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1、1 前言1.1 课题研究背景及意义在基本的随着我国建筑行业的大力发展，作为现代化建设主要工具的工程机械起着越来越重要的作用，破碎机在矿山等领域得到了更加广泛的应用。我国正处在最基本的建设时期，需要大量的材料不同、直径不同的砂石作为生产之用，一般情况下，都需要破碎来达到某种生产的要求。物料的破碎是所有矿山物料加工中最关键的一步，而破碎机是最关键的破碎设备，颚式破碎机由于其结构简单、工作效率高、制造维护方便等优点而得到了更加广泛的应用。在破碎机的应用中，复摆鄂式破碎机得到了最广泛的应用，在国产的破碎机当中，复摆颚式破碎机也是产量最大的破碎机。我国经济的快速发展以及矿产资源及其相关产业的迅猛发展奠定
2、了破碎机在市场中的地位。虽然破碎机的发展及其研究已经到了比较成熟的阶段，但是和国外的破碎机产品还是有很大差距的，我国的破碎机不论从外部结构还是从节能环保角度来讲，都是需要去改进的。复摆颚式破碎机是将所开采的矿石加工到所要求的尺寸以便进行对矿石的下一步应用。自从第一台颚式破碎机问世以来，不但提高了碎石的效率，同时又增加了安全性，可以说是矿山产业革命的又一次突飞猛进。近年来，复摆颚式破碎机正在向着大型化、自动化方向发展，所以各个结构的优化设计可以让颚式破碎机运行的更加平稳，工作更加可靠，寿命更长。在这其中，动颚的优化时最为重要的，它可以大大的降低震动冲击及其噪音，不但能提高破碎质量，还能降低工人的
3、劳动强度，进而缩短生产周期。任何事物都是具有两面性的，虽然颚式破碎机有很多的优点，在此同时它也是有很多缺点的，首先就是颚式破碎机颚板上面的齿板，通过自己查阅资料可知，在JB/ZQ1032-87颚板制造技术条件中可知，在一般情况下，规定的齿板寿只有70h，若一天按十小时工作制度，齿板的寿命只有七天。也就是说一星期就要换一次齿板，这不仅给维护带来了不便，也增加了破碎的成本。所以说颚式破碎机齿板更换的速度过快导致了其成本的上升。其次就是由于破碎机工作在野外矿山等地，常用于破碎比较大且粒度不一样的场合，所以这就导致了其破碎物料的出口扬尘非常大，扬尘直接冲击到皮带、电机、地面及其周围的环境中，不仅仅对环
4、境造成了污染，而且对周围工人的身体健康也造成了很大危险，所以防尘装置的设置对于颚式破碎机的发展也是非常重要的。最后就是破碎机自身的重量的问题，破碎机的机身重量往往过大，给颚式破碎机移动和维护都带来了相当大的困难。机架是安装整个破碎机零部件的基础，所以机架的设计也是一个非常重要的问题。机架在颚式破碎机的工作之中承受着很大的冲击载荷，它的刚度和强度对颚式破碎机的整机性能和其他零部件的寿命有着重要的影响，因此设计出重量轻、能够承受冲击载荷且结构简单的破碎机机架也是一个非常严峻的考验。我国是一个矿产资源非常丰富的国家，因而碎石生产企业的分布也是很广泛的，几乎遍布全国。由于破碎人员对安全知识的缺乏及其工
5、作态度的不正确，又没有相应的破碎技术及其相关知识的资料，所以存在着相当大部分的掏采作业，甚至有的地方采用最传统的破碎方式爆破。这种爆破的方法严重影响了环境的可持续发展，甚至能导致泥石流及其它自然灾害。所以，矿石的破碎应该采用合理的办法，不仅降低成本、提高安全度，也能促进环境的可持续发展。众所周知，物料破碎是我国重要的基础产业之一，对于中国的基础建设时期而言，具有举足轻重的作用，随着国民经济的不断发展和改革开放的不断深化，突飞猛进的经济发展促进了碎石产业的迅猛发展，中小型的碎石产业，以前所未有的速度蓬勃发展，为我国建筑业、旅游业、交通运输业以及促进农村剩余劳动力的再业做出了巨大的贡献。另外，随着
6、工业自动化的迅猛发展，破机的发展也在向自动化迈进。国外的破碎机产品已经实现自动调节给料速度，自动调节排料口宽度及其破碎力，实现机电液一体化，并能实现连续检测。随着采矿工业的迅猛发展，破碎机也在向大型化、自动化方向发展，所以研究大型颚式破碎机对当今国内破碎机的发展是具有重要意义的。1.2 破碎机的发展及国内外研究现状 颚式破碎机是由美国人埃里 布雷克在1958年发明的，10世纪40年代，美国的采金热潮对于颚式破碎机的发展起到了很大的促进作用，19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机被研制出来，并且得到了广泛的使用，到上世纪末，全世界已经有80多种不同结构的颚式破碎机取得了专利。80年代以来，我国颚式破
7、碎机有了一定的发展，其中破碎专家王宏勋教授和他的学生丁培洪在“动态啮角”概念的基础上，研制出了GXPE系列深腔颚式破碎机，在国内外引发了很大的反响，与其他相同类型的颚式破碎机相比，其齿板的寿命提高了3到4倍，处理能力也大大的提高。该颚式破碎机采用负支撑零悬挂，具有双曲面型腔。第二代GXPE250X400在第一代的基础上做了很大的改进，增大了颚式破碎机的破碎比，降低了产品粒度，较第一代相比，处理能力又上了一个新的台阶。北京矿业研究院和林运亮等人与上海多灵沃森机械有限公司和作开发的PED可拆式低矮破碎机十一中新的机械，可适合在井下及其特殊情况下作业，在市场不断的要求之下，上海多灵沃森机械有限公司的
8、研究团队又研制出了现在国内尺寸最大1200X1500的复摆颚式破碎机。我国的颚式破碎机相对于国外来讲还处在非常低的水平，所以研制出更高端得颚式破碎机拉近与其他国家的水平是任重而道远的。近年来，我国建筑机械经历了迅猛的快速发展时期，在“多碎少磨”的技术原则指导下，破碎机逐步向大型化、高效节能化方向发展。破碎机在我国有着非常重要的应用，国内的破碎机虽然经历了很长时间的发展，但是与国外产品相比还是存在很大差距的，这种差距是由多方面原因造成的，其中市场需求的不同是造成这种差距的主要原因。由于国际上先进的破碎机生产商主要集中在欧美等发达国家，那里大规模的经济建设时期已经过去，市场上对碎石料的需求很少且环
9、保要求非常高，这就势必形成以大规模高度集中生产来实现对环境的保护，所以要求的破碎机规格大、机动性强、自动化程度高。满足这样的市场发展需求的破碎机和国内是大不一样的。我国正处在大规模的经济建设时期，各地对碎石料的需求大增，这就导致了人们盲目引进设备，只求投资少、上马快、见效早。市场的需求导致了粗制滥造、高能耗、技术水平低下、污染环境严重的设备进入市场，而又缺少相应的管理体制，使市场相当混乱。1.3 破碎机的发展前景破碎机是矿山机械的基础产品，可以说从一个国家破碎机的发展水平就能看出这个国家矿山机械的发展程度，目前，破碎机在我国的应用相当广泛，在化工、冶金、矿山、水利、煤矿、建筑、玻璃等方面都有很
10、重要的应用。破碎机的更新换代是国民经济持续发展的就那个标志之一，我国破碎机的发展已经成为国际设备制造商关注的焦点。国内的颚式破碎机已经趋于老化，更大规模的更新换代马上就要来临。中国经济的快速发展奠定了破碎机蓬勃发展的前提，另外一个原因就是西部大开发的建设引发了对破碎机大量的需求，随着国家内需的扩大，基础建设的步伐越来越大，这就更加带动了破碎机行业的大力发展。随着外资的进入，更加剧了破碎机市场的竞争程度，海内外的公司都在加快自己的研究步伐，制造出更加先进的破碎机以适应时代的步伐。只有当一个公司具备国际领先水平，才能发展壮大。这就促使国内的破碎机生产厂家加大自己的研究力度，促进破碎机行业的健康发展
11、。在机遇与挑战并存的当今，虽然我国的破碎机产业已经进入国际生产大国行业，但在技术竞争与后劲的发展上仍然无法与国际大国相抗衡，目前，破碎机中重要的零部件还是主要依靠进口，这就势必受到国外竞争对手和供应商的制约。因此破碎机在今后的发展中重心应该放在基础技术和基础零部件的设计上来，提高自主研发水平，摆脱对国外产品的依赖，于此同时，还要立足现状，提高自己的核心竞争力，打造自己的品牌，在我国，破碎机有着非常重要的作用。据统计，我国在矿山、建材等行业，每年因破碎石料和各种物料绝迹18t,耗电量为250300亿千瓦时，占全国总用电量的8%10%，消耗掉的钢材约为250万吨。在所有的金属选矿业当中，破碎所消耗
12、的能量占选矿总耗能的40%70%，仅仅破碎机衬板每年所消耗的高锰钢就抄过七万t。所以破碎机在矿山及其建筑行业中所消耗能量是巨大的。所以破碎机向大型化、高效节能化方向发展是势在必行。随着我国科学技术的迅猛发展，对各种不同类型的矿产品需求的不断增加，对破碎机的要求也会不断增加，市场会越来越广阔，所以破碎机在我国还是有很大的发展潜力的。2 大型复摆颚式破碎机的结构设计2.1 机架机架采用铸钢ZG13进行整体铸造，这种机架的突出性优点是刚性好、减震性能强、一次成型。本次设计中机架是上下开口的四壁刚性结构，具有较强的强度和刚度，能够承受较大的反作用力。再本次设计中，机架采用上下分开式，既减轻了重量也便于
13、安装。2.2 支撑装置支撑装置采用调心滚子轴承，这种轴承具有较大的径向承载能力，允许内圈对外圈轴线偏斜量，（参考机械设计）。并且具有自动调心功能。具体选型在以后设计中给出。2.3动颚活动颚板是复摆颚式破碎机中最重要的部件之一，它承受着推力板传递过来的动力和物料被压碎时的强大挤压力，它和静颚板之间的相互作用将物料破坏，是破碎物料最关键的部位。所以它必须具有足够的刚度和强度，在此基础上，还要尽可能的减轻重量，防止它在工作时产生惯性力而震动过度。在本次设计中将活动颚板和静止颚板都放在具有燕尾槽形状的槽中，依靠自身的重量进行定位。为了更换颚板方便，将颚板设计成上下两部分（或者有更多快组成，此处设计成两
14、部分），这样在更换颚板的时减轻了人力，并且可以使上下颚板对换使用，提高了使用寿命。一般采用质量好的铸铁制造。颚板的形状如图2.1：图2.1 颚板形状2.4衬板在物料受挤压的过程中，破碎物料会对破碎腔两侧的机架进行磨损，为了防止这种磨损，一般在破碎腔两侧安装有衬板，衬板与机架用六角螺栓进行连接。衬板的材料应该选择耐磨材料，在本次设计中，破碎的物料是石灰石，硬度不是很硬，选用ZGMn13既能满足要求。2.5 过载保护装置当破碎机中不慎落入不能被破碎性的物料时，为了避免颚式破碎机重要零部件的损坏，一般都设有过载保护装置。过载保护装置有三种：肘板、液压摩擦离合器和液压连杆，在本次设计中，过载保护装置选
15、用肘板，因为肘板是结构最简单、价格最低的零件，所以在使用过程中受到了广泛的应用。当机器因过载而导致肘板断裂时，机器会停车，这时只要更换新的肘板就能继续工作。肘板通常有以下三种结构，如2.2所示：图2.2 肘板的结构分别为中部较窄的变截面结构，弧线结构和S型结构。其中，中部较窄的变截面结构在保证肘板有较强的刚度和稳定性的同时，又提高了其过载破坏的敏感性，在破碎机过载时。肘板能够第一时间折断来保护其他重要的零件不受损害。然而后两种结构设计，则起不到这个效果，并且制造加工困难。所以在此次的大型复摆颚式破碎机设计中，肘板的形状我选择中部较窄的变截面结构。为了提高其过载破坏的敏感性，在其宽度方向上有瞳孔
16、，结构如图2.3所示。在起到过载保护作用的同时，肘板还起到传递动力，调整排料口大小的作用。图2.3 肘板的形状2.6 调整装置调整装置起到调节排料口大小的作用，在破碎机不断的工作过程中，随着衬板及其它零部件的磨损，排料口的大小也是在不断变化着的。为了满足设计所要求的产品粒度，必须定期的对排料口的大小进行调节。破碎机的调整装置有很多种，比如：垫片调整、楔块调整以及液压装置调节，在本设计当中，采用垫片调整装置。2.7 密封防尘装置密封的作用是防止灰尘及其它异物的进入，以免影响轴承及其它部件的使用寿命，同时也防止了润滑油的流失。密封件的好坏直接影响到轴承及其它部件的寿命，在本次设计过程中，全都采毡圈来进行密封，这种密封简单，密封效果好。2.8偏心轴
