1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 i 摘 要 國內(nèi)使用的顎式破碎機類型很多, 由于復(fù)擺顎式破碎機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、工 作可靠、使用維修方便，所以應(yīng)用最為廣泛。本次設(shè)計的復(fù)擺顎式破碎機的參數(shù)要求 為出料口尺寸：10-40mm；進料塊最大尺寸：120mm；產(chǎn)量：10-40 噸。根據(jù)參數(shù)要求， 我設(shè)計的是 pex150750 復(fù)擺顎式破碎機，主要設(shè)計工作是分析了顎式破碎機的發(fā)展 現(xiàn)狀研究顎式破碎機的意義及復(fù)擺顎式破碎機機構(gòu)尺寸對破碎性能的影響，計算確定 了 pex150750 的設(shè)計參數(shù)。設(shè)計內(nèi)容主要包括了復(fù)擺顎式破碎機的動顎、偏心軸、 皮帶輪、地基、動顎齒板、機架等一些重要部件；另外對顎式破碎機的工

2、作原理及特 點和主要部件作了介紹，包括保險裝置、調(diào)整裝 置、機架結(jié)構(gòu)、潤滑裝置等；同時對 機器參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等）作了計算以及對偏心軸作了設(shè)計。 此外也簡單介紹了破碎的意義、破碎工藝和破碎比的計算，顎式破碎機的主要部件的 安裝、顎式破碎機的操作及維修等。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：復(fù)擺顎式破碎機；傳動；磨損 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 ii abstract there are various types of jaw crushers in our country. the most common one is a traditional pendulum jaw crusher

3、, because it is easy to be made, reliable and convenient in working and maintaining with its simple structure. this graduation project is discussed to meet the production need of the outlet size: 10-40mm, maximum size of feeding block: 120mm, and output: 10-40t. according to the requirements above,

4、i design this pendulum jaw crusher (pex150x750). this project analyzes the current situation of jaw crusher, discusses the significance of jaw crusher and how its mechanism and size affect the crushed performance. the design parameter of pex150x750 is determined by calculating. the designing content

5、 mainly includes jaw crushers move jaw, eccentric shaft, belt pulley, ground, toothed rack of move jaw, rank and some important components. besides, it introduces jaw crushers working principle and features and its main components, including safety device, adjusting device, rack construction, and lu

6、bricating device, etc. also, machine parameter (speed of main shaft, production capacity, crushed force, power etc.) is calculated and eccentric shaft is designed. moreover, this project gives a brief outline of crushing significance, crushing process and calculation of reduction ratio, installation

7、 of jaw crushers main components, operation and maintenance of jaw crusher. key words: pendulum jaw crusher; transmission; attrition 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 iii 目 錄 摘摘 要要.i abstract.ii 1 緒論緒論.1 1.1 引言.1 1.2 歷史發(fā)展.3 2 總體方案設(shè)計總體方案設(shè)計.5 2.1 顎式破碎機的類型.5 2.2 顎式破碎機的工作原理.5 2.3 簡述顎式破碎機的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn).9 2.3.1 破碎腔.9 2.3.2 動顎.10 2.

8、3.3 肘板.11 2.3.4 齒板.13 2.3.5 調(diào)整裝置.14 3 顎式破碎機的參數(shù)顎式破碎機的參數(shù).16 3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù).16 3.1.1 進料口與卸料口.16 3.1.2 動顎板擺動行程 s 與偏心軸的偏心距 r.16 3.1.3 嚙角.17 3.2 工作參數(shù).18 3.2.1 偏心軸的轉(zhuǎn)速.18 3.2.2 生產(chǎn)能力.20 3.2.3 電動機的選擇.20 4 部分關(guān)鍵部件的設(shè)計與校核部分關(guān)鍵部件的設(shè)計與校核.22 4.1 軸的設(shè)計、校驗.22 4.2 軸承的選擇與校驗.25 5 細(xì)碎顎式破碎機的使用與測試細(xì)碎顎式破碎機的使用與測試.28 5.1 細(xì)碎顎式破碎機的操作.28 本科

9、畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 iv 5.1.1 起動前的準(zhǔn)備工作.28 5.1.2 操作順序.28 5.1.3 起動和運轉(zhuǎn)中應(yīng)注意的事項.29 5.2 顎式破碎機的維護與保養(yǎng).29 5.2.1 顎式破碎機的日常維護.29 5.2.2 顎式破碎機的故障分析與排除.30 5.3 顎式破碎機的安裝修理與運轉(zhuǎn).33 5.3.1 顎式破碎機的安裝.33 5.3.2 顎式破碎機的運轉(zhuǎn).35 5.3.3 顎式破碎機主要零件的修理.36 總總 結(jié)結(jié).38 致致 謝謝.39 參考文獻參考文獻.40 附錄附錄 a 英語原文英語原文.41 附錄附錄 b 漢語翻譯漢語翻譯.50 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 1 1 緒論

10、 1.1 引言 把大塊物料變小的過程稱為破碎。一般是施加外力，克服物料間的內(nèi)聚力，而使 物料破碎。 破碎機械雖然類型繁多，但按施力方法不同，對物料粉碎有擠壓、彎曲、沖擊、 剪切和研磨等方法。而在破碎機械中，施力情況很復(fù)雜，往往是幾種施力同時存在， 當(dāng)然在某一種破碎機械中也只有一種或兩種主要施力。 由于物料形狀是不規(guī)則的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同， 利用機械力破碎物料按施加外力不同有如下幾種方法。 1、壓碎。將物料置于兩塊工作面之間，施加壓力后物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強度 而破碎。這種方法一般應(yīng)用于破碎大塊物料，如圖 1.1（a）(c) f f f f f f (a) (b)

11、(c) f f f f f 2 f 2 f 2 f 2 f (d) (e) (f) (g) 圖 1.1 物料的粉碎方法 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 2 2、劈碎。將物料置于一個平面和一個帶尖棱的工作平面之間，當(dāng)帶尖棱的工作面 對物料擠壓時，物料將沿壓力作用線的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉 應(yīng)力達(dá)到或超過物料拉伸強度極限。物料的拉伸強度極限比抗壓強度極限小的多，其 工作原理見圖 1.1（b） 。 3、折碎。物料受彎曲應(yīng)力作用而破碎。被破碎物料承受集中載荷作用的二支點簡 支梁或多支點梁，當(dāng)物料的彎曲應(yīng)力達(dá)到物料的彎曲強度時，即被折斷而破碎，其工 作原理見圖 1.1 (d) (e)。

12、4、沖擊破碎。物料受沖擊力作用而破碎。見圖 1.1（f）它的破碎力是在瞬間作用 的，具有破碎效率高、破碎比大、能量消耗小。 5、磨碎。物料與運動的工作表面之間受一定的壓力和剪力作用后，其剪切力達(dá)到 物料的剪切強度極限，物料便破碎，或物料彼此之間的剪切、磨削作用而使物料破碎， 見圖 1.1（g） 。 目前通用破碎機的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證滿足上述的破碎方式。每一種破碎機都應(yīng)具有上述 的一種或多種破碎方式。隨著現(xiàn)代化工藝的發(fā)展和技術(shù)要求的提高，破碎物料有可能 需要多種破碎方式的結(jié)合。 破碎在選礦、化工、建筑材料等工業(yè)部門占有重要地位。目前在選礦廠中破碎磨 礦的生產(chǎn)費用占全部選礦費用的 40以上。而破碎磨礦的投

13、資占選礦廠總投資的 60 左右。因此提高破碎生產(chǎn)率、降低破碎功率消耗有著重大的意義。 根據(jù)破碎原料及產(chǎn)物粒度的不同，可大致將破碎作業(yè)分為五個階段，即： 1 粗碎；2 中碎；3 細(xì)碎；4 粗磨；5 細(xì)磨 每經(jīng)過一次破碎，物料都有一定程度的縮小。破碎前物料最大塊直與破碎后物料 最大塊直徑之比，稱為破碎比。即 dk 最大 式中： d0 最大破碎原料中最大塊直徑 mm。 dk 最大破碎產(chǎn)物中最大塊直徑 mm。 通常所說的破碎比是指平均破碎比，既破碎前后物料顆粒的平均比值及粒度變化 程度，并能近似的反映出物料的作業(yè)情況。為簡易的表示和比較各種粉碎機械這一主 要特征，也可用破碎機的最大進料口寬度與最大出料

14、口寬度的比值作為該破碎機的破 碎比，并稱其為公稱破碎比。破碎機的破碎比一般在 330 之間，一般都比公稱破碎 比低。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 3 而破碎機應(yīng)這一工序要求應(yīng)運而生。其中的顎式破碎機性對與其他種類的破碎機 具結(jié)構(gòu)緊湊簡單，偏心軸等傳動件受力較小；由于動顎垂直位移較小，加工時物料較 少有過度破碎的現(xiàn)象，動顎顎板的磨損較小的優(yōu)點而成為了破碎機中的主力軍。在歷 史發(fā)展的過程中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保意識增強的大前提下，各生產(chǎn)廠商勢必 趨向于設(shè)備規(guī)格大、自動化程試想高、機動性強的方面發(fā)展。 1.2 歷史發(fā)展 1858 年，美國人 e.w.布萊克（black）設(shè)計制造的世界上第一臺顎

15、式破碎機。其 結(jié)構(gòu)形式為雙肘板式（簡單擺動式）顎式破碎機。由于顎式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、制 造容易、工作可靠、維護方便，體積和高度較小等優(yōu)點。至今仍然被廣泛應(yīng)用于破碎 堅硬、中硬、軟質(zhì)礦石和各種物料，如各種礦石、溶劑、爐渣、建筑石料、大理石等。 到二十 20 世紀(jì) 80 年代，每小時破碎 800 噸物料的大型顎式破碎機的給料粒度已 達(dá) 1800 毫米左右。常用的顎式破碎機有雙肘板的和單肘板的兩種。前者在工作時動顎 只作簡單的圓弧擺動，故又稱簡單擺動顎式破碎機；后者在作圓弧擺動的同時還作上 下運動，故又稱復(fù)雜擺動顎式破碎機。 原西德制造過沖擊式顎式破碎機，而原蘇聯(lián)也制造了振動顎式破碎機（也叫慣性

16、顎式破碎機） 。它們都靠動顎振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國內(nèi)曾經(jīng) 試制過，由于某些原因沒能繼續(xù)研制。原東德曾制造過一種簡擺雙腔顎式破碎機，美 國生產(chǎn)過復(fù)擺雙腔顎式破碎機。國內(nèi)北京某設(shè)計院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠合作研 制了雙腔顎式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續(xù)工作，借以提高破碎機工作效率。 安徽某設(shè)計院曾發(fā)明一種雙腔雙動顎復(fù)擺顎式破碎機。它除了提高工作效率，同時又 能降低破碎機負(fù)荷，使機重減輕很多。 原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動顎顎式破碎機。國內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開發(fā)了雙動顎 顎式破碎機。這種破碎機就是將原來兩個破碎機去掉前墻對置后而成。為了兩動顎同 步運轉(zhuǎn)，在偏心軸一端增設(shè)一

17、對開式齒輪。由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，近年又研制一種單 軸倒懸掛的雙動顎破碎機。國內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過此種顎式破碎機。這兩種破碎機 的特點，其動顎同步運轉(zhuǎn)，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機產(chǎn)量， 同時由于物料與動顎沒有相對運動，減少襯板磨損延長使用壽命。近來又研制了單動 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 4 顎倒懸掛顎式破碎機。 早年，美國、英國、德國相繼生產(chǎn)了 kun-ken 簡擺顎式破碎機。該機特點是，動 顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動顎軸承。山東招 遠(yuǎn)黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎(chǔ)上研制了 jc 顎式破碎機。 國外制造過一種肘板向上放置的顎式破碎

18、機。國內(nèi)有幾家設(shè)計院和制造廠生產(chǎn)了 這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動顎運動特性，提高破碎機性能。在國內(nèi) 該機有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。 80 年代以來，我國顎式破碎機的研制與改進取得了一定成果。如我國破碎專 家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動態(tài)嚙角 ”的概念，開發(fā) gxpe 系 列深腔顎式破碎機，當(dāng)時 在國內(nèi)引起一定的轟動。該機與同種規(guī)格破碎機相比， 在相同工況條件下，處理能力可提高20%25，齒板壽命可提高 12 倍。 該機采用負(fù)支撐零懸掛，具有雙曲面腔型。 目前，國內(nèi)外顎式破碎機類型很多，但得到廣泛使用的還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機。 各制造廠的產(chǎn)品技術(shù)水平相差懸

19、殊，其中市場需求不同是造成差距的客觀原因，由于 國際市場上優(yōu)秀的破碎設(shè)備制造商集中在歐美地區(qū)。但國內(nèi)有少數(shù)廠家的產(chǎn)品已接近 世界先進水平，大多數(shù)廠家的產(chǎn)品差距很大。 總得來說，未來國內(nèi)外顎式破碎機的發(fā)展發(fā)現(xiàn)主要就是開發(fā)可實際應(yīng)用的耐高溫， 耐磨，耐腐蝕的新型材料。提高自動化含量，走向聯(lián)合生產(chǎn)，大型化節(jié)能化的目標(biāo)。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 5 2 總體方案設(shè)計 2.1 顎式破碎機的類型 顎式破碎機在礦山、建材和基建部門主要用作粗碎機和中碎機。按照給料口的大 小，分為大、中、小三種類型，給料口寬度大于 600mm 的為大型機，給料口寬度在 300600mm 的為中型機，給料口寬度小于 300

20、mm 的為小型機。顎式破碎機按照活動 顎板的擺動的方式的不同，可以分為簡單擺動式顎式破碎機和復(fù)雜擺動式顎式破碎機 兩種。我國制造的顎式破碎機用古漢語拼音字母和給料口長度表示型號。如本次設(shè)計 pex150 x750，其中 p-破碎機、e-顎式、x-細(xì)碎、150 x750 給料口長度。根據(jù)調(diào)整排料 口和過負(fù)載時的保險方式，分為彈簧保險和液壓保險兩種類型。 2.2 顎式破碎機的工作原理 顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎，垂直（或上端略外傾）固定 在機體前壁上，另一是活動顎板，位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔（工 作腔） 。活動顎板對著固定顎板作周期性的往復(fù)運動，時而分開，時而靠近。

21、分開時， 物料進入破碎腔，成品從下部卸出；靠近時，使裝在兩塊顎板之間的物料受到擠壓、 彎折和劈裂作用而破碎。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 6 圖 2.1 顎式破碎機的主要類型 a）簡單擺動式 b）復(fù)雜擺動式 1定顎 2心軸 3偏心軸 4動顎 5連桿 6退力板 簡單擺動顎式破碎機的工作示意圖見圖 2.1（a）動顎 4 懸掛在心軸 2 上，可做左 右運動。偏心軸 3 旋轉(zhuǎn)時，連桿 5 做上下往復(fù)運動，實現(xiàn)破碎和卸料。此種破碎機采 用曲柄雙連桿機構(gòu)，雖然動顎上受有很大的破碎反力，而其偏心軸和連桿卻受力不大， 所以工業(yè)上多制成大型機和中型機，用來破碎堅硬的物料。此外，這種破碎機工作的 時候都是以心軸

22、為中心的圓弧，圓弧半徑等于該點至軸心上的距離，上端圓弧小，下 端圓弧大，破碎效率較低，其破碎比 i 一般為 36。由于運動軌跡簡單，故稱為簡單 擺動式顎式破碎機。如圖 2.2 所示為簡單擺動式顎式破碎機的剖面圖。 簡單擺動式顎式破碎機由電動機用過 v 帶帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，所用的電動機有高壓 和低壓兩種。工程上，這種破碎機多用做粗碎和中碎各種堅硬的礦石。 a） 1 0.15x x 0.3x 0.5x 1 6 5 b） x 3x 6 4 4 3 2 1.5x 2.5x 3 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 7 圖 2.2 簡單擺動式顎式破碎機的剖面圖 復(fù)雜擺動顎式破碎機的工作示意圖見圖 2.1（b）動顎

23、 4 上端直接懸掛在偏心軸 3 上，作為曲柄連桿結(jié)構(gòu)的連桿，由偏心軸的偏心直接驅(qū)動，動顎的下端鉸接著推力板 6 支撐到機架的后壁上。當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時，動顎上各點的運動軌跡是由懸掛點的圓周線 （半徑等于偏心距） ，逐漸向下變成橢圓形，愈向下部，橢圓形愈偏，直到下部與推力 板連接點軌跡為圓弧線（圖 2.2）由于這種機械上各點的運動軌跡比較復(fù)雜，故稱復(fù)雜 擺動式顎式破碎機。 復(fù)雜擺動式顎式破碎機常用于中、細(xì)碎加工工序。圖 2.3 為復(fù)雜擺動式破碎機的剖 視圖。 圖 2.3 復(fù)雜擺動式破碎機的剖視圖 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 8 復(fù)雜擺動顎式破碎機的工作示意圖見圖 2.1（b）動顎 4 上端直接懸掛

24、在偏心軸 3 上，作為曲柄連桿結(jié)構(gòu)的連桿，由偏心軸的偏心直接驅(qū)動，動顎的下端鉸接著推力板 6 支撐到機架的后壁上。當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時，動顎上各點的運動軌跡是由懸掛點的圓周線 （半徑等于偏心距） ，逐漸向下變成橢圓形，愈向下部，橢圓形愈偏，直到下部與推力 板連接點軌跡為圓弧線（圖 2.4）由于這種機械上各點的運動軌跡比較復(fù)雜，故稱復(fù)雜 擺動式顎式破碎機。 復(fù)雜擺動顎式破碎機工作時，偏心軸作逆時針旋轉(zhuǎn)，因此，對所裝入的物料塊有 向下推并夾持的作用。在動顎的整個往返擺動過程中，頂部的水平擺動約為下部出料 口的 1.5 倍，而垂直擺幅則下部略大。就整個動顎而言，垂直擺動為水平擺動的 23 倍。由于水平擺動

25、幅度上大下小，有利于對上部的的塊物料進行破碎,并使整個破碎腔 內(nèi)的物料受到的破碎力比較均勻。由于垂直擺動圖 2.2 復(fù)擺顎式破碎機動顎各點軌跡 幅度下大上小，有利于整塊動顎作復(fù)雜運動，因此對物料塊不但起到擠壓、劈裂、 彎折作用，還能起碾搓作用，故可破碎一些稍微粘濕的物料。 復(fù)雜擺動顎式破碎機 ，由于偏心軸的負(fù)載大，一般都制成中型或小型機，目前也 朝大型機的方向發(fā)展，在工程上適用于破碎中等硬度 圖 2.2 復(fù)擺顎式破碎機動顎 各點軌跡的石塊，作為中碎設(shè)備，其破碎比較大，可達(dá)到 10。 圖 2.4 復(fù)擺顎式破碎機動顎各點軌跡 12 8 7 6 5 4 3 1 2 o 11 2 1 12 3 4 1

26、0 9 8 7 5 6 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 9 2.3 簡述顎式破碎機的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn) 電動機通過小帶輪及三角帶，將運動傳給大帶輪，從而帶動偏心軸轉(zhuǎn)動。動顎上 部內(nèi)孔兩端的雙列向心球面滾子軸承支撐在偏心軸上，偏心周外側(cè)軸頸支座主軸承， 主軸承外圈與機架上的鏜孔相配合，并用螺栓固定在機架上，在偏心軸兩外部分分別 裝有大帶輪和飛輪，以調(diào)整破碎機工作時主軸的運轉(zhuǎn)速度的波動。動顎的下部由推力 板支撐，退力板的另一端支撐在與機架的后壁相連的楔鐵調(diào)整機構(gòu)上，可在由機架側(cè) 壁上兩凸臺構(gòu)成的滑道中滑動。當(dāng)需要調(diào)整排料口尺寸時，只要調(diào)整在楔鐵上的螺栓， 使楔鐵上下滑動，帶輪調(diào)整座在滑道中前后移動即可完成。

27、有的機構(gòu)上采用組合調(diào)整 片來調(diào)整排料口的尺寸。 2.3.1 破碎腔 破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率、動力消耗和襯板磨損等破碎機性能的重要因素。 破碎腔的形狀有直線型和曲線型兩種。如圖所示，圖中實線表示顎板閉合時的位 置，虛線表示顎板后退最遠(yuǎn)位置。 （a） 直 線型破碎腔；（b）曲線型破碎腔 圖 2.5 破碎腔形狀示意圖 圖中的許多水平線，表示物料在陸續(xù)向下運動時所占據(jù)的區(qū)域。處在水平面 1 上 的物料，當(dāng)動顎擺動到虛線位置時，便下落到水平面 2 上。兩水平面 1 和 2 間的的垂 直距離，就是破碎機在空轉(zhuǎn)行程使料塊下落的距離。在顎板下一次的工作形成中，水 平面 2 處的物料則被壓碎。到空轉(zhuǎn)行程時，料

28、塊便落到水平面 3 上,依次類推，料塊逐 5 7 6 4 3 2 堵塞點 堵塞點 行程 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 10 漸被破碎而粒度逐漸減小，最后通過排礦口排出去。 由圖 2.5（a）可以看到，在直線型破碎腔中，個連續(xù)的水平面間形成的梯度斷面 的體積向下依次遞減。物料的空隙也逐漸減小，而動顎的擺動行程和壓碎力卻逐漸增 大，物料到排礦口附近的排料速度就減慢。于是在排礦口附近幾容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象， 這是造成機器過載和襯板下端磨損的主要原因。 由圖 2.1（b）表示曲線型破碎腔，它是將固定顎板改成曲線型，曲線是按破碎腔 的嚙角從上向下逐漸減小的原則而設(shè)計的。在曲線型破碎腔中，各連續(xù)的水平面間形

29、成的梯度斷面的體積，從破碎腔的中部往下是逐漸增加的，因而物料間的空隙增大， 有利于排料。由于堵塞點上移，故在排礦口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。動顎是支承齒板 且直接參與破碎礦石的部件，要求有足夠的強度和剛度，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該堅固耐用。 2.3.2 動顎 動顎一般采用鑄造結(jié)構(gòu)，也可采用焊接結(jié)構(gòu)，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對焊接工 藝的要求較高。現(xiàn)尚未有使用的。 對于型號較小的復(fù)擺顎式破碎機，其動顎一般做成非箱型加筋結(jié)構(gòu)，以便有效的 減輕動顎的重量。此次設(shè)計及選用此種型號的動顎。動顎上齒板又是通過螺栓、斜鐵 與動顎相連。按其橫截圖 2.6 所示，安裝齒板的動顎前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條 加筋板已增加動顎的強面

30、形狀有“e”型與反“e”型兩種。 圖 2.6 動顎結(jié)構(gòu)剖視圖 如圖 2.6 所示，安裝齒板的動顎前部為平板結(jié)構(gòu)，其后部有若干條加筋板已增加動 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 11 顎的強度與剛度。其橫截面呈 e 型，故稱 e 型結(jié)構(gòu)。 這種動顎的缺點是當(dāng)破碎力作用于動顎使其彎曲時，由于動顎剖面的中形層卡靠 近動顎前部安裝齒板的一方時的動顎后不得加筋板表面承受較大的拉應(yīng)力，容易使加 筋板開裂。 另一種動顎的橫截面呈反“e”型。即動顎后部為平板結(jié)構(gòu)，前部為加筋板。齒板 安裝在動顎加筋板的加工面上。該動顎剖面的中性層靠近動顎后部平板一邊，因此當(dāng) 動顎手彎曲作用時，其后部平板表面的拉應(yīng)力值將大大減少。與

31、 “e”型結(jié)構(gòu)相比， 相等的動顎材料得到更充分的利用。 當(dāng)動顎采用零懸掛或負(fù)懸掛時，由于動顎齒板的上端部已位于動顎軸承外，且不 得不采用在動顎的頂部用粗大的長螺栓、斜鐵將齒板與動顎相接起來，因此給結(jié)構(gòu)設(shè) 計帶來較大困難。因為動顎較大的垂直行程產(chǎn)生的齒板與物料間的磨擦，使得齒板在 動顎支承平面上產(chǎn)生滑動趨勢，因此將會對固定螺栓產(chǎn)生較大的拉力。 2.3.3 肘板 肘板是破碎機最簡單的零件，但其作用卻非常重要。通常有三作用：一是傳遞動 力，其傳遞的動力有時比破碎力還大；二是起保險件作用，當(dāng)破碎腔落入非破碎物料 （如鐵桿，折斷的鏟齒）時，肘板先行斷裂破壞，從而保護機器其他零件不發(fā)生破壞； 三是調(diào)整排料

32、口大小。當(dāng)破碎機落入非破碎物時，為防止機器的重要零部件發(fā)生破壞， 通常裝有過載保護裝置。保險裝置有三種：液壓連桿、液壓摩擦離合器和肘板。液壓 保險裝置結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠非破碎物能自然排出，動顎自動復(fù)位，不能停車，所以， 液壓保險裝置得到廣泛應(yīng)用，也是顎式破碎機發(fā)展的趨勢之一。但是它必須備有專用 的液壓系統(tǒng)。相對液壓元件和零部件的液壓密封部位有較高的要求，否則容易出此現(xiàn) 漏油現(xiàn)象。因此液壓保險裝置一般都用于大型的簡擺式顎式破碎機。中小型復(fù)擺顎式 破碎機都以肘板為保險件。設(shè)計師提高它的許用應(yīng)力，以便能在機器超載時首先發(fā)生 破壞，借此達(dá)到保險的目的。因為肘板是機器中最簡單最便宜的零件，所以得到廣泛

33、應(yīng)用且經(jīng)濟有效，但當(dāng)肘板斷裂后，機器將停車，應(yīng)重新更換新肘板后方可工作。 肘板保險間的另一個缺點是由于設(shè)計不當(dāng)，常常在超載時它不破壞，或者沒有超 載時它卻破壞了。以致影響生產(chǎn)。因此設(shè)計時出應(yīng)正確確實由破碎力引起的肘板壓力， 以便設(shè)計出超載破壞是的肘板面積外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使其具有較高的超載破壞敏 感度。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 12 本次采用中部較薄的變截面結(jié)構(gòu)。如圖 2.7。 在機器工作時，肘板與其支承的襯板間不能得到很好的潤滑，加上粉塵落入，所 以肘板與其襯墊之間實際上是一種干摩擦和磨粒磨損狀態(tài)。這樣，對肘板的高負(fù)荷壓 力，導(dǎo)致肘板與肘板襯墊很快磨損，使用壽命很低。因此肘板的結(jié)構(gòu)設(shè)

34、計應(yīng)考 慮該機件的重要作用也應(yīng)考慮其工作環(huán)境 圖 2.7 肘板剖面圖 肘板按結(jié)構(gòu)組成由組裝式和整體式兩種方案，組裝式有一個肘板體與兩個肘板頭 連接后組裝而成的。這樣就可以只更換易磨損報廢的肘板頭以節(jié)省易耗件金屬。由于 用在大型破碎機上的這種肘板較重，因此這種肘板都應(yīng)設(shè)計起吊環(huán)。一般情況下復(fù)擺 式顎式破碎機上使用的大都是整體式肘板，因為其重量和尺寸都比較小。此次設(shè)計也 采用整體式肘板。 按肘頭與肘墊（或稱肘板肘墊）的連接型式，可分為滾動型與滑動性兩種。如圖 2.8 所示： （a）滾動性 （b）滑動性 圖 2.8 肘頭與肘墊形式 肘板和襯墊之間傳遞很大的擠壓力，并受周期性沖擊載荷。在反復(fù)沖擊擠壓作

35、用 下磨損較快，特別是圖 2.8(a)所示的滑動型結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)重。為提高傳動效率，減少磨損， 延長其使用壽命，本次設(shè)計采用圖 2.8(b)所示的滾動型結(jié)構(gòu)。肘板頭為圓柱面，襯墊為 肘頭 肘墊 肘頭 肘墊 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 13 平面。由于肘板的兩端肘頭表面為統(tǒng)一圓柱表面，所以當(dāng)肘板兩端的襯墊表面相互平 行時，肘板受力將沿肘板圓柱面的同一直徑，并與襯墊表面的垂直方向傳遞。在機器 運轉(zhuǎn)過程中，動顎的擺動角很小，使得肘板兩端支承的肘墊表面的平行度誤差也很小， 因此肘板的傳力方向與肘墊垂直線方向的夾角很小（大大小于摩擦角） ，所以在機器運 轉(zhuǎn)過程中，肘板與其肘墊之間可保持純滾動。 2.3.4

36、 齒板 齒板（也叫襯板） ，是破碎機種直接與礦石接觸的零件，結(jié)構(gòu)雖然簡單，但它對破 碎機的生產(chǎn)率比能耗產(chǎn)品粒度組成和粒形以及破碎力等都有影響，特別對后三項影響 較顯著。 齒板承受很大的沖擊擠壓力，因此磨損得非常厲害。為了延長它的使用壽命，可 從兩方面考慮：一是從材質(zhì)上找到高耐磨性能材料；二是合理確定齒板的結(jié)構(gòu)形狀和 幾何尺寸。 此次設(shè)計的破碎機的齒板采用 zgmn135。其特點是：在沖擊負(fù)荷作用下，具有表 面硬化性，形成即硬又耐磨的表面，同時仍能保持其內(nèi)層金屬原有的韌性，故它是破 碎機上用的最普通的一種耐磨材料。 齒板橫截面結(jié)構(gòu)性裝有平滑表面和齒形表面兩種。后者又分三角形和梯形表面。 對平滑表

37、面的襯板試驗證明，在相同條件下與齒形襯板比較，生產(chǎn)率提高 40%左 右，壽命提高 50%左右，但破碎力約增加 15%，又不能控制破碎產(chǎn)品粒度，而且增加 功率消耗。因此，對破碎層狀物料，要求產(chǎn)品粒度較高的條件下，不宜采用平滑襯板， 對于破碎腐蝕性很強的極堅硬物料，為延長襯板壽命，也可采用平滑襯板。此次涉及 主要是為了控制產(chǎn)品粒度，因而采用齒形襯板。 為了保證產(chǎn)品粒度和形狀，通常還是采用三角形或梯形襯板。如圖 2.9 示。 此次設(shè)計采用三角形。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 14 （a）三角形 (b)梯形 圖 2.9 襯板齒形 2.3.5 調(diào)整裝置 調(diào)整裝置供調(diào)整破碎機排料口大小用。隨著襯板的不斷

38、磨損，排料口尺寸也不斷 的變大，產(chǎn)品粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品粒度的要求，必須利用調(diào)整裝置，定期 的調(diào)整排料口尺寸。此外，當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要調(diào)整排料口大小。 顎式破碎機的調(diào)整裝置歸納起來有以下幾種：墊片調(diào)整裝置、楔塊調(diào)整裝置、液壓調(diào) 整裝置以及襯板調(diào)整。調(diào)整裝置供調(diào)整破碎機排料口大小用。隨著襯板的不斷磨損， 排料口尺寸也不斷的變大，產(chǎn)品粒度也隨之變粗。為了保證產(chǎn)品粒度的要求，必須利 用調(diào)整裝置，定期的調(diào)整排料口尺寸。此外，當(dāng)要求得到不同的產(chǎn)品粒度時，也需要 調(diào)整排料口大小。顎式破碎機的調(diào)整裝置歸納起來有以下幾種：墊片調(diào)整裝置、楔塊 調(diào)整裝置、液壓調(diào)整裝置以及襯板調(diào)整。 1、楔

39、塊調(diào)整裝置 此種裝置是一種比較老式的。它分立式和臥式兩種。 （1）立式楔塊調(diào)整裝置 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 15 它是借助后肘板座與機架后壁之間的兩個垂直放置的楔塊相對運動，來實現(xiàn)破碎 機排料口的調(diào)整。轉(zhuǎn)動螺栓上的螺母，使調(diào)整楔塊沿著機架的后壁做上升或下降運動， 推動調(diào)整座向前或向后移動，從而推動肘板活動顎，以達(dá)到調(diào)整排料口的目的。 （2）臥式楔塊調(diào)整裝置 它是借助后肘板座與機架后壁之間的水平放置的楔塊相對運動，來實現(xiàn)破碎機排 料口的調(diào)整。在機架后壁上有后肘座、楔鐵及有正反螺紋的軸構(gòu)成的調(diào)整機構(gòu)，和由 電機與渦輪減速器所構(gòu)成的傳動裝置。軸的另一端有手柄。 兩種調(diào)整方式的比較：臥式調(diào)整方便

40、，在機器左右側(cè)均能調(diào)整，且調(diào)整過程楔塊 不會歪斜。立式由于一個人不能同時擰動兩個螺栓，因此不保證兩個楔塊同步上升或 下降，所以調(diào)整不方便，有時甚至卡住。 楔鐵調(diào)整的優(yōu)點是：能實現(xiàn)無級調(diào)整，調(diào)整方便，不必停車，結(jié)構(gòu)簡單與制作方 便。缺點：它的外形尺寸和重量都比較大，使機器尺寸增大，調(diào)整和費勁，所以用于 中小型破碎機。大型顎式破碎機由于極少調(diào)整排料口，所以常用增減肘板座與后壁之 間的點片厚度，或改換不同長度的肘板辦法調(diào)整排料口的尺寸。 2、墊片調(diào)整裝置 有利于螺栓頂推和利用液壓缸頂推兩種調(diào)整裝置。 （1）利用螺栓頂推調(diào)整 利用螺栓頂推肘板座，取出墊片則排料口增大；反之，假如墊片則排料口減小。 頂推

41、肘板座之前，要適當(dāng)放松拉緊彈簧，松開壓緊螺栓。這種方法適用于中小型破碎 機。 （2）利用液壓缸頂推裝置 它是借助液壓缸的柱塞，推動后肘座，然后增加或減少墊片的數(shù)量，使排礦口增 大或減少。然后停止供油，并用螺栓將肘板與后壁壓緊。 這兩種調(diào)整裝置比較，后者操作靈活，省力，方便，但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜些，所以最適 合于大中型破碎機。 液壓加墊片調(diào)整裝置裝在破碎機側(cè)壁。這種方式除能調(diào)整排料口外，同時又能使 肘座壓緊在后壁上，不必附加壓緊螺栓。 液壓調(diào)整和墊片調(diào)整，這里不再敘述。 對楔鐵調(diào)整裝置和液壓調(diào)整裝置的分析比較，此次設(shè)計的是小型顎式破碎機，且 排料口范圍不經(jīng)常調(diào)整，故采用墊片調(diào)整比較合適。 本科畢業(yè)設(shè)計（

42、論文）通過答辯 16 墊片調(diào)整裝置利用螺栓頂推肘板座，取出墊片則排料口增大；反之，假如墊片則 排料口減小。頂推肘板座之前，要適當(dāng)放松拉緊彈簧，松開壓緊螺栓。這種方法適用 于中小型破碎機。 3 顎式破碎機的參數(shù) 細(xì)碎顎式破碎機（以下簡稱破碎機）的主參數(shù)即決定機器技術(shù)性能及與其密切相 關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)。破碎機的主參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功耗等。其中生 產(chǎn)能力、破碎力、功耗除與破碎物料的物理、力學(xué)性能以及機器的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)外， 還與實地生產(chǎn)時的外部條件（如裝料塊度及裝料方式等）有關(guān)，要作出精確的理論計 算是比較困難的。因此，從設(shè)計的角度，下面的計算公式將是破碎機最優(yōu)設(shè)計時建立 目標(biāo)函數(shù)和設(shè)

43、計約束的重要依據(jù)。 3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.1.1 進料口與卸料口 進料口長度 l 為寬度 b 的 1.251.6 倍。對于大型破碎機，取 l=(1.251.6)b,中小 型破碎機取 l=(1.51.6)b。對于小型破碎機，為了獲得較高的生產(chǎn)率和粉碎比，lb 值可以選大些，lb=2.55。這是由破碎機嚙住物料的條件所決定的。(建材機械工 程手冊) 進料口寬度 b=(1.11.25) max d =150mm 中、小型破碎機 l=(2.55)b =750mm 卸料口最小寬度 e 可以按下式確定： 復(fù)擺顎式破碎機：dmax s = ( ) b e=25mm 式中 dmax 最大卸料粒度； s 動顎板

44、的擺動行程（卸料口出的水平行程） 。 7 1 5 1 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 17 3.1.2 動顎板擺動行程 s 與偏心軸的偏心距 r 在理論上，動顎板擺動行程 s 應(yīng)按物料達(dá)到破壞時所需壓縮量來決定。然而，由 于破碎板的變形，及動顎板與固定顎板之間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動 顎板擺動行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。 在細(xì)碎顎式破碎機中，動顎板擺動行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大，物 料大小是從破碎腔的上部逐漸向下逐漸減小的，所以只要動顎板上部的擺動行程能夠 滿足破碎物料所需的壓縮量就可以。根據(jù)實驗，破碎腔上部的動顎板擺動行程大于 0.01dmax，dmax 是最大進料粒度

45、。 實際上，動顎板行程是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的。通常，對于大型顎式破碎機， s=2545mm，中小型顎式破碎機，s=1225mm。因此，動顎擺動行程 s=14mm。 動顎板擺動行程確定后，偏心軸的偏心距 r 可以根據(jù)初步擬定的構(gòu)件尺寸利用繪 制機構(gòu)圖的方法來確定。通常，對于簡擺顎式破碎機，s(22.2)r。 心軸偏心距 r=8 3.1.3 嚙角 顎式破碎機動顎板與固定顎板之間的夾角稱為嚙角。當(dāng)破碎物料時，必須使物 料既不向上滑動，也不從進料口中跳出來。為此，夾角應(yīng)該保證物料與顎板工作表 面間產(chǎn)生足夠的摩擦力，以阻止物料塊被推出去。為了確定角，應(yīng)該分析當(dāng)物料被 顎板擠壓時作用在物料上的力。 設(shè)物料形

46、狀為球形，其質(zhì)量為 g，由 g 產(chǎn)生的重力比物料的破碎力小很多，可以 忽略不計。在顎板與物料接觸處，顎板對物料的破碎力為 1 p和 2 p,兩者均與顎板垂直。 由這兩個力所引起的摩擦力為 1 fp和 2 fp,其方向向下。其中 f 為物料與顎板之間的摩擦 系數(shù)。 物料不向上滑動的條件是: sincos 221 fppp sincos 221 pfpfp 經(jīng)整理得： 2 1 2 f f tg 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 18 如物料與顎板之間的摩擦角為，則 tgf 即 2 因此，嚙角應(yīng)小于物料與顎板之間的摩擦角的 2 倍。一般摩擦系數(shù) f=0.250.3,則嚙角最大值為 2834。實際上，當(dāng)破

47、碎機喂料粒度相差很大 時，雖然2，仍有可能產(chǎn)生物料被擠出的情況，這是由于大塊物料楔塞在兩 個小塊物料之間。所以，一般顎式破碎機的嚙角=1822。 減少嚙角，可使破碎機的生產(chǎn)率增加，但會導(dǎo)致粉碎比的減少；相反，增大 嚙角，雖可增加粉碎比，但會降低生產(chǎn)率，同時落在破碎腔中的物料不易被夾牢， 有被推出機外的危險。 3.2 工作參數(shù) 3.2.1 偏心軸的轉(zhuǎn)速 偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動顎板往復(fù)擺動一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。 為了獲得最大的生產(chǎn)能力，破碎機的轉(zhuǎn)速 n 應(yīng)該根據(jù)以下條件確定：當(dāng)動顎板后退時， 破碎后的物料應(yīng)在重力作用下全部卸出，然后動顎板立即返回破碎物料。轉(zhuǎn)速過高或 過低都會使生產(chǎn)能

48、力不能達(dá)到最大值。 如下圖所示，b 為公稱排料口， l s 為動顎下端點水平行程， l 為排料層的平均嚙 角。abb1a1為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體，abb2a2為排料棱柱體。破碎機的主軸轉(zhuǎn) 速 n 是根據(jù)在一個運動循環(huán)的排料時間內(nèi)，壓縮破碎棱柱體的上層面（aa1）按自由落 體至破碎腔外的高度 h 計算確定的。而該排料層高度 h 與下斷點水平行程 l s 及排料層 嚙角 l 有關(guān)。即排料層上層面（aa1）降至下層面（bb1）,正好把排料層的物料全部 排出所需的時間來計算主軸的轉(zhuǎn)速。對于排料時間有不同的意見：一種認(rèn)為排料時間 t 應(yīng)考慮破碎機構(gòu)的急回特性，即排料時間與機構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一

49、觀點未注 意到動顎下端點排料起始點與終止點并不一定與機構(gòu)的兩極限位置相對應(yīng)。另一種認(rèn) 為排料時間 t 應(yīng)按 t=15n 計算，即排料時間對于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這種假定與實際 情況相差甚大。據(jù)了解認(rèn)為排料時間按主軸半徑計算比較符合實際情況。 2 1 2 2 tg tg tg tg 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 19 圖 3.1 排料口處排料示意圖 排料時間 t 為 t=30/n （3-1） 排料層完全排出下落的高度 h 為 h= l s tan1 （3-2） 由 h= g 2 t （3- 3） （3-4） 令 g=9800mm 2 s 將式(3-1)、 （3-2） 、 （3-4）代人（3-3）

50、，得 式中 n 主軸轉(zhuǎn)速（rmin） ； l s 動顎下端點水平行程（mm） ； l 排料層平均嚙角（ ） ； q 系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。 取 q=0.951.05。高硬度礦石取小值。該式是機構(gòu)設(shè)計和機型評價的重要公式之 一。 2 1 l s qn tan 2100 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 20 偏心軸轉(zhuǎn)速也可以用下述經(jīng)驗公式確定： b1200mm 時 bn145310 rmin b1200mm 時 bn42160 rmin 式中 b 為進料口寬度（mm） 由于算得 b=1501200 mm ,所以把 b=150 代入-式，得 bn145310 =288.25rmi

51、n 3.2.2 生產(chǎn)能力 破碎機的生產(chǎn)能力是指機器每小時所處理的物料的立方米數(shù)。由于生產(chǎn)能力不但 與排料口尺寸有關(guān)，而且與待破物料的強度、韌性、物料性能以及進料的幾何尺寸和 塊度分布有關(guān)，因此為統(tǒng)一衡量機器生產(chǎn)能力的高低，標(biāo)準(zhǔn)中的生產(chǎn)能力，是機器在 開邊公制公稱排料口下，每小時所處理的抗壓強度為 250mpa、堆密度為 1.6tm3的花 崗巖物料立方米數(shù)，稱為公稱生產(chǎn)能力（m3h） 。參看 3.1 圖，在公稱排料口 b 時， 每一運動循環(huán)的排料行程下排出的物料棱柱體 a a1b1b 的體積與每小時轉(zhuǎn)速 60n 的乘 積，即可得到公稱生產(chǎn)能力 q 的計算公式為 lll sbnlsqtan)2(3

52、0 1 （3- 5） 式中 q生產(chǎn)能力（m3h） ； n主軸轉(zhuǎn)速（rmin） ； l破碎腔長度（m） b公稱排料口尺寸（m） ； l s 動顎下端點水平行程（m） ； 1 壓縮破碎棱柱體的填充度，中小型機在公稱排料口下一般取 1=0.650.75。 由于機器要求具有高生產(chǎn)能力，所以上公式將是機構(gòu)設(shè)計中建立目標(biāo)函數(shù)的重要 依據(jù)。 顎式破碎機的生產(chǎn)能力除利用理論公式計算外，還常常采用下列經(jīng)驗公式計算： hrqekkq 21 根據(jù)建材機械工程手冊 ，查表 1.2-2、表 1.2-3、表 1.2-4 及表 1.2-5 可得： 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 21 1 1 k , 1 2 k,4 . 0q

53、,6 . 1 所以把前面所求 e=25 mm 代入上式公式得 16.9t/h 3.2.3 電動機的選擇 機械總效率包括傳動系統(tǒng)的機械效率 和物料與顎板間摩擦損耗的破碎效率 “ 。 通過查表可得：傳動系統(tǒng)的機械效率 =0.96，物料與顎板間摩擦損耗的破碎效 率 “ =0.92 根據(jù)公式: ” 得 0.834 根據(jù)經(jīng)驗公式，中小型顎式破碎機（600900 毫米以下） n=bl/50bl/70 （3-7） =18.413.2 根據(jù)已知條件，則取 n=15kw 查表得 選取電動機為 yb 系列,電動機具體牌號為 y180l1-6 15kw 滿載轉(zhuǎn)速為 970r/min. 偏心軸功率為 pp =12.5

54、1kw 扭矩 t=9550 p/n=414.5 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 22 4 部分關(guān)鍵部件的設(shè)計與校核 4.1 軸的設(shè)計、校驗 軸是機器中的重要零件，各種作旋轉(zhuǎn)運動的零件都必須安裝在軸上，才能進行運 動和動力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。 軸的材料種類很多，要根據(jù)強度、剛度和耐磨性等要求，選擇材料種類和熱處理 方式。軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價格較低，對應(yīng)力集中敏感性小，通 常使用碳素鋼，不太重要或受力較小的軸可以使用 q235 等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有 更高的機械強度和優(yōu)良的熱處理性能，但對應(yīng)力集中較為敏感，對于受力較大又要減 小軸的尺寸和重量，或

55、者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的 軸，可以采用合金鋼。在低于 200的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不 大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。 熱處理可以明顯提高軸的強度（特別是疲勞強度）和耐磨性，因此要根據(jù)工作條 件選用合適的熱處理方式。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求，合理地確 定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。工作能力計算是通過強度、剛度和振動穩(wěn)定性計算，保證軸 具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進行強度計算，防止斷裂和塑性變形； 對于剛度要求較高的軸（如機床主軸）才進行剛度計算，避免發(fā)生過大的變形；對于 高速轉(zhuǎn)動的軸

56、還要進行振動穩(wěn)定性計算，避免發(fā)生共振。軸的設(shè)計步驟通常是先擬定 軸上零件裝配方案，然后裝配和制造要求，確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，最后進行軸的 強度校核，必要時進行剛度計算或振動穩(wěn)定性計算。 提高軸的強度措施： 1、改善軸的受力狀況 軸上零件的安裝位置、軸的結(jié)構(gòu)對軸的受力影響很大，設(shè)計軸時應(yīng)該充分加以考 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 23 慮。當(dāng)軸上有兩個以上的零件輸出扭矩，應(yīng)該將輸入扭矩的零件盡量布置在軸的中間， 而不是布置在軸的一端，這樣可以顯著降低軸上的最大轉(zhuǎn)矩。 2、減小應(yīng)力集中 大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的，主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處 （如軸肩、鍵槽等）及過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力

57、集中是引起疲勞破壞的主要因素，因此設(shè) 計軸的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。合金鋼對應(yīng)力集中較為 敏感，設(shè)計時更應(yīng)加以注意。 為減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量避免在軸上特別是應(yīng)力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺 紋。軸肩處應(yīng)采用圓角過渡，并且圓角不宜過小。當(dāng)依靠軸肩定位的零件圓角半徑很 小時，為增大軸肩的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或隔離環(huán)過渡。 軸的表面質(zhì)量對疲勞強度也有顯著影響，因為軸表面的加工刀痕也是應(yīng)力集中源， 疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位，所以必須合理確定表面粗糙度。 此外，對軸進行表面熱處理（滲碳淬火、高頻淬火等）和表面強化處理（碾壓、 噴丸等） ，也可以提高軸的疲勞強度 材料：偏

58、心軸的材料選用 40cr。 （4-mm n p ad24.59130 3 1） 因為軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增加 37%。 mmd38.6307 . 1 24.59 因破碎機工作時的沖擊載荷很大，又有強烈的振動，故取直徑 d=90mm 合理，此 偏心軸選用一般階梯長軸。 具體尺寸見零件圖。 根據(jù)階梯軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，考慮到軸上需要安裝的密封零件及軸承透蓋，初定 軸的跨距如圖所示。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 24 圖 4.1 軸的結(jié)構(gòu)示意圖 偏心軸的校核 在破碎工作時，破碎力通過動顎軸承傳到偏心軸上，由于該破碎力很大，軸上其 它零件傳遞的載荷相對來說就顯得微不足道了，所以計算時可把這些載荷忽略不計

59、， 而只考慮破碎力的作用，破碎力平均分布在兩個動顎軸承上。 a) 力學(xué)模型圖 b）彎矩圖 c）轉(zhuǎn)矩圖 d）當(dāng)量彎矩圖 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯 25 圖 4.2 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 (1)軸的力學(xué)模型的建立 軸上力的作用點位置和支點跨距的確定 軸承對軸的作用點按簡化原則則應(yīng)在軸承寬度的中點，因此可決定偏心軸上動顎兩軸 承的位置。動顎處安裝的 113622 軸承，經(jīng)計算 可得動顎處兩軸承之間的距離 515mm，軸承離支點的距離 85mm 繪制軸的力學(xué)模型 根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖見圖 4.2(a) (2)計算軸上的作用力 破碎力平均分布在兩個動顎軸承上，分別用 fc

60、、fd來表示；機架軸承要當(dāng)于兩個支座， 對偏心軸具有支座反力的作用，分別用 ra，rb來表示。 92185 46092.5 22 cdab p ffrrnn (3)繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 由軸的力學(xué)模型圖可知偏心軸在水平的方向不受力，故不產(chǎn)生水平面的彎矩，因而 偏心軸只產(chǎn)生垂直面上的彎矩,如圖 6.2(b)：c、d 處的彎矩相等，即 46092.50 194 .8941945 . ac mrln mmn mm 轉(zhuǎn)矩圖,見圖 4.2(c)。 66 15 0.95 9.55 109.55 10.473348 . 287.5 p tn mmn mm n (4)當(dāng)量彎矩圖，參看圖 4.2(d)。 因為是單向