鄂式破碎机设计

摘要

破碎机是选煤工业中不可缺少的设备，也是原料、材料、燃料、电力和钢铁等部门所必须的设备。随着工业的发展对破碎机的要求也越来越高。

在工业应用中常用的破碎机类型有：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机，磨碎机等。鄂式破碎机有很多的优点，例如:具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便等其他破碎机无法替代的优点，至今仍广泛应用于工业各部门，而且我国生产的破碎机还远销其它国家。本文所设计的鄂式破碎机是在原鄂式破碎机的基础上，保留了原鄂式破碎机的优点，并对其优化方面进行阐述。

通过实习、查阅大量的资料和反复的推敲。通过建立一个较为完善的数学模型，并利用计算机优化出鄂式破碎机的主要参数，使其结构更合理，能量利用率更高，性价比更好。同时对新型鄂式破碎机进一步阐述，提高了破碎机的过载保护性能，降低了物料的过粉碎，从而提高了破碎机的使用寿命及生产率。

本次设计对鄂式破碎机的箱体销轴等部分做了详细设计，使破碎机装卸方便、维护简单、维修容易，以便能利用破碎机更好的工作，发挥鄂式破碎机的特点。

关键词：破碎机；鄂式破碎机；阐述；优化；设计

ABSTRACT

The crusher i s a very important and indispensable equipment in mineral separation industry.So it is in department of raw material,materials,fuels,electrici- ty,iron and steel.With the department of the industry, the require of the crasher is more and more higher.

There are several kinds of crashers being used in industry .such as jaw crusher revolvement crusher,roller crusher ,punch crusher,prind crusher .Jaw crusher has many advantages,which other crushers can not instead of .Such as simple structure, safety work ,make easy,maintain easy and so on.The Jaw crusher is widly used in industries.And those are made by our country are used by other countries,this design of the Jaw crusher is besed on the adventages of the older Jaw crusher ,and studied in improved aspects.

After practice,reading amount of material and the rific analysis ,we set up a more perfective model of parameter .And use of the computer improve the main parameter of the crusher ,make the stracture of the crusher become better ,and the utilities of energy is much higher .And the matter of cost is much better.At the same time ,we have studied new Jaw crasher,and it raises the crusher’s protective, reduces the over cru s hed mesh of the material,.and it raises it’s productive and the life of the crusher.

There are some improvements in frame.it makes crusher easy to be assembled and disassemble ,uphold ,maintain easy, so that ulitize the crusher work much better ,and play the important role in the Jaw crusher.

Keywords：crusher; Jaw crusher; study; improve ; design

目录

1 概述

1.1破碎 (1)

1.2破碎的目的 (1)

1.3破碎的方法 (2)

1.4破碎机的选型 (3)

1.5鄂式破碎机的应用与发展 (7)

1.5.1鄂式破碎机的原理和类型 (7)

1.5.2复杂摆动鄂式破碎机............ .. (10)

1.5.3两种鄂式破碎机的结构比较 (12)

1.5.4主要零部件的结构分析 (13)

2 鄂式破碎机的参数设计

2.1结构参数的确定 (19)

2.2工作参数的确定 (22)

2.3电动机的选择 (26)

2.4飞轮尺寸的确定 (26)

3 传动部分的设计

3.1皮带传动设计 (28)

3.2轴的结构设计 (30)

3.3轴承和键的校核 (33)

3.4轴承的校核 (38)

3.4.1计算当量载荷 (38)

3.4.2轴承的寿命 (39)

4 鄂式破碎机动力学参数设计

4.1鄂式破碎机的运动分析 (39)

4.2鄂式破碎机的最优动力平衡 (41)

4.2.1鄂式破碎机的支座附加动压力平衡 (41)

4.2.2振动力最优平衡 (41)

4.2.3各种平衡方法对比方法实例 (43)

4.3鄂式破碎机拉杆弹簧的计算载荷确定 (45)

4.3.1弹簧拉力计算式 (46)

4.3.2确定肘板约束反力的条件 (47)

4.3.3弹簧计算载荷的最优计算 (48)

4.4机构平衡与拉杆弹簧的综合优化设计 (49)

4.5鄂式破碎机飞轮转动惯量的计算 (51)

4.5.1机器运动方程式求解 (51)

4.5.2鄂式破碎机的运动方程式 (52)

4.5.3等效驱动力矩

M (53)

d

M (54)

4.5.4等效阻力矩

r

4.5.5飞轮转动惯量的迭代方法 (56)

J优化模型 (57)

4.5.6

F

J优化设计步骤 (58)

4.5.7

F

5 新型鄂式破碎机的研究

5.1鄂式破碎机部分结构改进的设想 (60)

5.1.1带轮和飞轮的结构改进 (60)

5.1.2机器调整座槽的结构改进 (60)

5.1.3推力板衬垫的结构改进 (61)

5.1.4鄂板的结构改进 (61)

5.1.5机架的结构改进 (62)

5.2破碎机振动的数值计算 (62)

5.2.1破碎机振动分析及数值计算概述 (62)

5.2.2偏心轴组的动力学模型及数学模型 (63)

5.2.3曲柄质量动态平衡的研究 (63)

6 鄂式破碎机的使用与测试

6.1鄂式破碎机的操作 (66)

6.1.1起动前的准备工作 (66)

6.1.2操作顺序 (67)

6.1.3起动和运转中应注意的事项 (67)

6.2鄂式破碎机的维护与保养 (68)

6.2.1鄂式破碎机的日常维护 (68)

6.2.2鄂式破碎机的故障分析与排除 (68)

6.3鄂式破碎机的安装修理与运转 (71)

6.3.1鄂式破碎机的安装 (71)

6.3.2鄂式破碎机的运转 (68)

6.3.3鄂式破碎机主要零件的修理 (74)

总结 (77)

参考文献 (78)

附录 (79)

英文资料 (81)

中文翻译 (86)

致谢 (90)

1概述

1.1破碎

把大块物料变小的过程称为破碎。一般是施加外力，克服物料间的内聚力，而使物料破碎。

破碎在选矿、化工、建筑材料等工业部门占有重要地位。目前在选矿厂中破碎磨矿的生产费用占全部选矿费用的40﹪以上。而破碎磨矿的投资占选矿厂总投资的60﹪左右。因此提高破碎生产率、降低破碎功率消耗有着重大的意义。

根据破碎原料及产物粒度的不同，可大致将破碎作业分为五个阶段，即：

1） 粗碎；2）中碎；3）细碎；4）粗磨；5）细磨

每经过一次破碎，物料都有一定程度的缩小。破碎前物料最大块直与破碎后物料最大块直径之比，称为破碎比。即 0=K D i D 最大

最大 式中： 0D 最大——破碎原料中最大块直径 mm 。 K D 最大——破碎产物中最大块直径 mm 。

通常所说的破碎比是指平均破碎比，既破碎前后物料颗粒的平均比值及粒度变化程度，并能近似的反映出物料的作业情况。为简易的表示和比较各种粉碎机械这一主要特征，也可用破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度的比值作为该破碎机的破碎比，并称其为公称破碎比。破碎机的破碎比一般在3～30之间，一般都比公称破碎比低。

破碎比和单位电耗是破碎机械工作中的基本技术指标。单位电耗用以判别破碎机械的动力消耗是否经济，破碎比用以破碎过程的特征和质量。因此选用破碎机，并鉴定破碎机的使用工作效率应同时考虑其破碎比和单位电耗。

1.2破碎的目的

(1)制备工业用碎石

大块石料经破碎筛分后，可得到各种不同要求粒度的碎石。这种碎石

可制备成混凝土。它们在建筑、水电等行业中广泛应用，铁路路基建造中也需要大量的碎石。

（2）使矿石中的有用矿物分离

矿石中有单金属矿和多金属矿，而且原矿多为品味较低的矿石。将原矿破碎后，可以使有用金属与矿石中的脉石和有害杂质分离，作为选矿的原料，除去杂质而得到高品位的精矿。

（3）为磨矿提供原料

磨矿工艺所需粒度不大于1～5mm的原料，是由破碎产品提供的。例如在炼焦厂、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水泥等部门中，都是由破碎工艺提供原料，通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉末状态。

1．3破碎的方法

粉碎机械虽然类型繁多，但按施力方法不同，对物料粉碎有挤压、弯曲、冲击、剪切和研磨等方法。而在破碎机械中，施力情况很复杂，往往是几种施力同时存在，当然在某一种破碎机械中也只有一种或两种主要施力。

由于物料形状是不规则的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同，利用机械力破碎物料按施加外力不同有如下几种方法。

1. 压碎将物料置于两块工作面之间，施加压力后物料因压应力达到其抗压强度而破碎。这种方法一般应用于破碎大块物料，如图1—2（a）(c )

F F F

F F F

(a) (b) (c)

F F F F

2F 2F 2F 2F

F

（d ） (e) (f) (g)

图 1 物料的粉碎方法

2．劈碎 将物料置于一个平面和一个带尖棱的工作平面之间，当带尖棱的工作面对物料挤压时，物料将沿压力作用线的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限。物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小的多，其工作原理见图 1—1 （b ）。

3. 折碎 物料受弯曲应力作用而破碎。被破碎物料承受集中载荷作用的二支点简支梁或多支点梁，当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时，即被折断而破碎，其工作原理见图 1—1 (d) (e)。

4. 冲击破碎 物料受冲击力作用而破碎。见图1—1（F ）它的破碎力是在瞬间作用的，具有破碎效率高、破碎比大、能量消耗小。

5．磨碎 物料与运动的工作表面之间受一定的压力和剪力作用后，其剪切力达到物料的剪切强度极限，物料便破碎，或物料彼此之间的剪切、磨削作用而使物料破碎，见图1—1（g ）。

目前通用破碎机的结构应保证满足上述的破碎方式。每一种破碎机都应具有上述的一种或多种破碎方式。随着现代化工艺的发展和技术要求的提高，破碎物料有可能需要多种破碎方式的结合。

1.4 破碎机的选型

目前选矿工业上应用的破碎方法主要是利用机械力的作用。在现代工业的不断发展中，破碎机械也在不断的发展和改进。这些改进主要包括下列方面：减少机器零件本身的重量、制造成本和外型尺寸；减少功耗、提高单位生产率；改善产物的粒度组成；减少机器的磨损及检修费用等。同时也考虑到如何适应被破碎物料的不同硬度及其块度等。

现代工业应用中的破碎设备种类繁多，按照使用的粒度范围可将破碎机械分为两类：破碎机和磨碎机。破碎机一般处理较粗的物料，所得的产品是粗粒（一般在3毫米以上），其结构上的特征是破碎部件之间有一定的间隙，不互相接触。一般又可分为粗碎机、中碎机、细碎机。磨矿机所处理的物料较细，产品是细粒（可达0.06毫米或更细），其破碎特点是部件相互接触。所采用的破碎介质是球、棒、砾石或矿块等。这一分类并不是很严格的。