温。颚式破碎机工作原理：破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮、动颚、侧护板、肘板、肘板后座、调隙螺杆、复位弹簧、固定颚板与活动颚板等组成，其中肘板还起到保险作用。该系列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作周期性的压碎和排料，实现批量生产。
1.2 课题意义
颚式破碎机作为一种传统的破碎设备，由于其具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便、适应性好等优点。自从1858年问世以来，一直是粉碎行业广泛应用的设备。颚式破碎机主要用于抗压强度不超过320兆帕的各种物料的中碎、粗碎作业，现在有些还可用于细碎作业。颚式破碎机按照活动颚板的摆动方式不同，可以分为简单摆动式颚式破碎机(简摆颚式破碎机)，复杂摆动式颚式破碎机(复摆颚式破碎机)和综合摆动式颚式破碎机三种。
本课题主要研究简摆颚式破碎机。简摆颚式破碎机的动颚垂直行程小，虽然克服了复摆颚式破碎机垂直行程大的缺点，自身仍存在很多问题。即出料粒度不均匀、物料极易过粉等问题。针对这些问题，本课题做一些研究改进。
设计意义：其破碎比大，产品粒度均匀；垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性；润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小；结构简单，工作可靠，运营费用低；设备节能；排料口调整范围大，可满足不同用户的要求；噪音低，粉尘少。
2 设计方案
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（图2.1）。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。
图2.1 颚式破碎机的动颚运动分析
(a) 简摆颚式破碎机；(b) 复摆颚式破碎机
1—活动颚；2—连杆；3—偏心轴；4—推力板；5—心轴
颚式破碎机通常是按动颚运动特性来进行分类，主要有：简单摆动式、复杂摆动式、组合摆动式三类。近年来，液压技术在颚式破碎机上得到应用，出现液压式颚式破碎机。还有结构得到改进的细碎颚式破碎机。
本文主要针对简摆颚式破碎机的设计，确定了简摆颚式破碎机的总体设计方案；阐述了简摆颚式破碎机的工作原理和特点；计算了简摆颚式破碎机的主参数（主轴转速、生产能力、破碎力、功率等），从而确定了破碎机的型号为PEJ-200×300。然后本文对颚式破碎机的主要零部件包括推力板、连杆、动颚、偏心轴、皮带轮等进行了设计和校核。此外，为了能够对粉碎机结构更清晰的了解，也简单分析了主要零部件的结构，包括调整装置、机架结构及润滑装置等。
关键词 简摆颚式粉碎机，设计，校核
1 绪论 1
1.1 课题背景 2
1.2 课题意义 3
2 设计方案 3
2.1 简单摆动颚式破碎机 4
2.2 复杂摆动颚式破碎机 4
3 简摆颚式粉碎机主参数计算 4
3.1 钳角 4
3.2 给矿口尺寸确定 6
3.3 偏心距与动颚摆幅的计算 6
3.4 连杆长度 7
3.5 推力板长度 7
3.6 偏心轴转速 8
3.7 生产能力 9
3.8 最大破碎力 10
3.9 功率的计算 11
4 主要零部件的设计及校核 11
4.1 电动机的选择 11
4.2 V带传动设计 11
4.3 推力板的受力分析及校核 15
4.4 动颚的受力分析及校核 16
4.5 心轴的设计和校核 17
4.6 偏心轴的设计和校核 19
4.7 键的选择与校核 22
4.8 轴承的选择与校核 22
4.9 连杆的结构 23
4.10 动颚的结构 24
4.11 齿板的结构 24
4.12 肘板的结构 25
4.13 调整装置 26
4.14 箱体结构 26
4.15 润滑装置 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。
破碎机械所施加的机械力，可以挤压力、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两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。
在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使这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，如表一所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。
表1 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）
类别 入料粒度 出料粒度
粗碎
中碎
细碎 300～900
100～350
50 ～100 100～350
20～100
5～15
工业上常用物料破碎前的平均粒度D与民破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）
本次设计的颚式粉碎机为满足进料粒度150mm，出料粒度25-35mm而设计，则可计算出破碎比
为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为公称破碎比。
在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的0.7~0.9。
每各破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是i=3～30。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机械串连加工，称为多级破碎。多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是。则总破碎比是
由于破碎机构造和作用的不同，实际选用时，还应根据具体情况考虑:物料的物理性质，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等；成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力；技术经济指标，做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度节省费用。
1.1 课题背景
颚式破碎机是1858年由美国人E.W.Blake 发明的。自第一台颚式破碎机问世以来至今将近 150 年的历史，其结构不断完善，性能不断提高。由于颚式破碎机构易使用维修方便等优点，广泛用于矿山、冶金、建材、化工等工业原料的破碎作业。本文仅对中型颚式破碎机的调整装置设计作若干改进，以满足生产之需要，满足对产品的不同粒度的要求。与以往大型破碎机常采用的垫片调整装置相比，本调整装置比较简便，可以快速调整到位。颚式破碎机主要用于抗压强度不超过320兆帕的各种物料的中碎、粗碎作业，具有破碎比大、产量高、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。该破碎机已广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利等部门[1]。
颚式破碎机工作原理：工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。本破碎机主要用于各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，可破碎抗压强度不大于320Mpa的物料，分粗破和细破两种。该系列产品规格齐全，其给料粒度为125mm～750mm,是初级破碎首选设备。第一道破碎机通常称为"主"破碎机。历史最长，也最坚固的破碎机是颚式破碎机。为颚式破碎机喂料时，物料从顶部入口倒入含有颚齿的破碎室。颚齿以巨大力量将物料顶向室壁，将之破碎成更小的石块。支持颚齿运动的是一根偏心轴，此轴贯穿机身构架。偏心运动通常由固定在轴两端的飞轮所产生。飞轮和偏心支持轴承经常采用球面滚子轴承，轴承的工作环境极为苛刻。轴承必须承受巨大的冲击载荷，磨蚀性污水和高温。颚式破碎机工作原理：破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮、动颚、侧护板、肘板、肘板后座、调隙螺杆、复位弹簧、固定颚板与活动颚板等组成，其中肘板还起到保险作用。该系列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作周期性的压碎和排料，实现批量生产。
1.2 课题意义
颚式破碎机作为一种传统的破碎设备，由于其具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便、适应性好等优点。自从1858年问世以来，一直是粉碎行业广泛应用的设备。颚式破碎机主要用于抗压强度不超过320兆帕的各种物料的中碎、粗碎作业，现在有些还可用于细碎作业。颚式破碎机按照活动颚板的摆动方式不同，可以分为简单摆动式颚式破碎机(简摆颚式破碎机)，复杂摆动式颚式破碎机(复摆颚式破碎机)和综合摆动式颚式破碎机三种。
本课题主要研究简摆颚式破碎机。简摆颚式破碎机的动颚垂直行程小，虽然克服了复摆颚式破碎机垂直行程大的缺点，自身仍存在很多问题。即出料粒度不均匀、物料极易过粉等问题。针对这些问题，本课题做一些研究改进。
设计意义：其破碎比大，产品粒度均匀；垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性；润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小；结构简单，工作可靠，运营费用低；设备节能；排料口调整范围大，可满足不同用户的要求；噪音低，粉尘少。
2 设计方案
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（图2.1）。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。
图2.1 颚式破碎机的动颚运动分析
(a) 简摆颚式破碎机；(b) 复摆颚式破碎机
1—活动颚；2—连杆；3—偏心轴；4—推力板；5—心轴
颚式破碎机通常是按动颚运动特性来进行分类，主要有：简单摆动式、复杂摆动式、组合摆动式三类。近年来，液压技术在颚式破碎机上得到应用，出现液压式颚式破碎机。还有结构得到改进的细碎颚式破碎机。
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