颚式破碎机设计说明书

目录

一、概述 (1)

二、工作原理 (1)

三、结构分析 (2)

四、设计数据 (2)

五、机构的运动位置分析 (3)

六、机构的运动速度分析 (4)

七、机构运动加速度分析 (5)

八、静力分析 (6)

九、与其他结构的对比 (7)

十、设计总结 (9)

一、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，使之碎裂成小块物料的设备。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。

二、工作原理

图（一）

如图（一）所示，1 颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，机器经带传动，使曲柄2 顺时针方向回转，然后通过构件3，4，5 使动颚板 6 作往复摆动,当动颚板 6 向左摆向固定于机架1 上的定额板7 时，矿石即被轧碎；当动颚板6 向右摆离定颚板7 时，被轧碎的矿石即下落。根据生产工艺路线方案，在送料机构送料期间，动颚板6 不能向左摆向定颚板7，以防止两颚板不能破碎矿石，只有当送料完成时，两颚板才能加压破碎。因此，必须对送料机构和颚板6、颚板7 之间的运动时间顺序进行设计，使三者有严格的协调配合关系，不致在运动过程发生冲突。

由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电机的匀速转动,为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄轴O2的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作皮带轮用。

三、结构分析

图（二）

如附图（二）所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为2、3、4、5、6，即活动构件数n=5。A、B、C、O2、O4、O6处运动副为低副（7个转动副，其中B 处为复合铰链），共7个，即P l=7 。则机构的自由度为：F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。

拆分基本杆组：

（1）标出原动件2，其转角为φ1, ，转速为n2，如附图（二）（a）所示；

（2）拆出Ⅱ级杆组3—4，为RRR杆组，如附图（二）（b）所示；

（3）拆出Ⅱ级杆组5—1，为RRR杆组，如附图（二）（c）所示。

由此可知，该机构是由机架1、原动件2和2个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级机构。四、设计数据

五、机构的运动位置分析

（1）曲柄在如图（三）位置时，构件2和3成一直线时，B点处于最低点，L=AB+AO2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O2为圆心，以100mm为半径画圆，以O4为圆心，以1000mm为半径画圆，通过圆心O2在两弧上量取1350mm，从而确定出此位置连杆3和曲柄2的位置。再以O6为圆心，以1960mm为半径画圆，在圆O6和O4的圆弧上量取1150mm 从而确定出B点和C点的位置。

图（三）

（2）曲柄在如图(四)位置时，在图（三）位置基础上顺时针转动。以O2为圆心，以100mm为半径画圆，则找到A点。再分别以A和O4为圆心，以1250mm和1000mm为半径画圆，两圆的下方的交点则为B点。再分别以B和O6为圆心，以1150mmm和1960mm 为半径画圆，两圆的下方的交点则为C点，再连接AB、O4B、BC和O6C。此机构各杆件位置确定。

图（四）

（3）曲柄在如图（五）位置时，在图（三）位置基础上顺时针转动180°过A点到圆O4的弧上量取1250mm，确定出B点，从B点到圆弧O6上量取1150mm长，确定出C，此机构各位置确定。

图（五）

六、机构的运动速度分析

如图（四）：

ω2= n/30=3.14X170/30=17.8rad/s

V B= V A+ V BA

X AO2·ω2X

⊥O4B ⊥AO2 ⊥AB

V A= AO2·ω2=0.1X17.8=1.78m/s

根据速度多边形, 按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图1中量取V B和V BA的长度数值:

则

V BA=23.87Xμ=0.597m/s

V B=60.4Xμ=1.511m/s

V C= V B + V CB

X √X

⊥O6C ⊥O4B ⊥BC

根据速度多边形, 按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图2中量取V C和V CB的长度数值:

V C=16.41Xμ=0.410m/s

V CB=57.92Xμ=1.448m/s

七、机构运动加速度分析

如图(四)

ω2=17.8rad/s

a B=a n B04 + a t B04 = a A+ a n BA + a t AB

√X √√X

//BO4⊥BO4 //AO2 //BA ⊥AB

a A= AO2×ω22 =31.7m/s2

a n BA= V BA X V BA/ BA =0.3m/s2

a n B04 = V B X V B /BO4=2.56 m/s2

根据加速度多边形图3按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取a t B04a t AB和a B 值的大小：

a t B04 =40.57×μ=20.3 m/s2

a t AB =67.4′×μ=33.9m/s2

a B=40.82×μ=20.41 m/s2

ωO6C=V C/O6C=0.43/1.96=0.22rad/s

a n C=ω2O6C×O6C=0.222×1.96=0.1 m/s2

ωBC= V CB/BC=1.45/1.15=1.3rad/s

a n CB=ω2BC×BC=1.3×1.15=1.83 m/s2

a C= a n O6c+ a t O6C= a B+ a t CB+a n CB

√X √X √

//O6C ⊥O6C ⊥CB //CB

根据加速度多边形按图4按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取a C、a t O6C和a t CB数值：

a C=12.11×μ=6.055m/s2

a t CB=38.14×μ=19.07m/s2

a CB=38.31×μ=19.155m/s2

八、静力分析

对杆6

F I6=m6a c=9000×6.055/9.8=5561N

M I6=J S6α6=J S6a t O6c/L6=50×6.055/1.96=154N.m

H p6=M I6/F I6=154/5561=0.03m

在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/240得Q=21250N

∑M C=0

-R t76×L6+ F I6×0.92-G6×0.094-Q·DC=0

R t76=(-5561×0.92+9000×0.094+21250×1.36)/1.96 =12566N 对杆5

F I5=m5a BC=2000×19.155/9.8=3909N

M I5=J S5αBC=9×19.155/1.15=150N·m

H p5=M I5/F I5=150/1909=0.038m

∑M C=0

R t345×L5+G5×0.6-F I5×0.497=0

R t345=(-2000×0.6+3909×0.497)/1.15=645.9N

对杆4

F I4=m4a B=2000×20.41/9.8=4165N

M I4=J S4α4=9×20.41/1=183.7N·m

H p4=M I4/F I4=183.7/4165=0.044m

∑M B=0

R t74×L4+G5×0.49-F I4×0.406=0

R t74=(-2000×0.5+4165×0.406)/1=691N

对杆3

F I3=m3a A=5000×33.9/9.8=17296N

M I3=J S3α3=25.5×33.9/1.25=692N·m

H p3=M I3/F I3 =692/17296=0.04m

∑M B=0

－R t23×L3－G3×0.064-F I3×0.77=0

R t23=(-17296×0.77－5000×0.064)/1.25=－10910.34N

九、与其他结构的对比

方案一：

该方案的优点是结构相对简单，但是由于结构简单所以对各个构件的强度要求较高，结构运转时的稳定性不高。而且只有三个杆件，所以在动鄂放大的载荷很小，也就是说不能满足扩大传动力的要求。

方案二：

该方案和方案一一样结构简单，只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便，但是凸轮接触应力较大，易磨损，只宜用于传力不大的场合，而且凸轮轮廓加工困难，费用较高。

综合考虑，选择六杆鄂式破碎机更为合理。

虽然由于惯性力大，六杆鄂式破碎机机件所承受的负荷大，振动大，所以对基础要求牢固（设备重量的5～10倍）。当加料不均匀时易堵塞破碎腔，产品粒度不均匀且过大块（片状）较多。由于动鄂垂直行程较大，物料不仅受到挤压作用，还受到部分的磨剥作用，加剧了物料过粉碎现象，增加了能量消耗，鄂板比较容易磨损。

但是六杆鄂式破碎机破碎腔深而且无死区，提高了进料能力与产量；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；单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；六杆鄂式破碎机排料口调整范围大，可满足不同用户的要求；噪音低，粉尘少。而且结构相对前面两种方案来说复杂一点，多增加了几根杆链，这使得该结构运转更加稳定，同时对各杆的要求强度较前两种要低。

十、设计总结

通过这次课程设计，使我更加了解和掌握了机械设计的方法和步骤。对机械原理这门课的知识印象更加深刻，加强了对机械原理的知识的应用。通过研究设计这铰链式颚式破碎机，使我对连杆设计有了进一步了解。

刚开始时我认为这很容易，但是到真正做时我才发现真的很难。需要很多的学科结合在一起使用。在结合的过程中我发现有很多的知识衔接不上。有时甚至寸步难行，有一种无从下手的感觉。但到后来随着越来越熟悉的的使用，我的速度加快了很多，将很多的学科结合起来再也不会出现手忙脚乱的情况了。在这次的设计中我学到了很多东西，这些东西坐在教室里的我们无法去学会的，有些东西不是自己亲身体会光靠别人讲解是无法去理解的。

我真的很高兴能够参加这次的课程设计，我在其中学到了很多东西，也得到了很多快乐，更认识到自己还有很多的薄弱之处需要自己去加强。希望自己在今后的学习中努力学习充实自己，在以后的课程设计中不会再出现手忙脚乱的情况。