1、颚式破碎机设计说明书令狐采学一、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
2、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
3、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 Pl=7 。则机构的自由度为: F=3n2Pl=3527=1。拆
4、分基本杆组:(1)标出原动件 2,其转角为 1, ,转速为 n2,如附图(二)( a)所示;(2)拆出级杆组 34,为 RRR杆组,如附图(二)(b)所示;(3)拆出级杆组 51,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个级杆组组成,故该机构是级机构。四、设计数据设计内容连杆机构的运动分析符号n2LO2Al1l2h1h2lABLO4BlBClO6C单位r/minmm数据170100100094085010001250100011501960连杆机构的动态静力分析飞轮转动惯量的确定LO6DG3JS3G4JS4G5JS5G6JS6mmNkgm2 Nkgm
5、2Nkgm2Nkgm2600500025.520009200099000500.15五、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
6、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):2=pn/30=3.14X170/30=17.8rad/sVB = VA + VBAX AO22 XO4B AO2
7、 ABVA= AO22=0.1X17.8=1.78m/s根据速度多边形, 按比例尺=0.025(m/S)/mm,在图1中量取VB和VBA的长度数值:则VBA=23.87X=0.597m/sVB=60.4X=1.511m/sVC = VB + VCBX XO6C O4BBC 根据速度多边形, 按比例尺=0.025(m/S)/mm,在图2中量取VC 和VCB的长度数值:VC=16.41X=0.410m/sVCB=57.92X=1.448m/s七、机构运动加速度分析如图(四)2=17.8rad/sa B=anB04 + atB04 = aA+ anBA + atABX X/BO4BO4 /AO2 /
8、BA ABaA= AO222 =31.7m/s2anBA= VBA X VBA/ BA =0.3m/s2anB04 = VB X VB /BO4=2.56 m/s2 根据加速度多边形图3按比例尺=0.5(m/s2)/mm量取atB04 atAB和a B 值的大小:atB04 =40.57=20.3 m/s2atAB =67.4 =33.9m/s2a B=40.82 =20.41 m/s2O6C=VC/O6C=0.43/1.96=0.22rad/sanC=2O6CO6C=0.2221.96=0.1 m/s2BC= VCB/BC=1.45/1.15=1.3rad/sanCB=2BCBC=1.31.
9、15=1.83 m/s2aC= anO6c+ atO6C= aB+ atCB+anCB X X /O6C O6C CB /CB根据加速度多边形按图4按比例尺=0.5(m/s2)/mm量取aC、atO6C和atCB数值:aC=12.11 =6.055m/s2atCB=38.14=19.07m/s2a CB=38.31 =19.155m/s2八、静力分析对杆6FI6=m6ac=90006.055/9.8=5561NMI6=JS66=JS6atO6c/L6=506.055/1.96=154N.mHp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/2
10、40得Q=21250NMC=0Rt76L6+ FI60.92G60.094QDC=0Rt76=(55610.92+90000.094+212501.36)/1.96 =12566N对杆5FI5=m5aBC=200019.155/9.8=3909NMI5=JS5BC=919.155/1.15=150NmHp5=MI5/FI5=150/1909=0.038mMC=0Rt345L5+G50.6FI50.497=0Rt345=(20000.6+39090.497)/1.15=645.9N对杆4FI4=m4aB=200020.41/9.8=4165NMI4=JS44=920.41/1=183.7NmHp
11、4=MI4/FI4=183.7/4165=0.044mMB=0Rt74L4+G50.49FI40.406=0Rt74=(20000.5+41650.406)/1=691N对杆3FI3=m3aA=500033.9/9.8=17296NMI3=JS33=25.533.9/1.25=692NmHp3=MI3/FI3 =692/17296=0.04mMB=0Rt23L3G30.064FI30.77=0Rt23=(172960.7750000.064)/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
12、。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510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
13、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
14、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。
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