浅析颚式破碎机的工作原理及结构

在颚式破碎机机构的运动学及动力学研究分析过程中，需要对机构各个构件的质量及转动惯量进行分析计算，特别是曲柄的质量及转动惯量。本章主要对曲柄的质量及转动惯量进行探讨，提出了具体解决方法。其中包括飞轮、主轴、偏心装置（偏心套和主轴）、连杆及肘板的质量及转动惯量。然后分别根据假设情况对颖式破碎机机构的各个构件的长度、质量及转动惯量等结果列表对比，为颖式破碎机机构的运动学及动力学分析奠定了基础。

一、颚式破碎机的工作原理

在图1中，颚式破碎机的动颚5悬挂在偏心轴13上，推力杆4的一端支撑着动领下部；同时另一端支撑着楔形调整机构的楔铁7，该楔铁与机架12的后壁相连。在偏心轴13两端分别装有飞轮9和皮带轮14（同时起飞轮作用），其中飞轮轮缘上的配重一部分用来平衡连杆在运动工程中所产生的惯性力。排料口的大小可通过调节楔铁1上的螺栓来得到所需的尺寸。

颚式破碎机在工作时，带轮14被电动机10带动之后，才能使偏心轴13开始转动，从而带动动颖5和动颚板6一起进行周期性的运动，其中利用螺栓将动颗板6固定于动颚的上面，而定颚板7则被固定在定领的上面。破碎腔则是由动颚与定颚再加上左右两边的侧板一起组成的空间而形成。对于颚式破碎机而言，破碎物料的过程是在破碎腔内进行，主要依靠动颚板的运动。当动颚5和动颚板6整体向上运动时，推力板4和动颚板6之间的夹角将逐渐变大，推动着动颚板6和定颚板7慢慢地靠近，两颚板之间对物料进行挤压，从而将物料进行破碎。当动颚5和动颚板6整体向下运动时，推力板4与动颚板6的夹角逐渐变小，动颚板6与定颚板7间的距离渐渐变大，破碎后的物料由排料口排出。在整个破碎过程中，动颚作平面运动且动颚板上各个点的轨迹应该是封闭形式的。

颚式破碎机的工作原理是借助于动颚周期地靠近或离开定颗，使进入破碎腔中物料受到挤月、劈裂和弯曲作用而破碎。破碎后的物料靠自重从排矿口排出。其特点为只有一个衬板，动颚运动的轨迹为一些同下络微倾斜的椭圆，动颚上部的水平行程较大，可以满足企业对破碎物料而要求的产量。动颚在同下运动的过程中，有利于矿料快速的排出。在各方面因素相当的条件下，其生产率比简摆颚式破碎机提高了30%左右。然而，由于动颚在垂直方向上的行程较大，加重了颚板的磨损程度和出现了物料过度粉碎的现象。

二、颚式破碎机的结构组成

颚式破碎机主要由动领、衬板、推力板、定颚板、边护板、机架、偏心軸和弹簧拉杆等组成的。其工作部分是两块颚板，一是定颚板简称定颚，垂直固定在机体内壁上，另一是动颚板简称动颚其结构组成见图1.

其主要部件的相关术语如下：

（1）机架：主要是旧前壁、后壁、轴承座以及两个侧壁所组成的三维框架结构，用来支撑主轴、动颚、定颚以及破碎时所承受的反力。由于机架的结构强度与刚度对整机的性能及主要零件的住月寿命都有着相当大的影响，所以结构上分为整体铸成的机架和组合装配的机架。对于中小型的颚式破碎机而言，大都采用整体铸成的机架，虽然它的整体刚性比较好但制造过程却较复杂。本文所研究的颚式破碎机属于小型颗式破碎机，采用厚钢板焊接制成，同时为考虑其刚度问题则在机架的外部增加了一些加强筋。

（2）动颚：动颚的工作表面装有颗板（破碎板），一般用ZG45， ZG35铸成、上部由偏心轴支撑，下部由推力板支撑。其工作表面装有用螺栓紧固的齿形破碎板，通常动颗的安装倾斜角为15度-25度。

（3）破碎衬板：包括动颚板、定颚板及左右两边的侧护板。在实际的生产过程中，颚式破碎机的破碎工作面主要是在动颚板以及定颖板的齿面上，衬板上的齿面直接与破碎的物料接触，在破碎过程中承受着相当大的冲击挤压力，这样就造成了衬板极易磨损甚至坏掉，是破碎机上的易损件。因而材料大多采用的是高锰钢，其耐磨性比较好，但是机械加工的性能及焊接的性能较差，而且铸造时易脆，但对其进行1000度～1050度的水淬处理后可得到较高的抗拉性、抗剪性、延展性及韧性，该材料得到广泛的应用。对于中、小型的颚式破碎机而言，通常选择白口铸铁来替代高锰钢。为了将动颚板与动贴的更紧一些，可以在接触表面填一些铅或其他材料。由于衬板上破碎区的磨损程度不同且不均匀，如果衬板能够能将上部和下部位置调换使用，这样不仅能节省时间，而且还延长了衬板的使用寿命。因此可以设计成上下对称型的衬板。

（4）偏心轴：带轮与飞轮分别装在偏心轴的两端，同时又支撑动颚，承受巨大的弯扭力，起曲柄作用。

（5）推力板：是支撑动颚运动并将产生的破碎力传递到机架的后壁的元件，在推力板的末端处装有调整装置，在文中研究的颚式破碎机的推力板是以螺纹的方式来调节排料口的大小。推力板的一端和动颚铰接，而另一端则与机架后端的调整装置联接。通常推力板可以以整体的形式用铸铁来铸成，也可以分为两部分来铸成。分两部分所铸成的推力板可以使用螺钉或铆钉来连接，组成组合式推力板。由于推力板制造起来比较简单而且价格也便宜的特点，故研究人员会在设计时为了保护偏心轴、颚板等比较重要的零部件，通常会在推力板的中部加开了几条槽或者一些小孔来降低它的受力强度，防止在破碎机工作过程中，设备出现超负荷运作的情况。这种情况会使巨大的破碎力在传递给推力板的过程中，导致推力板受力过大折断或者组合式的推力板连接处的螺钉剪断，使机器突然停止工作。

（6）飞轮：是一种存储能量的元件，可以用动能的形式把能量储存或释放出来，破碎机上安装的飞轮可使机器在高速和高强度的运转下保证运动的平稳性，减少机器的振动。

（7）调节装置：该装置用于调节破碎机排料口处的大小，根据调节装置对排料口尺寸进行定期的调整，从而来满足物料破碎的粒度要求。针对所需要得到的物料颗粒大小要求的不同，相应的对排料口的大小也进行不同的情况的调整。通常调整装置有许多种，其中有垫片式和楔块式等。垫片调整装置可以分为使用螺栓来顶推和使用液压缸来顶推两种形式。楔块调节装置分为垂直放置和水平放置两种形式，即在后肘板座和机架的后壁处有两块垂直放置的楔块相互运动后来调整破碎机的排料口的大小，随着现在研究的不断完善，水平放置的调整装置已替换了垂直放置的楔块调整装置。

（8）支撑件：包含有用来支撑偏心轴的轴承和支撑动颚的轴承。对于大多数的中、小型颚式破碎机的轴承可采用滑动轴承和滚动轴承两种。通常动颚的支撑件常采用滑动轴承，然而轴承的密封与润滑也是工程机械应用中常考虑的问题。由于本文所研究的颚式破碎机的偏心装置是由主轴和偏心套组成，在主轴和偏心套之间选择一对滑动轴承来安装。在两端处采用密封圈与轴承套来解决密封问题，同时偏心套的顶部预留了加油孔用来润滑。