樂偉偉

在顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究分析過程中，需要對(duì)機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行分析計(jì)算，特別是曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。本章主要對(duì)曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行探討，提出了具體解決方法。其中包括飛輪、主軸、偏心裝置（偏心套和主軸）、連桿及肘板的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。然后分別根據(jù)假設(shè)情況對(duì)穎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度、質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等結(jié)果列表對(duì)比，為穎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。

1顎式破碎機(jī)的工作原理

在圖1中，顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎5懸掛在偏心軸13上，推力桿4的一端支撐著動(dòng)領(lǐng)下部；同時(shí)另一端支撐著楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)的楔鐵7，該楔鐵與機(jī)架12的后壁相連。在偏心軸13兩端分別裝有飛輪9和皮帶輪14（同時(shí)起飛輪作用），其中飛輪輪緣上的配重一部分用來平衡連桿在運(yùn)動(dòng)工程中所產(chǎn)生的慣性力。排料口的大小可通過調(diào)節(jié)楔鐵1上的螺栓來得到所需的尺寸。

顎式破碎機(jī)在工作時(shí)，帶輪14被電動(dòng)機(jī)10帶動(dòng)之后，才能使偏心軸13開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)穎5和動(dòng)顎板6一起進(jìn)行周期性的運(yùn)動(dòng)，其中利用螺栓將動(dòng)顆板6固定于動(dòng)顎的上面，而定顎板7則被固定在定領(lǐng)的上面。破碎腔則是由動(dòng)顎與定顎再加上左右兩邊的側(cè)板一起組成的空間而形成。對(duì)于顎式破碎機(jī)而言，破碎物料的過程是在破碎腔內(nèi)進(jìn)行，主要依靠動(dòng)顎板的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)顎5和動(dòng)顎板6整體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推力板4和動(dòng)顎板6之間的夾角將逐漸變大，推動(dòng)著動(dòng)顎板6和定顎板7慢慢地靠近，兩顎板之間對(duì)物料進(jìn)行擠壓，從而將物料進(jìn)行破碎。當(dāng)動(dòng)顎5和動(dòng)顎板6整體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，推力板4與動(dòng)顎板6的夾角逐漸變小，動(dòng)顎板6與定顎板7間的距離漸漸變大，破碎后的物料由排料口排出。在整個(gè)破碎過程中，動(dòng)顎作平面運(yùn)動(dòng)且動(dòng)顎板上各個(gè)點(diǎn)的軌跡應(yīng)該是封閉形式的。

顎式破碎機(jī)的工作原理是借助于動(dòng)顎周期地靠近或離開定顆，使進(jìn)入破碎腔中物料受到擠月、劈裂和彎曲作用而破碎。破碎后的物料靠自重從排礦口排出。其特點(diǎn)為只有一個(gè)襯板，動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)的軌跡為一些同下絡(luò)微傾斜的橢圓，動(dòng)顎上部的水平行程較大，可以滿足企業(yè)對(duì)破碎物料而要求的產(chǎn)量。動(dòng)顎在同下運(yùn)動(dòng)的過程中，有利于礦料快速的排出。在各方面因素相當(dāng)?shù)臈l件下，其生產(chǎn)率比簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)提高了30%左右。然而，由于動(dòng)顎在垂直方向上的行程較大，加重了顎板的磨損程度和出現(xiàn)了物料過度粉碎的現(xiàn)象。

2顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

顎式破碎機(jī)主要由動(dòng)領(lǐng)、襯板、推力板、定顎板、邊護(hù)板、機(jī)架、偏心軸和彈簧拉桿等組成的。其工作部分是兩塊顎板，一是定顎板簡(jiǎn)稱定顎，垂直固定在機(jī)體內(nèi)壁上，另一是動(dòng)顎板簡(jiǎn)稱動(dòng)顎其結(jié)構(gòu)組成見圖1.

其主要部件的相關(guān)術(shù)語如下：

（1）機(jī)架：主要是舊前壁、后壁、軸承座以及兩個(gè)側(cè)壁所組成的三維框架結(jié)構(gòu)，用來支撐主軸、動(dòng)顎、定顎以及破碎時(shí)所承受的反力。由于機(jī)架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度對(duì)整機(jī)的性能及主要零件的住月壽命都有著相當(dāng)大的影響，所以結(jié)構(gòu)上分為整體鑄成的機(jī)架和組合裝配的機(jī)架。對(duì)于中小型的顎式破碎機(jī)而言，大都采用整體鑄成的機(jī)架，雖然它的整體剛性比較好但制造過程卻較復(fù)雜。本文所研究的顎式破碎機(jī)屬于小型顆式破碎機(jī)，采用厚鋼板焊接制成，同時(shí)為考慮其剛度問題則在機(jī)架的外部增加了一些加強(qiáng)筋。

（2）動(dòng)顎：動(dòng)顎的工作表面裝有顆板（破碎板），一般用ZG45， ZG35鑄成、上部由偏心軸支撐，下部由推力板支撐。其工作表面裝有用螺栓緊固的齒形破碎板，通常動(dòng)顆的安裝傾斜角為15度-25度。

（3）破碎襯板：包括動(dòng)顎板、定顎板及左右兩邊的側(cè)護(hù)板。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，顎式破碎機(jī)的破碎工作面主要是在動(dòng)顎板以及定穎板的齒面上，襯板上的齒面直接與破碎的物料接觸，在破碎過程中承受著相當(dāng)大的沖擊擠壓力，這樣就造成了襯板極易磨損甚至壞掉，是破碎機(jī)上的易損件。因而材料大多采用的是高錳鋼，其耐磨性比較好，但是機(jī)械加工的性能及焊接的性能較差，而且鑄造時(shí)易脆，但對(duì)其進(jìn)行1000度～1050度的水淬處理后可得到較高的抗拉性、抗剪性、延展性及韌性，該材料得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)于中、小型的顎式破碎機(jī)而言，通常選擇白口鑄鐵來替代高錳鋼。為了將動(dòng)顎板與動(dòng)貼的更緊一些，可以在接觸表面填一些鉛或其他材料。由于襯板上破碎區(qū)的磨損程度不同且不均勻，如果襯板能夠能將上部和下部位置調(diào)換使用，這樣不僅能節(jié)省時(shí)間，而且還延長(zhǎng)了襯板的使用壽命。因此可以設(shè)計(jì)成上下對(duì)稱型的襯板。

（4）偏心軸：帶輪與飛輪分別裝在偏心軸的兩端，同時(shí)又支撐動(dòng)顎，承受巨大的彎扭力，起曲柄作用。

（5）推力板：是支撐動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)并將產(chǎn)生的破碎力傳遞到機(jī)架的后壁的元件，在推力板的末端處裝有調(diào)整裝置，在文中研究的顎式破碎機(jī)的推力板是以螺紋的方式來調(diào)節(jié)排料口的大小。推力板的一端和動(dòng)顎鉸接，而另一端則與機(jī)架后端的調(diào)整裝置聯(lián)接。通常推力板可以以整體的形式用鑄鐵來鑄成，也可以分為兩部分來鑄成。分兩部分所鑄成的推力板可以使用螺釘或鉚釘來連接，組成組合式推力板。由于推力板制造起來比較簡(jiǎn)單而且價(jià)格也便宜的特點(diǎn)，故研究人員會(huì)在設(shè)計(jì)時(shí)為了保護(hù)偏心軸、顎板等比較重要的零部件，通常會(huì)在推力板的中部加開了幾條槽或者一些小孔來降低它的受力強(qiáng)度，防止在破碎機(jī)工作過程中，設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)作的情況。這種情況會(huì)使巨大的破碎力在傳遞給推力板的過程中，導(dǎo)致推力板受力過大折斷或者組合式的推力板連接處的螺釘剪斷，使機(jī)器突然停止工作。

（6）飛輪：是一種存儲(chǔ)能量的元件，可以用動(dòng)能的形式把能量?jī)?chǔ)存或釋放出來，破碎機(jī)上安裝的飛輪可使機(jī)器在高速和高強(qiáng)度的運(yùn)轉(zhuǎn)下保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，減少機(jī)器的振動(dòng)。

（7）調(diào)節(jié)裝置：該裝置用于調(diào)節(jié)破碎機(jī)排料口處的大小，根據(jù)調(diào)節(jié)裝置對(duì)排料口尺寸進(jìn)行定期的調(diào)整，從而來滿足物料破碎的粒度要求。針對(duì)所需要得到的物料顆粒大小要求的不同，相應(yīng)的對(duì)排料口的大小也進(jìn)行不同的情況的調(diào)整。通常調(diào)整裝置有許多種，其中有墊片式和楔塊式等。墊片調(diào)整裝置可以分為使用螺栓來頂推和使用液壓缸來頂推兩種形式。楔塊調(diào)節(jié)裝置分為垂直放置和水平放置兩種形式，即在后肘板座和機(jī)架的后壁處有兩塊垂直放置的楔塊相互運(yùn)動(dòng)后來調(diào)整破碎機(jī)的排料口的大小，隨著現(xiàn)在研究的不斷完善，水平放置的調(diào)整裝置已替換了垂直放置的楔塊調(diào)整裝置。

（8）支撐件：包含有用來支撐偏心軸的軸承和支撐動(dòng)顎的軸承。對(duì)于大多數(shù)的中、小型顎式破碎機(jī)的軸承可采用滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。通常動(dòng)顎的支撐件常采用滑動(dòng)軸承，然而軸承的密封與潤(rùn)滑也是工程機(jī)械應(yīng)用中?？紤]的問題。由于本文所研究的顎式破碎機(jī)的偏心裝置是由主軸和偏心套組成，在主軸和偏心套之間選擇一對(duì)滑動(dòng)軸承來安裝。在兩端處采用密封圈與軸承套來解決密封問題，同時(shí)偏心套的頂部預(yù)留了加油孔用來潤(rùn)滑。

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