颚式破碎机设计.doc

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1、青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文）摘 要作为工业的原料，矿石材料是不可缺少的。现在我国的矿山工业发展的比较迅速，因而对破碎机的需求量也是十分巨大，对于大型鄂式破碎机的设计是符合我国的客观需要的，将对我国的破碎事业有所帮助。目前，国内各制造厂的产品技术水平相差悬殊，有少数厂家的产品已接近世界先进水平，大多数厂家的产品差距很大。为缩短差距和赶上世界先进水平，发展和提高现有鄂式破碎机技术水平是当务之急。本毕业设计满足的生产需求：破碎石灰石，入料粒度最大400mm，加权平均350mm；产品粒度加权平均70mm；生产能力30t/h。本毕业设计对鄂式破碎机的主要部件，如：破碎机衬板、弹簧、偏心

2、轴、动鄂、飞轮等进行设计、计算；对电机进行选择，对破碎机的结构进行改造。达到了使各机构更加简单，合理，鄂板的寿命进一步增加，破碎得到的产品粒度更佳均匀等效果。关键词：颚式破碎机；动鄂；破碎板；磨损IIAbstractAs a raw metiral of industy, the rock metiral is indespensable. In todays time our country has a boom in its rocky industy, so it will be a big need for the crusher. The design of jaw crusher

3、can meet with the need of our country,so it is helpful to our country . Nowadys tere are a lot of factry are making jaw crusher ,but there are big distence among these factry. Some poduction of thess factry has caught the international level, but others has a big distence to follow it. To catch up w

4、ith the international level, we must do our best to develop the technology of jaw crusher as soon as possible.This design should adapt to the need:firstly, it will be used to crush the limestone, the feeding block greatest size is 400mm, the everage size is 350mm, the everage size of the product is

5、about 70mm; the productivity of the machine is about 30t/h. The design of the jaw crusher has a done a lot of work on the culculate and the design of the main part of the machine, such as: the line of the crusher, the spring,the eccentric shaft, the mobile jaw, the flywheel and so on; It also has do

6、ne something about the select of the electrical machinery, the reform of the jaw crushers construction. The reslut of this reform is that the constrution of the machine is more simble and fitable. The life of the jaw is longer than before. The size of the product is more equlity.Key words：jaw crushe

7、r；movable jaw；the line of the crusher；abrasion目 录摘 要I1前 言12绪 论22.1概述22.2破碎机的发展概况42.3选题的目的、意义73破碎相关理论83.1物料破碎特性83.2粒度表示方法83.3有关破碎耗能的理论的发展114破碎机的设计及其相关理论134.1破碎机的运转134.2选择破碎机的主要参数134.3破碎机各生产参数的计算154.4破碎机各主要零件尺寸的设计以及计算16结 论27致 谢28参考文献29附录一30附录二37青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文）1前 言目前，国内鄂式破碎机类型很多，但得到广泛使用的还是传统复摆鄂

8、式破碎机。各制造厂的产品技术水平相差悬殊，有少数厂家的产品已接近世界先进水平，大多数厂家的产品差距很大。为缩短差距和赶上世界先进水平，发展和提高现有鄂式破碎机技术水平是当务之急。鄂式破碎机（颚式破碎机），具有破碎比大、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。鄂式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。鄂式破碎机主要是由两块鄂板（活动鄂板和固定鄂板）组成。活动鄂板相对固定鄂板周期性的往复运动，时而靠近，时而分开，由此使装在二鄂板间的石块受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。复摆鄂式破碎机的机器重量较轻，结构

9、简单（少了一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴承），生产效率较高（比同规格的简摆鄂式破碎机生产效率高20%30%）。复摆鄂式破碎机适合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、细碎设备，起破碎比较大，可达。随着机械工业的进步，近年来，复摆鄂式破碎机正朝着大型化发展。所以，一个合理的传动装置可以使鄂式破碎机运行的更加顺利，合理有效。动鄂的优化可使磨损大大的降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也减少工作人员的劳动强度，提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期。2绪 论2.1概述破碎机是用来破碎物料的机械，根据物料的物理性质、粒度、生产量、用途等选择不同类型的破碎机进行破碎。2.1.1破碎的目的（1）

10、分离矿石中含有的有用矿物矿石有单金属矿和多金属矿，并且原矿多为较低的矿石。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。（2）工业矿石的制备大块石料经破碎筛分后，可得到不同要求粒度的碎石。这些碎石可制备成水泥。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。 （3）提供磨矿的原料磨矿工艺所需粒度不大于15mm的原料，是有破碎产品提供的。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，再通过磨碎是产品达到要求的粒度和粉末状态。2.1.2破碎的原理物料的破碎是指当外力如挤压、冲击、摩擦和劈等机械

11、力作用在物料上，克服了物料本身的内聚力时，物料从大块变成小块的过程。物料的破碎方法主要有以下几种：（1）劈裂矿石受两个楔状物体的劈力作用被粉碎，这是对矿石的破碎种最有利的方法。（2）挤压破碎将矿石置于两个破碎表面之间施加压力后矿石因压应力达到其抗压强度极限而被破碎。（3）物料的折断用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石就象受集中载荷的两支点或多支点梁，当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度极限时矿石被折断。（4）磨碎矿石与运动丁作表面之间受到一定压力和剪切力时，矿石内的剪切应力达到其剪切强度极限时，矿石粉碎。（5）冲击破碎矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎。由于破碎力是瞬间作用的，所以优点是破

12、碎效率高，破碎比大，但其缺点是能量消耗大，锤头磨损严重。2.1.3破碎机分类（1）按破碎机粒度分类：组碎破碎机 一般使1500500mm的物料破碎到350100mm。 中碎破碎机 一般使350100mm 的物料破碎到14040mm。 细碎破碎机 一般使10040mm的物料破碎到3010mm。（2）按构造与工作原理的不同分类：锤式破碎机：物料受高速回转的锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而使物料粉。按结构特征可分类如下：按转子数目，分为单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机；按转子回转方向，分为可逆式和不可逆式；按锤子牌数，分为单排式和多排式；按锤子在转子上的连续方式，分为固定锤式和活动锤式。

13、固定锤式主要用于软质物料的细碎和粉磨。鄂式破碎机； 它是依靠活动鄂板作周期性的往复运动，把进入两鄂板间的物料压碎。现有鄂式破碎机按动鄂的运动特征，分为简单摆动式复杂摆动式破碎机和混合摆动式破碎机。反击式破碎机： 物料受高速运动的板锤的打击，使物料向反击板高速撞击，以及物料之间相互撞击而粉碎。按其结构特征可分为单转子反击式破碎机和双转子反击式破碎机。圆锥破碎机： 它是靠内锥体的偏心回转，使处在两锥体间的物料受到弯曲和挤压而粉碎。辊式破碎机： 物料落在两个相互平行而旋向相反的辊子间，物料在辊子表面的摩擦力作用下，被扯进转辊之间，受到辊子的挤压而破碎。链式破碎机： 按安装形式分为立式链式破碎机和卧式

14、链式破碎机两种结构形式。立式链式破碎机为单转子，卧式链式破碎机为双转子。链式破碎机的主要工作部件为带有钢制环链的转子，环链一端与转子相连，环链的另一端安有耐磨钢制成的环链头。链式破碎机属冲击式破碎机，通过高速旋转的链条对料块的冲击进行粉碎。环锤式破碎机 它是一种带有环锤的冲击转子式破碎机。环锤不仅能随转子旋转，还能绕锤销自转。物料进入破碎机后，在破碎腔内受到随转子高速旋转的环锤的冲击而破碎，被破碎的物料同时从环锤处获得动能，高速度地冲向破碎板，受到节二次破碎，然后落到筛板上，受环锤的剪切挤压研磨以及物料与物料之间的相互碰撞作用，物料得到进一步的破碎，并通过筛孔排出机外。不能破碎的杂物则由环锤推

15、入金属收集器，由操作人员清楚。立轴式破碎机 它可分为PL立式冲击破碎机、PFL系列立式复合破碎机、HLP型立式破碎机、LCP型立轴锤式破碎机、SM型立式破碎机、SN型片式破碎机。笼式破碎机 笼式破碎机的破碎件为一个高速旋转的圆框，圆框的一端为一个封闭的板结构，板中心与旋转轴相连，旋转轴支承在轴承上，轴的另一端装有带轮，有电动机提供传动带传动，使轴高速旋转。除此之外，还有其他类型的破碎机，在此就不一一的在介绍。2.2破碎机的发展概况2.2.1破碎机的发展在破碎机的家族中，主要有立式破碎机、卧式破碎机、辊式破碎机、颚式破碎机，以及由立、卧、辊、颚派生出的其他破碎机，种类繁多、叫法各异。但无论是哪种

16、破碎机均各有所长，其结构特性、工作原理及工艺安排各有所不同。 立式破碎机（即主轴是垂直的），该机从20世纪80年代推出后即成为以破代磨的热销产品，作为细碎破碎机，平均出料粒度34mm，90%为细粉状，使球磨机的入料粒度降低，产量提高了20%30%。 经过20 多年的发展和演变，立轴破碎机从第一代到第五代，由单一的打击破碎演变成冲击反击破碎，一字之差锤头的使用寿命比老式机型提高了4倍以上。立式破碎机的代表产品立轴冲击式细碎机，被广泛应用在铁矿、金矿、水泥、玻璃、陶瓷、电力、钢铁行业的物料细碎。但是如果选择立式破碎机用于公路建设材料的破碎，那就是选型错误，这就要用我们下面要谈的卧式破碎机。 卧式破

17、碎机 （即主轴是横卧使用的）。其类型有：卧轴锤式破碎机、环锤式破碎机、卧轴反击式破碎机等。卧式破碎机的结构特点是：生产能力高、单位产品能量消耗低、破碎比大、替代多级破碎，即在工艺条件受限时，该机型能从粗破到细破完成产品生产的全过程。特别是应用在公路建设材料方面，通过更换筛板（条）的间隙和几何角度，就能够生产出所需要的各种规格物料，且物料的形状好（呈六棱形）、抗压强度高。 辊式破碎机（靠辊子的挤轧和磨剪力进行破碎）。主要优点是：结构简单、紧凑、轻便、工作可靠、调整破碎比较方便，无需基础就能使用。缺点是：生产能力低，要求喂料连续均匀，辊面的磨损不均产品粒度也不易均匀，需要经常修理。一般辊式破碎机辊

18、面有固定和可换两种，另外还有一种带齿的辊面（即齿辊式破碎机），将其应用在大块物料破碎至小块物料（含一定水分）的场合，是其他破碎机所望尘莫及的。 最后谈谈颚式破碎机。其结构坚固、构造简单、工作可靠，处理物料粒度范围大、破碎力强，广泛应用于石灰石、铁矿石等抗压强度极限不超过320兆帕的各种矿石和岩石。在美国工程师布雷克发明鄂式破碎机后，经过100多年的发展，鄂式破碎机有了长足的进步，在发展过程中，其结构得到不断地完善，鄂式破碎机性能得到改善和工作效率不断提高，以下列举世界各国研制过各种鄂式破碎机。德国：Kun-kan简摆鄂式破碎机，冲击式鄂式破碎机，液压驱动式鄂式破碎机，简摆双腔鄂式破碎机；前苏联

19、：液压驱动的鄂式破碎机，惯性鄂式破碎机，双动鄂鄂式破碎机，单轴倒悬挂的双动鄂破碎机；美国：复摆双腔鄂式破碎机，斜式鄂式破碎机等。在以上破碎机的推动和促进作用下，国内破碎机行业也有了迅速的发展，但是由于我国的破碎事业起步较晚，所以主要生产和使用的还是简摆式破碎机和复摆鄂式破碎两种传统的破碎机。因此，对我国的鄂式破碎机进行改进，使鄂式破碎机技术水平不断提高，与世界发达国家进行接轨，扩展我国破碎机的市场，是破碎机发展的主要任务。2.2.2鄂式破碎机的特点 破碎机的大致结构：（1）机架部分：箱体、底座等组成。（2）偏心轴转动部分：主要由动鄂、偏心轴、轴承、皮带轮等组成。是传递动力的主要部分。（3）破碎

20、腔工作部分：主要由定鄂板、动鄂板、侧衬板等组成，是破碎物料的工作零件。（4）保险装置：由肘板、肘板座、弹簧、弹簧拉杆等组成，是破碎机在非正常情况下起保险作用的零件。（5）调整装置：该装置用来调整排料口的大小尺寸，控制出料粒度。主要由锲块、调整滑动块、顶丝螺栓、滑块锁紧拉杆等组成。鄂式破碎机按运动形式分为两种基本型式：简摆式破碎机和复摆式破碎机。如图2.1所示，简摆鄂式破碎机是因为动鄂绕机架上的固定支座作简单运动而得名的。破碎腔是进行破碎的主要空间，物料在破碎腔内进行破碎，破碎腔是由是定鄂（2）、动鄂（4）以及侧面衬板（3）围成的，其内部形状为近似的梯形体。在动鄂运动的过程中，破碎腔的形状发生改

21、变，物料被压碎或劈碎，然后由排料口排出。 电机通电后发生转动，首先由电机轴带动电机上的小皮带轮转动，然后带动皮带进行传动，与皮带直接相连的是皮带轮（8），皮带轮带动偏心轴（9）进行旋转，它带动拉杆（11）进行上下往复运动，拉杆带动前推力板（15）相左进行挤压，动鄂（5）随之积压物料，进行破碎。图2.1简摆式破碎机1箱体2定鄂3侧板4衬板5动鄂6心轴7连杆8带轮9偏心轴10弹簧11拉杆12锲铁13后推力板14肘板座15前推力板动鄂（5）悬挂在心轴（6）上，可做左右运动。偏心轴（9）旋转时，拉杆（11）做上下往复运动，实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动鄂上受有很大的破碎反力，而其

22、偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。此外，这种破碎机工作的时候都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心上的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比i=36。由于运动轨迹简单，故称为简单摆动式鄂式破碎机。简单摆动式鄂式破碎机由电动机用过V带带动偏心轴转动，所用的电动机有高压和低压两种。工程上，这种破碎机多用做粗碎和中碎各种坚硬的矿石。简单摆动式鄂式破碎机的优点是：结构紧凑简单：偏心轴等传动部件受力较小；由于动鄂垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现象，但动鄂鄂板的磨损较小。简单摆动式鄂式破碎机的动鄂的摆动幅度上小下大，一般上部进料口的

23、水平位移与垂直位移只有下部出料口的12左右，不利于对已经装入物料块的夹持与破碎，也不能够对下部充分供料，造成破碎腔下部盛料不足，降低了生产率。此外，由于下端摆动幅度大，卸出的物料块大小不均匀，造成质量欠佳。应考虑运转中的速度波动调节，以使运动平稳并能合理利用原动机能量。在破碎过程中，破碎腔内可能落入非破碎物料（如断裂的钢钎、铲齿），所以必须考虑机器的过载保护。当要求产品粒度改变时、应考虑由排料口的调整装置进行调整。复摆鄂式破碎机使用的机构为四杆机构中曲柄摇杆机构的应用， 主动件为曲柄。和简摆鄂式破碎机相比较，复摆鄂式破碎机具有的重量轻，结构简单（少了一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴承），生

24、产效率较高（比同规格的简摆鄂式破碎机生产效率高20%30%）等优点。但复摆鄂式破碎机的鄂板垂直行程大，石料对鄂板的磨削作用严重，磨削较快，且能量消耗也大，工作时易产生较多的粉尘。2.3选题的目的、意义矿产资源的储量及其合理开采与利用是关系国民经济是否可持续良性发展的重要因素之一，近年来随着矿产资源的大量开采，部分资源已逐步出现短缺甚至面临断缺危险。所以怎样合理地生产和使用现有的矿产资源，使其最大程度地得到合理利用是矿业生产中面临和急待解决的课题。目前我国的矿业生产主要分为探矿、 开采、 破碎、 粉碎和冶炼几个步骤。其中破碎是将较大颗粒物料分解成较小颗粒物的生产过程，采用的生产设备多为各种类型的

25、破碎机，而鄂式破碎机是生产中最为常见的一种破碎设备，是目前矿业生产不可或缺的设备之一。为了提高物料的利用率和生产效率，工厂要求破碎的物料粒度控制在某一特定的范围，并可以进行较为连续的生产，以及在故障出现时可以及时的恢复生产。在科研、设计和生产部门的共同努力下，鄂式破碎机已逐步趋于多向化。它在煤炭开发、水泥制造等部门中得以广泛应用。它的重要性无疑是不容忽视的，鉴于此我选择了鄂式辊破碎机的整体设计作为本次毕业设计题目。通过本次毕业设计，我对以前学习的各门基础和专业基础课程中的理论知识有了了更加深入的理解，并且学会了在实际的设计工作中综合的应用这些知识。这次毕业设计为我将来的工程技术工作打下良好的基

26、础，使我的视野更加开阔，使我解决实际问题的能力有所提高，使我对学习和探索实际问题有了更加浓厚的兴趣。在毕业设计中，我将学过的课本知识在设计工作中综合实际地加以应用。实际设计一种破碎机后，我掌握了一般机械设计的基本方法和步骤，我的独立工作能力增强了。随着毕业设计的进行，我逐渐能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册。我对有关的国家标准和部门标准更加熟悉，能够较快地完成一项新的设计工作。 3破碎相关理论3.1物料破碎特性破碎时，由于各种物料性质的不同，对于破碎机的要求也就各不相同，无聊的性质有以下几个方面：（1）硬度硬度表示材料抵抗其他物体刻划或压入表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需

27、的能量。这一能量与材料内部化学键强度以及配为数有关。硬度作为材料耐磨性的见解评价指标，硬度值越大，通常其耐磨性能也越好。（2）强度强度和硬度二者的意义不同，但本质是一样的，皆与内部质点的键合情况有关。事实上，破碎强度愈大的物料也像破碎越硬的物料一样，需要愈多的能量。材料的强度是指其对外力的抵抗能力，通常以材料破坏是单位面积所受的力来表示，单位为Pa。按接受力的方式不同，可分为拉伸强度、压缩强度、扭曲强度和剪切强度等。按材料内部均匀性和有缺陷性分为理论强度和实际强度：不含任何缺陷的完全均质材料的强度称为理论强度。它相当于原子、分子或离子间的结合力。完全均质的材料所受硬力达到其理论强度时，所有原子

28、或分子间结合键将同时发生破环，整个材料将分散为原子或分子单元。实际上，几乎所有材料破坏时都分裂成大小不一的块状，这说明支点间的结合的牢固程度并不相同，即存在找某些结合相对薄弱的局部，使得受力尚未达到理论强度之前，些薄弱部位亦达到及其极限强度，材料发生破坏，这时物料的强度即为实际强度。（3）脆性 与塑性相反的一种性质是脆性。脆性材料受力破坏时，从开始受力直到发生断裂，只出现极小的弹性变形而不出现塑性变形，因此其极限强度一般不超过弹性极限。脆性材料抵抗冲击的能力较差，许多硅酸盐材料如石灰石、玻璃、陶瓷、铸石等都属于脆性材料，它们的抗冲击能力远低于抵抗压能力。正由于脆性材料的抗冲击能力较弱，所以采用

29、冲击破碎的方法可有效地使它们产生破碎。3.2粒度表示方法开采的矿石和各种工艺中用到的矿石，都是尺寸大小不一、形状各式各样的松散矿料，所以应该用一种指标来确定和规范它们，这种规范的手段就是粒度。所谓的粒度，就是矿块（或矿粒）大小的量度，一般用毫米表示。用称量法称出格级别的重量并计算出它们的重量百分率，从而说明这批矿料是由含量各为多少的那些粒级组成，这种就是矿料的粒度组成。将松散矿料借用某种方法分成若干级别，这些级别叫粒级。从粒度组成可以看出各粒级在原料中分布情况，这种确定粒度组成的试验叫做粒度分析。3.2.1单个颗粒的粒度表示法矿块的大小称为粒度。由于矿块形状一般都是不规则的，所以需要用几个尺寸

30、计算出的尺寸参数来表示矿块的大小。单个矿块的平均直径，就是在三个互相垂直方向上量得得尺寸得平均值。设平均直径为d，则 （3.1）式中的参数：a矿块长度，最长得量度；b矿块宽度，次长得量度；c矿块厚度，最短得量度。使用这种方法时，通常是针对大矿块，如选矿厂用来测定破碎机的给矿和排矿中得最大块的粒度。矿块的粒度很小时可用等值直径来表示，等值定径是将细粒物料颗粒作为球体来计算的。其计算公式： （3.2）式中的参数：M矿粒质量（kg）； P矿物密度（kg/m3）； V矿粒的体积（m3）。3.2.2多个颗粒的粒度表示法在选矿、磨矿的研究工作中，有时要计算平均粒度，用它来说明含有各种粒级的混合物料的平均大

31、小。由不同的粒度级别组成的混合物料，求混合物料平均直径的方法，可以用统计上求平均值的方法。式中各参数：各级别的重量百分率；D混合物料的平均直径； 各级别的平均的平均直径计算混合物料平均粒度有下列几种方法：加权几何平均法： （3.3）取对数 （3.4） 加权算术平均法： （3.5）调和平均法： （3.6）结果的比较：调和平均值几何平均值算术平均值3.2.3颗粒特性曲线表示法破碎产品都是由粒度不同的各种粒子所组成的，要分析粒子的组成就应该分析粒子的松散度。表示松散物料粒度组成的图形，称为粒度特性曲线。为了鉴定破碎产品的质量和破碎机的破碎效果，必须确定它们的粒度组成和粒度特性曲线，确定混合物料的粒度

32、组成。表3.1粒度分析结果粒 级（mm）产 率级 别正 累 积（）负 累 积（）（kg）（%）16121288442202.253.004.502.253.0015203015201535658010010085653520共计15.00100粒度特性曲线分为四个粒级，同级别的粒度变化相同，即都等于25mm。直线形粒度特征曲线C表明物料的所有四个级别都有相同的产率。凸形曲线A表明，物料中最粗粒级（10075mm）的产率最大，粒度减小时，粒级的产率也减小，最细粒级（250mm）的产率最少。凹形曲线B表明的物料性质与曲线A刚好相反。图3-1颗粒特性曲线由于部分粒度特性只能确定各筛分粒级的产率，所以

33、是根据部分粒度特性曲线却不能确定任一粒级的产率。而根据累积粒度特性曲线却可以确定。其他粒度级的成年率，仅能假定粒级之间的产率是直线变化，因此，得出的级别产率必然会产生一些计算误差。而如利用累积粒度特性确定任一粒级产率，这种误差就可避免。根据部分粒度特性曲线的形状，不可能判断粗粒和细粒物料的粒度分布，因为部分粒度特性曲线的形状取决于筛分试验所使用的套筛，套筛筛比改变，部分粒度特征的形状页随之而发生变化。3.3有关破碎耗能的理论的发展1867年，F.基克在“对脆性材料的研究的贡献”一文中提出几何上相的物体在同样工艺状态下发生类似变化所需的能量与这些物体的体积或重量成比例，并根据此论点，建立了粉碎功

34、耗的体积学说。其公式为： （3.7）1883年，R.P.雷廷格在德国出版的选矿知识教科说中提出破碎所能量直接与增加的表面积成比例，并根据此论点，建立了粉碎功耗的表面积学说。其公式为： （3.8）1921年A.A.格里弗斯的断裂的能量理论，阐明了断裂过程中弹性形变能与表面能关系。1952年，F.C.邦德对其经验公式加上理论解释，成为第三个粉碎功耗理论。他认为：破碎矿石时，外力所作之功首先是使物体发生变形，一但局部变形超过临界点，即生成垂至于表面的缺口。裂开形成以后，储在物体内的形变能即使裂口扩展而生成断面。输入功的有用部分转化为新生表面上的表面能，其他部分则因摩擦而成为热损失。因此，破碎矿石所需

35、之功，应当考虑变能和表面能两项，由于形变能与体积成正比例，而表面能与 表面积成正比，如果等量地考虑此两项的影响，则所需的功应当同它们的几何平均成比例。F.C.邦德的学说，并非以近代对于裂缝的产生和扩展的研究为根据提出的，它仅仅是一些试验总结出的经验公式，所作的说明也只是为了解释其公式的需要而作的假定。F.C.邦德认为：裂缝长虽不能直接测量，但在规则的及相同的形状中，总可假定裂缝长为破碎所需的裂口扩展范围。它等于表面积一半的平方根，即与被破碎的外表面积有确定的关系。如采用第三功耗假说与粒度特征相结合的作图法，可从图中找出代表裂痕结构数量的指标“暴露比”。根据所作实验，可总结出裂缝长与暴露比的经验

36、关系。因此，裂缝虽不能直接测量，但可间接推算。其公式为： （3.9） 1957年J.斯文森J.穆尔凯斯研究磨石英、石灰石和硅铁的功耗，结果是用基克学说求得的偏差很大，邦德学说亦有不小的偏差，雷廷格学说只有在磨细度不超过10000cm3时的偏差才较小。自1867年雷廷格提出其学说以来，历经百余年，对于粉碎功耗的认识，虽不断丰富和提高，但无重大突破。目前的研究状况，大致可分为两方面。其一，修改现有理论，使之较为合理，并研究如何使它能更准确的用于生产实际。其二，从粉碎物理学入手作根本性的研究，如已经开展的单粒破碎，但尚未达到可以经过总结而建立理论模型并提出新学说的程度。这方面的研究虽不是根本性的，也

37、难有所突破，但对实际有用，而且易于见效。4破碎机的设计及其相关理论4.1破碎机的运转电动机旋转后带动小带轮转动，将运动传递到三角带上，带动大带轮，从而带动偏心轴转动。偏心轴依靠动鄂两端的双列调心滚子轴承支撑，主轴承外圈与机架上的镗孔相配合，并用螺栓固定在机架上。在偏心轴两外端分别装有大带轮和飞轮，以调整破碎机工作时主轴的运转速度的波动，使其运转平衡。动鄂的下部由肘板（推力板）支撑，肘板的另一端支承在与机架的后壁相连的调整机构上，调整机构中的调整座可在由机架侧壁上两凸台构成的滑道中滑动。当需要调整排料口尺寸时，应该用螺栓调节锲铁的高度使其推动调整座。4.2选择破碎机的主要参数在进行选择零件和计算

38、强度之前，为了使破碎机可靠、经济的工作，必须明确使用要求，选择恰当的参数。4.2.1生产要求及入料口最大进料粒度：=400mm平均进料粒度：=350mm对于破碎机的给矿口宽度B：B=（1.11.25）=（1.11.25）400=440500（mm） （4.1） 取 B=450mm 为了获得较高的生产率，将破碎机的给矿口长度取大一些取L=675（mm） 4.2.2动鄂行程在计算动鄂的行程时，要充分的考虑到出料口的尺寸以及产品的粒度要求，用理论公式进行计算时，其误差较大。目前，常用下端水平行程的计算公式有： （4.2）下端点许用水平行程： （4.3）最小排料口尺寸（mm）B进料口尺寸（mm）=8+

39、0.24150=20.05（mm） （4.4）=26.09（mm） （4.5）实际上，动鄂行程是根据经验数据确定的，通常对于大型鄂式破碎机，S=2545mm；中小型鄂式破碎机，S=1215mm。在此，参照鄂式破碎机现有的设计经验，初取 =20mm 则合理。4.2.3钳角的选取在破碎机进行破碎时，破碎机的两个鄂板之间会出现一定的角度，他们之间的角度就称为钳角。在破碎进行中，为了保证物料块与衬板之间产生足够的摩擦力，使物料既不会向上迸出破碎腔，又不会向下滑出出料口，必须使钳角满足一定的要求。在破碎机中，一般取=1822，不宜超过23。正确的选择钳角对于提高破碎机的破碎效率具有很大的意义。减小钳角可

40、使破碎机的生产能力增加，但会引起破碎比的减小。增大钳角，虽可增大破碎比，但同时又减少生产能力。因此，在选择钳角时，应当全面考虑。在此，初取 =20。4.2.4传动角传动角是指运动方向与受力方向之间夹的锐角，在大型鄂式破碎机中，推力板和竖直轴线之间所夹的锐角即为传动角。为了保证破碎机的力学性能，减缓破碎机衬板的磨损，应该使破碎机的竖直行程尽量减小，同时使破碎机的水平行得到保证，同时还要保证传递运动和破碎力。综合以上因素，传动角一般不宜过大，一般取 4555。在此，取 50。4.2.5偏心距在破碎机中，偏心距是指飞轮中心到动鄂中心孔的距离，保证破碎机中其他尺寸参数不变，如果可以使偏心距变大，动鄂的

41、行程也会随之增大，随着动鄂的行程的增大，破碎机的生产率提高了，但破碎机的能量消耗也随之变大。所以，偏心距应与其他参数相互配合，共同调整动鄂行程。从这个意义上讲，偏心距可作为设计变量，可以用设计经验确定。在一般情况下，在选定鄂式破碎机时，用（1.52.2）进行计算，由动鄂行程=20mm，则=9.0913.3（mm） （4.6）取 =10mm 4.2.6破碎腔高度在计算破碎腔高度时，应先选定钳角和破碎比，而理论的计算公式过于复杂，所以，在一般情况下，选用经验公式， （2.252.5） ，其中为给矿口宽度。（2.252.5）450=10121125（mm） （4.7）为使破碎机更加紧凑取1012mm

42、。4.3破碎机各生产参数的计算4.3.1计算主轴转速在破碎机进行工作时电动机带动主轴旋转，因此主轴转速应该作为一个关键基本量计算得出。由经验公式： （r/min） （4.8）钳角，以度为单位。动鄂下端点水平行程，以毫米为单位。系数，考虑在功耗允许的情况下转速的增减系数。取0.951.05。（r/min） （4.9） 4.3.2计算生产能力为了满足破碎机的生产要求，在计算破碎机时，应着重考虑破碎机的生产能力，使其满足生产要求。计算公式为： （4.10）破碎机生产率 t/m3n主轴转速 r/minL破碎腔长度 mb排矿口宽度 m动鄂下端水平行程 m填充度 吨/立方米中小型公称排料口一般取=0.65

43、0.75取其他值取本文中得出的值。n=297，L=1.012，=0.02，b=0.05=35.91（t/m3） （4.11）4.3.3最大破碎力的计算为了对破碎机的动鄂、定鄂、衬板、肘板、拉杆等结构进行设计，必须对破碎机的受力进行分析，计算出最大破碎力。计算公式为： （4.12） 最大破碎力N抗压强度N/cm2k有效破碎系数，对中小型k=0.340.48，当时取k=0.380.42这里本文取0.4的单位是cm。B=45，b=5，L=67.5，=180001816（kN） （4.13）4.3.4所需功率的计算破碎机的电机功率是破碎机进行破碎的动力，在破碎机运行时，需要电机产生有足够的功率来进行驱

44、动，在这里用经验公式进行计算。 （4.14） 计算功率 kw-最大破碎力 kN动鄂褚点水平行程平均值 mm 主轴转速 r/min钳角 机器总效率，可取 0.810.85等效破碎系数，对中小型 =0.270.37;=1816，=0.83，=0.3，=50，=297，54.6（kw） （4.15） 取N55 （kw）因此选取电机Y208M6，其规格为转速980r/min，电机功率55kw， 效率91.6 %功率因数0.87。4.4破碎机各主要零件尺寸的设计以及计算4.4.1带传动的设计选用V带传动，电动机型Y208M6，功率P=55KW，转速n=980r/min，传动比i=3.3，每天工作12小时。传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。所以在本设计中采用带传动。设计计算的主要内容是确定：V带的型号、长度和根数；中心距；带轮基准直径及结构尺寸。设计计算步骤如下