顎式破碎機(jī)主要零部件的計(jì)算

一、破碎力

破碎機(jī)的破碎力是計(jì)算機(jī)器各零件強(qiáng)度和剛度的原始數(shù)據(jù)。破碎力的大小與很多因素有關(guān)，因而確定破碎力的方法也很多，概括起來(lái)有以下幾種方法。

(1)理論計(jì)算法：根據(jù)破碎礦石所需要的破碎功導(dǎo)出破碎力的計(jì)算公司，因其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相關(guān)較大，故在實(shí)踐中很少應(yīng)用。

(2)功耗計(jì)算法：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的安裝，結(jié)合破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)出破碎力的計(jì)算公式。

(3)實(shí)驗(yàn)分析法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的公式來(lái)計(jì)算破碎力。目前，國(guó)內(nèi)多是采用實(shí)驗(yàn)分析法來(lái)確定顎式破碎機(jī)的破碎力。根據(jù)對(duì)復(fù)擺顎式破碎機(jī)的固定顎和動(dòng)顎的實(shí)際受力測(cè)定，在破碎機(jī)動(dòng)顎上所產(chǎn)生的破碎力系與礦石縱斷面面積成正比。因此作用在動(dòng)顎上的比較大破碎力可按下式計(jì)算。

Pmax=qLH式中q襯板單位面積上的平均壓力，其值可參考表2-5選取，或取q=27斤/平方厘米，L、H破碎腔的長(zhǎng)度和高度。

比較大破碎力都是垂直作用于固定顎和動(dòng)顎上，其作用點(diǎn)的位置，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，復(fù)擺顎式破碎機(jī)的比較大破碎力多發(fā)生在破碎腔高度的0.35～0.65處。對(duì)于簡(jiǎn)擺式破碎機(jī)，比較大破碎力的作用點(diǎn)是在破碎腔（由給礦口平面算起）的2/3處。當(dāng)破碎單一大塊礦石時(shí)，作用點(diǎn)則向上移。

二、各部件的受力分析

計(jì)算顎式破碎機(jī)各零件的強(qiáng)度和剛度以前，必須先求得作用在各部件上的外力。計(jì)算破碎力Pi，是確定這些外力的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)pi力利用分析法或圖解法即可求得各個(gè)部件上的計(jì)算載荷。假定簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)兩推力板為對(duì)稱(chēng)形，連桿位于上極限位置時(shí)，推力板垂直于動(dòng)顎，當(dāng)兩個(gè)蹺蹺板壓緊礦石時(shí)，則如圖1所示。

圖1

假設(shè)作用在連桿上的力pz=100公斤，改變b角，計(jì)算沿推力板中心線方向的作用力pr。pr力隨B角增加而增加，計(jì)算出來(lái)的結(jié)果列于表1中。

從表1可以看出，當(dāng)B角接近九十度時(shí)，pr力將增長(zhǎng)到比較大值。因此，破碎力也將達(dá)到比較大值。所以在設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)時(shí)應(yīng)使B角接近于90度，這樣可以減少連桿的作用力，因而就減輕了它們的重量。

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圖2是簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)各部件計(jì)算載荷的圖解法。我們先選定長(zhǎng)度和力的比例尺，畫(huà)出機(jī)構(gòu)的工作位置圖，并且先不考慮各桿件連接鉸銷(xiāo)上摩擦力的影響。首先取動(dòng)顎為分享體，動(dòng)顎上作用有三個(gè)力：破碎力pi，其大小和方向都是己知的；前推力板的計(jì)算力pr，其方向?yàn)榧褐?，?dòng)顎懸掛心軸的反力ps，只知其作用點(diǎn)一定通過(guò)心軸中心O1點(diǎn)。根據(jù)理論力學(xué)靜力學(xué)基本公理，在同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力相互平衡，則它們的作用線必匯交于一點(diǎn)。

1.拉緊彈簧

拉緊彈簧是用來(lái)保證顎式破碎機(jī)整個(gè)機(jī)構(gòu)的緊密結(jié)合，并部分地平衡在動(dòng)顎與推力板工作時(shí)所產(chǎn)生慣性力。設(shè)計(jì)彈簧時(shí)，必須合理地選擇彈簧的鋼度，若彈簧的鋼度不足，則不能達(dá)到上述要求，如鋼度過(guò)大，又會(huì)引起非生產(chǎn)性能量的消耗。

2.機(jī)架

顎式破碎機(jī)的機(jī)架在工作中受很大的沖載荷，因此，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和鋼度。目前，破碎機(jī)的機(jī)架有整體機(jī)架，和組合機(jī)架。組合機(jī)架雖然解決了大型破碎機(jī)制造和運(yùn)輸上的困難，但在機(jī)架加工，裝配和拆卸方面卻增了加了不少麻煩。其次，組合機(jī)架的鋼性較差。

機(jī)架周?chē)O(shè)的加強(qiáng)筋，原則上是設(shè)在橫的方向隨彎曲應(yīng)力的位置，在軸承處應(yīng)設(shè)置放射狀加強(qiáng)筋，防上側(cè)壁在受力時(shí)彎曲和顫動(dòng)?？v向加強(qiáng)筋一般是顎式起附帶加強(qiáng)作用。顎式破碎機(jī)的機(jī)架形狀比較復(fù)雜，同時(shí)受力也比較惡劣，設(shè)計(jì)時(shí)，一般是根據(jù)類(lèi)似機(jī)架的結(jié)構(gòu)決定斷面尺寸，然后挖地校核它的強(qiáng)度。對(duì)于整體機(jī)架，可以看作是一個(gè)靜不定框架，在它的前臂上作用有破碎力，后壁上作用的有后推力板，在兩側(cè)壁的動(dòng)顎心軸軸承處和偏心軸軸承處作用有支承反力。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略支承反力對(duì)側(cè)壁的影響，并且將作用在機(jī)架后壁上的力取為Pjs，另外將作用在前后辟上的破碎力Pjs視為集中力，由此，則可根據(jù)材料力學(xué)中的卡鉗定理來(lái)計(jì)算顎式在上述機(jī)的機(jī)架。

3.飛輪

顎式破碎機(jī)是間斷工作的機(jī)器，因而必然會(huì)引起陰力的變化，使其電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷不均勻，形成機(jī)械速率的波動(dòng)。為了降低電動(dòng)機(jī)的額定功率，且使機(jī)械的速率不致波動(dòng)太大，故在偏心軸上裝有飛輪。飛輪在空行程時(shí)儲(chǔ)存能量，在工作行程時(shí)則放出能量，這樣就可以使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻。計(jì)算飛輪的尺寸時(shí)，一般是先給定飛輪的直徑取皮帶輪的直徑，然后求飛輪的重量。飛輪的實(shí)際重量G0約為理論重量G的1.2～1.3倍。為了使偏心軸的工作條件更為有利，對(duì)于大型顎式破碎機(jī)，飛輪是制成兩個(gè)其中的一個(gè)也作皮帶輪用，分別置于軸的兩端；對(duì)于中小型顎式破碎機(jī)，飛輪可制成一個(gè)也作皮帶輪用。如果飛輪是鑄鐵制的，則其比較大的圓周速度不得超過(guò)30米每秒。