1、 第 1 页 1 概述全套 CAD 图纸，联系 1538937061.1 破碎理论破碎是相当复杂的，它与被破碎物本身的性质(物料的均匀性、硬度、密度、钻度、料块的形状和含水率)以及所选择的机械装备等有关。破碎物料时所加的外力除了使物料块发生相对移动和转动外，还使物料破碎。确定破碎时所消耗的功与被破碎物料的破碎程度之间的关系是相当重要的。破碎的现有理论中以表面理论和体积理论为最普遍，虽不能得到十分精确的结论，但可作为选型或设计时的参考。1.1.1 表面理论该理论认为破碎时所消耗的功与被破碎物料新形成的表面积成正比。一般情况下，当将边长为 lcm 的立方体分成边长为 1/ncm 的小立方体时，可得
2、到 个小立方体，分割平面数为 3 (n-1)，所消耗的总功为 3P (n-1)。3n假设将上述立方体物料分割成边长分别为 1/ (cm)和 1/ (cm)的小1m2立方体，则其所消耗的功之比为Pm1 /Pm2=3P (m1-1) /3P (m2-1)= (m1-1)/(m2-1) ，第 2 页 当 m1 和 m2 相当大时，可以写成 Pm1 / Pm2=m1/m2。由此可见，破碎所消耗的功与物料的破碎度成比例。1.1.2 体积理论该理论是指破碎物料所消耗的功等于使物料变形直到在物料内部产生极限应力(抗压极限强度)所消耗的功。根据虎克定律，压缩时物料内部产生的应力与应变成正比，即 =E式中 物料
3、内部应力，N/ 2m 物料的应变;E 物料弹性模量，N/设 N 为使物料变形的外力，A 为物料横截面面积，L 为物料的缩短变形量，L 为物料的原始长度，那么 =N/A;= L/L从而 N/A=EL/L 得出 L = NL/ EA其中 L, E, A 为常量，则 L 与 N 的关系为直线关系，则使物料变形L 所消耗的功 W 就为 W=NL/2= L/2EA2物料内部产生的应力 = N/A 代人上式可得 W= AL/2E2AL 即为物料的体积，所以 W= V/2 E当要将物料破碎断裂时，应力 达到了物料的抗压强度极限应力 ，b从而可得到物料破碎时所消耗的功为 = V/2E破 碎W2b由此可见，对每
4、种物料而言， 和 E 均为定值，则功 与体积 V 成b 破 碎W正比。因为当应力大于强度极限时物料方可破碎，而大多数岩石都不符合变形的虎克定律，实验表明，体积理论仅可用于粗略计算靠冲击力或压力进行破碎的机械所消耗的功。1.2 一般破碎机械破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之破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、辟裂力、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混合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和辟裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和辟裂作用的机械；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
5、山工程和建设工程上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然第 3 页 石料，使之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尺寸，以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度，如表 1-1 所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机和细碎机三种。表 1-1 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）类 别 入料粒度 出料粒度粗碎 300900 100350中碎 100350 20100细碎 50100 515工业上常用物料破碎前的平均粒度 D 与破碎后的平均粒度 d 之比来衡量破碎过程中物料尺寸变
6、化情况，比值 i 称为破碎比（即平均破碎比）i = D/d为了简易地表示物料破碎程度和比较各种破碎机的主要性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸和最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为标称破碎比。在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于标称破碎比的 0.70.9。破碎机械常用的类型有：颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机和辊式破碎机等。颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业。根据其结构不同可分为复摆颚式破碎机（即单复摆颚式破碎机）和简摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机适用于粗，中碎抗压强度 250mpa
7、以上的各种矿石岩石。简摆颚式破碎机则可以破碎各种硬度的矿石和岩石，且特别适用于破碎各种硬度的磨蚀性强的石料。复摆颚式破碎机工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。表 1-2 简摆颚式破碎机的技术规格进料口尺寸mm规格长 宽最 大 进料粒度 mm出 料 口调节范围 mm生产率t/h电动机功率 kw第 4 页 1200900 井下1200 900 650 150180140200 110.01200900 液压1200 900 750 150200140200 95.015001200150
8、0 1200 850 130180170 180.0210015002100 1500 1250 250300400500 280.0第 5 页 表 1-3 复摆颚式破碎机的技术规格进 料 口 尺寸 mm电动机规格长 宽最大进料粒度 mm出料口调节范围 mm生 产 率t/h型 号 功率kw250150250 150 125 104014 Y1325-4 5.5350200350 200 160 105025 Y160M-6 7.5380240380 240 17 21 Y160M-6 7.5400250400 250 210 2080520 Y180L-6 15.0400250 分段式400
9、250400250 移动式400 250 220 2080520 M200L2-6-050 22400250 汽油机驱动400 250 220 20801012M-050 汽油机 820（hp）400250400 250 180 2080810 Y180M-4 17.0500250500 250 220 2080 540 Y200L2-6 22600400600 400 350 4016017115Y250M-8 30.075050 750 500 450 50170 70 YR280-8 55.0第 6 页 0900600900 600 480 7520052192YR315L-8 7512
10、009001200 900 750 100200150300YR315L-6 110.0辊式破碎机工作可靠、维修简单、运行成本低廉，排料粒度大小可调。按照辊子数量可分为单辊破碎机、双辊破碎机和多辊破碎机（一般是四辊）等，按照辊面特征，可分为光面辊和带齿辊两种。单辊破碎机，用于破碎石灰石、煤等物料，物料块在辊子与带齿板间被轧碎。表 1-4 单辊破碎机的技术规格规格 mm辊子转速r/min进料粒度mm卸料粒度mm电动机功率kw生产率 t/h外形尺寸mm长宽高整机质量t9151830 56 700 0225 350 850 56604330337080150028006 30010002500200
11、 55 400 72673250173532.8150021405.2 - - 40 250300 71362600181027.1310001300- 120075030010030013 60 4700225011168.1双齿辊破碎机主要适用于矿山，冶金、化工、煤矿等行业脆性块状物料的粗，中级破碎，其入料粒度大，出料粒度可调，可对抗压强度160MPa 的物料进行破碎。其结构紧凑，且破碎力由内部机构承受，基础不受力，特别适用于移动式设备，也广泛适用于各种场合的物料破碎。 破碎机充分利用脆性材料的抗弯、抗剪强度比抗压强度低的特点，采用交叉布齿，使破碎齿受力均匀，降低能耗； 采用大齿、小辊、螺
12、旋布齿，多破碎盘的结构，有更强的挟制大块能力，重复破碎少，生产能力强； 在两个破碎辊下设有破碎棒，形成破碎齿和破碎棒三级破碎过程且可调整出料粒第 7 页 度，使碎后粒度均匀； 齿辊转速低、磨损小、燥音低、粉尘小。被破碎物料经给料口落入两辊子之间，进行挤压破碎，成品物料自然落下。遇有过硬或不可破碎物时，辊子可凭液压缸或弹簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。相向转动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制产品最大排料粒度。双辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动的圆辊进行破碎作业。表 1-5 双辊破碎机的技术规格规格 mm辊子转速
13、r/min进料粒度 mm卸料粒度mm电动机功率kw生产率t/h外形尺寸mm长宽高整机质量 t12001000122.2 40 212 40 1590 74704780201845.31875070050 40 210 28 3.417 38892865201812.25261040075 85 030 30 12.840 223517228103.297600400120 36 29 20 415 2615176019372.55双光面辊400250200 32 28 10 510 12959408201.30100 1250125 150900900 37.5 800015028180321
14、716944198 13.270100 55075 45050 35双齿面辊450450 64100200025820226022067663.765四辊破碎机是一种冶金矿山设备配套中、细碎产品，也可通过调整上、下辊的间隙，破碎所需粒度的物料。表 1-6 四辊破碎机的技术规格规格 mm辊子转速进料粒度卸料粒度电动机功生产率 t/h外形尺寸 mm长宽高整机质量 t第 8 页 r/min mm mm 率 kw83.381 30 38 55 354012001000153.166 20 410 75 5060 96105660432567108 100 28 189000700 189 402102
15、0 1641753150314727.641.3 新型的齿辊破碎机本设计所涉及的新型的辊颚破碎机结合了颚式破碎机和齿辊破碎机的优点，使生产能力得到了很大的提高，出料粒度的均一性得到了很好的保证，使物料得到了有效的破碎，这是有生产的实践为证的。因该种机械的新的一面，所以尚未有成熟的计算方法对其进行精确的计算，只能在传统破碎机械计算的基础上，结合生产实践，对其进行粗略的估算。其结构图大致如下所示： 1 带式输送机 2 小齿辊 3 大齿辊 4 颚板 5 电机 6 电机调整部件 7 箱体 8 箱体底座 9 料度调整系统10 拉杆部件图 1-1第 9 页 2 齿辊破碎机详细设计2.1 产品的技术参数:破
16、碎物料抗压强度：160MPa入料粒度：800mm出料粒度：80mm处理量：2000t/h 左右大齿辊转速：120r/min 左右，大齿辊转速：160r/min 左右2.2 电机选型2.2.1 电机功率计算对于功率的计算采用如下的近似理论计算方法。本方法是基于电机的功率应该与单位时间的破碎物料的功耗相同的原则，即认为电机的功率应如下求得：F=QW/其中 Q:破碎机的生产能力 t/hW:单位生产量的功耗 kWh/t：破碎机的传动效率采用 Rittinger 法确定单位生产量的功耗：即： )1(iiAEmWm:Bond 功指数，煤的 Bond 功指数为 7.91KW.h/tE:占排料粒度 80以上的
17、组成部分的粒度尺寸（um）A:占给料粒度 80以上的组成部分的粒度尺寸(um)i:常指数，取 0.45-0.5。2.2.2 电机选择由于是所设计的破碎机的新颖性，暂时还没有成熟的功率计算方法，故参考上述传统破碎机械电机功率的计算方法，结合生产实践的经验，估取电机功率为 160Kw, 选择佳木斯电机股份有限公司的 YB355S-6 的电机。其主要参数如下：额定功率：160KW 转速：980r/min效率：0.94 功率因数：0.87输出轴径：90mm第 10 页 2.3 传动机构的设计及计算根据上述所得的电机及齿辊转速，初步确定电机至大齿辊间的减速比为i=980/120=8.17电机至小齿辊间的
18、减速比为：I=980/160=6.13根据生产实践经验，选定电机至大齿辊间的减速传动机构为一对带轮和一对齿轮。结合带轮和齿轮的传动特点，取带轮间的减速比为 1.6，齿轮间的减速比为 5.2；电机至小齿辊间的减速传动机构则在电机至大齿辊间减速传动的基础上再加上两个介轮和一个齿轮，它们的具体设计如下述所示。2.3.1 带传动的设计计算参考机械工业出版社出版的机械设计手册第二版的第四卷。已知输入轴转速 980r/min,输入功率 P=160kw1n1）设计功率 由表 33.1-2 查得共况系数 1.6，dPAK P1.6160=256kwAK2）选定带型 根据 =256kw 和 =980r/min，
19、由图 33.1-2 确定为 E 型1n带。3）小带轮基准直径 及大带轮基准直径 参考表 33.1-18 和图1d 2d33.1-2，取 560mm，取传动比 i=1.6,弹性滑动系数 0.02。则大带1d 轮基准直径i (1- )=1.65600.98=878.1mm21d由表 33.1-18 取 =900mm。4）大带轮轴实际转速 2n (1- ) / =5600.98980/900=597.58r/min2n1d12d5)带速 vv= /(601000)= 560980/(601000)=28.72m/s1 不超过 30m/s，符合要求。5)初定轴间距 按要求取 =0.7( + )=0.7
20、(560+900)=1022mm0a1d26)所需基准长度 0L第 11 页 2 + ( + )/2+ =4364.5mm 0dLa1d2 )4/(0212ad由表 33.1-7 选取基准长度 4660mm。7）实际轴间距 aa= +（ - ）/21170mm0d0L安装时所需最小轴间距 mina-0.0015 =1101.1mmi d张紧或补偿伸长所需最大轴间距 axa+0.02 =1263mmaxL9）小带轮包角 01803.57/)(12d1610）单根 V 带的基本额定功率根据 560mm 和 980r/min 由表 33.1-17 g 查得 E 型带1d1n31.35kw。1P11）
21、考虑传动比影响，额定功率的增量 由表 33.1-17g 查得1P6.06kw。12）V 带根数 zz= /( + ) dP1LK由表 33.1-13 查得 =0.96,由表 33.1-15 查得 =0.9,则KZ=256/(31.35+6.06) 0.960.9=7.92取 z8 根。13）单根 V 带预紧力 0F=500(2.5/ -1) /(zv)+m0dP2v由表 33.1-14 查得 m0.17kg/m,则=500(2.5/0.96-1) 256 /(828.72)0F+0.17 1635.52N。27.814）压轴力 r25880.88N。)2/sin(0zF15）带轮结构和尺寸由
22、YB355S-6 电动机可知，其轴伸直径 90mm ,长度 L=170mm, 故0d小带轮轴孔直径应取 90mm,毂长 L=170mm 。0d由表 33.1-22 查得，大带轮和小带轮结构都为六椭圆辐轮。轮槽尺寸及轮宽按表 33.1-20 计算，参考图 33.1-5 典型结构，画出小带轮工作图（见图） 。第 12 页 图 2-1 小带轮大带轮的示意图如图所示：图 2-2 大带轮2.3.2 齿轮传动设计计算参考中国矿业大学出版社出版的机械设计工程学。传递功率 P=152kw，主动齿轮转速 597.58r/min。1n1）选择齿轮材料查表 8-17，小齿轮选用 20CrMnTi,调质渗碳淬火，回火
23、,硬度5662HRC；大齿轮选用 20CrMnTi,调质渗碳淬火，回火，硬度5662HRC。2）按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算设计计算公式 齿轮模数 m mm321/)/(FSadYZKT确定齿轮传动精度等级 按 （0.0130.022） ,估算圆周tv31/nP第 13 页 速度 5.3m/s，参考表 8-14 和表 8-15，选取公差组 8 级。tv齿宽系数 查表 8-23，按齿轮相对轴承为悬臂布置，取 0.5。dd小轮齿数 ，在推荐值 2040 中取 24。1Z1Z取传动比 i5.2，则 =125。齿数比 u5.2082传动比误差u/u u/u=(5.208-5.2)/5.2=0.001
24、5在5范围内。小轮转矩 由式（8-53）得1T9.55 P/ =2.34 Nmm6101n60载荷系数 K 由式（8-54）得 K= AKv使用系数 查表 8-20 得 =1.75 A动载荷系数 查图 8-57 得初值 =1.21v vt齿向载荷分布系数 查图 8-60 得 =1.27齿间载荷分配系数 由式（8-55）及 得01.88-3.2( )cos =1.72121/Z查表 8-21 并插值得 =1.242,则载荷系数 K 的初值 =3.34。Kt齿形系数 查图 8-67 小轮 2.08FaYFaY大轮 2.162应力修正系数 查图 8-68 小轮 1.58S1S大轮 1.83a重合度系
25、数 由式（8-67）得Y0.25+0.75/ =0.686许用弯曲应力 由式（8-71）有F FxNSY/lim弯曲疲劳极限 查图 8-72 得 850N/li 1lim2=740 N/2弯曲寿命系数 查图 8-73 得 1NYN尺寸系数 查图 8-74 得 1xx安全系数 查表 8-27 得 1.6，则FSFS 531 N/ ， 463 N/122F2故齿轮模数 m 的设计初值 t =6.91mmt31/)/(SadYZKT取 =7mm。t小轮分度圆直径参数圆整值 t第 14 页 168mm1tdZtm圆周速度 v V= /60000=5.2539m/snt与估取 =5.2 很相近，对 取值
26、影响不大，不必修正 。t vKvK= =1.21,K= =3.34vt t齿轮模数 m= =7mm。t小轮分度圆直径 1d 168mmt大轮分度圆直径 2m =875mmZ中心距 aa=m( )/2=521.5mm21齿宽 bb= =83mmmintd大轮齿宽 2b=83mm小轮齿宽 1b +（510）88mm23）按齿面接触疲劳强度校核计算由式（8-63）知HHEbudiKTZ )/(211弹性系数 查表 8-22，得 189.8 。EZmN节点影响系数 查图 8-64（ ， 0）得 2.5。2xZ重合度系数 查图 8-65（ 0）得 0.88。 许用接触应力 由式（8-69）得HHWNSZ
27、H/lim接触疲劳极限应力 、 查图 8-69 得12li1650MPa, =1620MPali 2lim接触强度寿命系数 查图 8-70 得 1。N1N硬化系数 查图 8-71 及说明得 1。WZWZ接触强度安全系数 查表 8-27，按一般可靠度取 =1.1。则HSHS=1500 MPa1=1473 MPa2又第 15 页 =988 MPa1200mm 时n = (16042)B r/min式中，B 的单位是 m.3 动颚行程 破碎机的行程是指动颚下端的摆幅，它与偏心轴偏心距、颚板斜角等有关，一般是s = 2.2e式中 s 为动颚行程，e 为偏心距。行程与最小出料口尺寸必须保持一定关系，通常
28、最小出料口尺寸 是mindmin(2.530)ds而进料口宽度 a 与 之间的关系是a=（910） mind4 生产能力 颚式破碎机生产能力就是指在一定给料和排料粒度条件下单位时间内所能处理的物料量。它与许多因素有关，例如，待破物料性质，破碎机型式和规格，动颚悬挂高度和运动特性，破碎机结构和工艺参数，破碎机制造质量和操作条件、管理水平等等。关于颚式破碎机生产能力的第 19 页 计算，大体上可以分为两类，即理论计算和经验计算。颚式破碎机生产能力通常以动颚往复摆动一次，从破碎腔中排出一个松散棱柱体积的物料作为其计算依据。一方面，因为颚式破碎机的机构是采用一种由典型的曲柄摇杆机构派生而来的偏心机构，
29、其肘板具有急回运动的特性。从这一特性出发，并考虑到物料从破碎腔中落下最大可能的高度一由设备的几何学条件确定的高度，由图 2-8 可知，颚式破碎机动颚往复摆动一次，从破碎腔中排出的质量生产能力为：Q=(120150) t/h (1)/(9.10)( 0/0 nbBLsdnBsp 式中 B,L给料口的宽度和长度，m；b排料口宽度，m;s动颚下端点水平摆动行程，m； 排出产物的平均粒度，m，其值为：p2sd图 2-8 破碎腔几何尺寸被破碎物料的固体密度，t/m ； 考虑被碎碎物料表面摩擦特 3性的系数，其值与物料类别有关，花岗岩、石英岩等的 =1.0，煤和焦炭等的 =0. 5； 与给入破碎机的物料粒
30、度分布参数 有关的函数，)(与 的关系曲线如图 2-9 所示，参数 按如下定义给出：)(第 20 页 图 2-9 与 的关系曲线)(=( - )/maxDinp在此 给入物料中的最大粒度，m； 给入物料中的最小ax minD粒度，m； 给入物料的平均粒度，m； 与通过破碎腔的物p )(料流有关的参数 有关的函数，参数 是破碎机排料口宽度 b 与给入物料的平均粒度 之比值，即b/ p通常破碎机排料口宽度 b 总是小于给入物料平均粒度 的 1/2，故 可p)(选取为 1； 考虑颚式破碎机机构具有急回运动特征，且能获得最大生0n产能力时动颚的摆动次数，其值可由下式得出：r/min (2)2/12/1
31、0 )()327( gBbSK式中 K颚式破碎机机构的行程速比系数，通常 K=1. 151.25； g重力加速度， ；n颚式破碎机动颚的实际摆动次数，r/min；2/sm与颚式破碎机动颚摆动次数有关的函数，其值由下面的关系给)/(0n出：对于 n ， /n。/另一方面，假定动颚作平移运动，忽略动颚在摆动过程中啮角变化的影响，那么动颚往复摆动一次，从破碎腔中排出的质量生产能力(图 2-10)可按考下式予以计算：图 2-10 颚式破碎机生产能力计算(3)2160tgnLSdQp第 21 页 式中 ， 定颚破碎板和动颚破碎板倾斜安装的角度， + 称12 12为颚式破碎机的啮角； 被破碎物料的松散系数
32、，一般情况下，取0. 30. 7，破碎坚硬物料时取小值，破碎不太硬的物料时可取大值；其它符号的意义和单位同前。若 /2，则有12t/h (4)2/(30tgnLSdQp若 0， ，则12t/h (5)tgnSdp60以上从不同的角度出发，给出了颚式破碎机生产能力的理论计算公式(1), (3), (4),(5)等，但它们都各自有其局限性，只可作为定性计算时使用。为了获得一种较为满意的颚式破碎机生产能力，还必须根据生产实际予以校正。故下面再推荐几个经验公式供选用。Taggart A F 公式Q=0.093L t/h （6)或Q=0. 084 A/i t/h (6a)式中 L., b破碎机排料口长度
33、和宽度，cm；A给料口面积， , 2cmALB；B给料口宽度，cm；i破碎比，i=D/b；D给料粒度，cm。OnerBckm B 公式Q= b t/h (7)1K230q式中 给料特性(或破碎难易程度)系数，详见表 2-1； 物料密1 2K度校正系数， = /1. 6； 破碎物料的松散密度，t/ ； 物2 3m料粒度校正系数，见表 2-2； 排料口单位宽度的生产能力，0t/hmm，见表 2-3； b排料口宽度，mm。表 2-1 给料特性系数 1K第 22 页 表 2-2 物料粒度校正系数 3K表 2-3 排料口单位宽度的生产能力 0q利温生公式Q=150nLS t/h (8)pd式中各长度单位
34、以“m”计入，其余各符号的意义及单位同前。上述计算公式原则上只适用于简摆颚式破碎机，即它们没有能够反映出不同型式的颚式破碎机与生产能力之间的关系。但实践证明，由于破碎机动颚摆动行程 S 的大小和方向，以及运动轨迹的差别，各种型式的颚式破碎机的生产能力是不同的。据国外对相同规格的三种不同型式的颚式破碎机在排料口宽度 b、动颚摆动次数 n 和啮角 等相同条件下的试验证实，复摆颚式破碎机较简摆颚式破碎机提高生产能力 2030%，综合摆动颚式破碎机较简摆提高 9095%。因此，在计算简摆以外的颚式破碎机生产能力时，必须乘以一个大于 1 的型式修正系数 。0K5 生产能力的影响因素分析以上介绍的几个颚式
35、破碎机生产能力的计算公式揭示了颚式破碎机生产能力与其结构参数(动颚下端点的水平摆动行程 S、给料口尺寸 BL、排料口宽度 b)、工艺参数(动颚摆动次数 n、啮角 )和物料性质(密度 、松散系数 )等之间的函数关系，为提高颚式破碎机生产能力提供了科学依据。第 23 页 1) 适当提高颚式破碎机动颚摆动次数是提高其生产能力的重要途径之一从公式(1), (3), (4), (5)可以明显看出，颚式破碎机理论生产能力是随着动颚摆动次数 n 的增高而增大的;从公式(1)还可看出，当动颚摆动次数 n 增高至某一最佳数值 n。时，破碎机能够获得最大的生产能力;当动颚在超最佳摆动次数下摆动时，其生产能力将随着
36、动颚摆动次数的增高而降低。同时，实验研究的结果也证明了这一规律。然而，现有颚式破碎机动颚的摆动次数都选择得比较低，特别是大型简摆颚式破碎机和小型复摆颚式破碎机。但因颚式破碎机具有较大的运动质量，如果动愕的摆动速度过快，所产生的惯性力就会比较大，这又将使机器及其基础发生振动，使偏心轴回转不均匀，同时所消耗的功率也较大，并可能引起轴承发热，故其速度也不能过高。因此在破碎机其它有关参数不变化的情况下，适当增高现有颚式破碎机动颚摆动次数 n 以提高其生产能力是可能的。其增高幅度建议在原有破碎机摆动次数的基础上增高 10 15%，大型破碎机取小值，中小型取大值。2) 适当减小颚式破碎机啮角 是提高其生产
37、能力的又一重要途径由公式(3), (4), (5)可知，颚式破碎机生产能力在一定条件下与啮角的正切成反比。同时，从 Bond F C 理论知，颚式破碎机生产能力与其啮角 成直线关系，即破碎机的相对生产能力随修正系数 成正比例变化:K=1+1. 432 7(0. 384- ) K(9)式中 为颚式破碎机的啮角，rad将颚式破碎机的定颚破碎板和动颚破碎板都倾斜安装，并尽量使二者倾斜安装的角度 和 接近相等，可使其生产能力的相对值提高 4%左右。12由国内外有关实验证明，适当减小啮角 亦可提高颚式破碎机生产能力。因为啮角 减小，物料在破碎腔中完全被破碎所需要的动颚挤压次数减少了，并使得破碎腔上部区域
38、的处理能力比从排料口排出的能力增大，这样破碎腔中总备有需要排出的产品，而不致因破碎不及时而影响排料。例如，原苏联学者巴乌曼 BA 用 400 X 600 颚式破碎机破碎抗压强度为 300 MPa 的花岗岩时，将啮角 由 改为 后，生产能力提高了40213702040;吉斯淦和高登等都分别进行了减小啮角的试验，认为啮角 的大小对破碎机的生产能力有很大的影响，具体结果见表 2-4。表 2-4 啮角对生产能力影响的实验结果第 24 页 国内某石矿将 PEF - 400 X 600 颚式破碎机的啮角在原设计的基础上减小 ，其生产能力亦提高了 20%。230由上述分析和实验结果可以看出，适当减小啮角 是
39、提高颚式破碎机生产能力的又一重要途径。但是，必须注意:啮角 的减小会导致破碎比减小，使破碎产品粒度相应增大，因此，减小啮角 还必须认真考虑破碎工段对物料粒度的要求。其具体实施方法，应视具体情况而定。如对新设计的颚式破碎机可广泛参考国内外的实践经验，在保证满足破碎粒度要求的前提下，尽量将啮角 选择得小一点，国外就曾经选取到 = 左右。如对现有颚式破碎机015进行改造，可采用普通碳素钢锻制成数条斜铁(其条数视破碎机规格大小而定)，将其按定颚板纵向筋布置，用焊接方法固定于机架前壁的内侧，于是颚式破碎机的啮角将从 减小至 (图 2-11)。0(a)-定颚破碎板垂直安装 (b)-两破碎板倾斜安装图 2-
40、11 啮角对生产能力之影响当定颚破碎板垂直安装时，改造后的相对生产能力 可按下式确定K(10)HbtgK/)1(0第 25 页 如果颚式破碎机的两破碎板都倾斜安装，啮角 + ，那么其相12对生产能力 则为: K（11）201/ tgHbtg式中 当斜铁大头的尺寸 b。小于 Htg 时，分母中 tg 取“+” ，bo/H 取11“一”;反之，b。大于 Htg 时，分母中 tg 取“一” ，bo/H 则取“+” 。13) 适当增大破碎机排料口宽度 b 和动颚下端点水平摆动行程 S 是提高其生产能力的重要途径之三从破碎机生产能力的计算公式亦可明显看出，生产能力与排料口宽度b 和动胯下端点水平摆动行程
41、 S 有着极为密切的关系，即随着 b 和 S 的增大，生产能力也是明显提高的，而且已为实践所证实。因此，在设计、选择和改造颚式破碎机时，可以通过合理确定排料口宽度 b 和摆动行程 S 以提高颚式破碎机生产能力，特别是用于二次破碎的颚式破碎机更应该在这方面下功夫来提高其生产能力。但是，这与传统的“排料口尺寸一般与破碎产品的尺寸大体相同或小一些”的观念是相对立的，因此，具体实施时，必须完全满足下述条件:(1) 适当增大排料口宽度 b，其增大范围可定为破碎机破碎腔长度 L的 0. 0250. 05 倍;(2) 适当增大动颚的下端点水平摆动行程 S，其增大量可控制在 0. 050. 10L.范围内;(
42、3) 在同时满足上述两条件的基础上，必须使给入破碎机的物料量大致等于破碎机的通过量，以保证破碎机破碎腔中的物料形成层状密实充填的流动状态，一边连续不断地给入被破碎物料，一边利用动颚的摆动所产生的压缩作用给予破碎腔中的物料以充分的压实度和高压缩比使之破碎。这种方法的破碎机理是以料层压缩现象为基础的，采用后不仅可以获得小粒度，接近方状的破碎产品，而且能使破碎成品数量成倍地增加。不过，在应用这种方法时还必须注意:其一，物料的松散密度与其真实密度之比值不能超过.80，否则就不能被压缩，破碎机也就不能运转;其二，通过破碎机的物料要经过适当筛分，使大于所需尺寸的物料再返回破碎机进行破碎，直至破碎成所需要的
43、产品。4) 将破碎腔形状改造为曲线型破碎腔是提高其生产能力的重要途径颚式破碎机的破碎腔形状是决定其生产能力的重要因素之一。破碎腔的形状有直线型和曲线型。直线型破碎腔是指定、动胯上敷设的破碎板纵断面都为直线，其啮角为恒定;曲线型破碎腔则是将定、动颚破碎板或者其第 26 页 中之一的纵断面设计为曲线，且曲线从上往下按啮角逐渐减小的原则设计，即称为变啮角破碎腔。在变啮角的曲线型破碎腔中，各连续水平面间形成的梯形断面的体积，从破碎腔中部往下是逐渐增加的，因而物料间的空隙也增大，这样有利于物料的排出。同时，由于曲线型破碎腔的排料口附近有一段接近于平行的区间，因而破碎机的堵塞点也会由排料口往上移动一段平行
44、区间的长度，这不仅保证了在排料口附近不易发生堵塞现象，加快已破碎物料的流通，而且破碎板的使用寿命也将延长。因此，采用曲线型破碎腔可显著地提高其生产能力。这也已为国内外大量的实践所证实。曲线形状有多种多样，实验研究的结果表明，在啮角许可范围内，将定、动破碎板之一的上、下部设计成对称的 Gauss 曲线，其中部采用直线，另一破碎板则设计成直线(图 2-12)这被认为是破碎物料的理想条件。其曲线方程式为:（12）)5.0exp(2kCy（13）21lnmsbBs（14）)(l221Hk（15）/h（16）1式中 H破碎腔高度，mm；h动颚悬挂点至给料口水平的高度，mm；其它符号的意义同前，单位为 m
45、m 。第 27 页 图 2-12 曲线型破碎腔二 辊式破碎机的计算及其分析1 破碎及排料机理分析双齿辊破碎机的主要工作部件为两个平行安装的齿辊,每个齿辊沿轴向布置一定数量的齿环,通过齿辊的对转实现物料的破碎。其结构见图 2-13。图 2-13 破碎机理示意图齿对物料的作用过程可分为三个阶段。第一阶段,旋转运动中的辊齿遇到大块物料,首先对它进行冲击剪切,接着进行撕拉。如果碎块能被辊齿咬入则进入第二阶段破碎,否则辊齿沿物料表面强行滑过,靠辊齿的螺旋布置第 28 页 迫使物料翻转,等待下一对齿的继续作用。在图 1 中,这一阶段为齿从 1-1位置到 2-2 位置。第二阶段从物料被咬入开始,到前一对齿脱
46、离咬合终止,在图 1 中表现为齿从 2-2 位置运动到 3-3 位置的过程。这一阶段两齿包容的截面由大逐渐变到最小,然后再增大。粒度大的物粒由于包容体积逐渐变小而被强行挤压剪碎,破碎后的物料被挤出,从齿侧间隙漏下。前一对齿开始脱离啮合时,破碎的物料大量下漏排出,个别粒度仍然偏大的物料被劈裂棒阻挡。当齿运动到劈裂棒附近时,与劈裂棒共同作用,将大块物料劈碎并将其强行排出,这就是第三阶段破碎。至此,一对齿的破碎过程结束。每对齿环上有多少个齿,齿辊运行一周时同样的过程就进行多少次,循环往复。2 破碎比 i 和钳角 辊式破碎机的咬入能力与辊子间的摩擦系数 f 有关，一般情况下，钳角 应小于或等于物料与辊
47、子间摩擦角 的两倍。辊式破碎机如采用较大辊子直径，并改进辊子圆周速度，破碎比 i 一般可以达到 7 以上，单辊破碎机的破碎比还要高些。3 辊子直径 D 与物料粒度 d 的关系辊子直径 D 与物料粒度 d 之间的关系是cos1/2i式中 钳角，i破碎比。辊式破碎机的破碎比 i 一般为 4,将前述 极限值带入，可得：干硬物料 D/d=17,湿软物料 D/d=7.5。为了工作可靠，D/d 值还需加大0.20.25，此时，辊子直径要比物料粒度大 922 倍，故光面双辊破碎机不宜于作粗碎机，不然辊子要做得非常庞大。槽面辊子不是单单依靠摩擦力咬住物料，故 D/d 值可以取得较小。破碎干硬物料时，槽面辊子的 D/d 取 1012，齿面辊子的 D/d 取 26。4 辊子转速当辊式破碎机的破碎比 i 取 4 时，光面辊式破碎机的极限转速 为maxnr/minmax6fndD式中 f物料与辊子表面的摩擦系数， 物料密度（kg/ ）,d3c物料粒度(
