颚式破碎机选型设计
第一节 工作原理及类型
颚式破碎机在工矿企业中被广泛应用，这是因为该机结构较简单、机型齐全并已大型化。颚式破碎机主要作为一级（粗碎和中碎）破碎机械使用。现有颚式破碎机按动颚的运动特征，分为简单摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型式，如图1-1(a)(b)(c)所示。
图 1-1 颚式破碎机的主要类型
(a)简单摆动型；(b)复杂摆动型；(c)混合摆动型
(1)—定颚；(2)—动颚；(3)—推力板；(4)—连杆；(5)—偏心轴；(6)—悬挂轴
一、简单摆动型（简摆型）颚式破碎机
1.工作原理
如图1-1 (a) 所示，颚式破碎机有定颚(1)和动颚(2),定颚固定在机架的前壁上，动颚则悬挂在心轴6上。当偏心轴5旋转时，带动连杆4作上下往复运动，从而使两块推力板3亦随之作往复运动。通过推力板的作用，推动悬挂在悬挂轴 6 上的动颚作左右往复运动。当动颚摆向定颚时，落在颚腔的物料主要受到颚板的挤压作用而粉碎。当动颚摆离定颚时，已被粉碎的物料在重力作用下，经颚腔下部的出料口自由卸出。因而颚式破碎机的工作是间歇性的，粉碎和卸料过程在颚腔内交替进行。这种破碎机工作时，动颚上各点均以悬挂轴6为中心，单纯作圆弧摆动。由于运动轨迹比较简单，故称为简单摆动型颚式破碎机，简称简摆型颚式破碎机。
由于动颚作弧线摆动，摆动的距离上面小、下面大，以动颚底部（即出料口处）为最大。分析动颚的运动轨迹可知，颚板上部（进料口处）的水平位移和垂直位移，都只有下部的1/2 左右见图1-5(a)。进料口处动颚的摆动距离小是不利于对喂入颚腔的大块物料的夹持和破碎的，因而不能向摆幅较大、破碎作用较强的颚腔底部供应充分的物料，限制了破碎机生产能力的提高。根据动颚的运动轨迹，其最大行程在动颚的下部，而且卸料口宽度在破碎机运转中是变动的，因此破碎的物料粒度不均匀。由于简摆型颚式破碎机动颚垂直位移小，破碎时过粉碎现象少，物料对颚板的磨损小。
2.简摆颚式破碎机的结构（见图1-2）
（1）通用结构 定颚、动颚上都装有衬板，衬板上有齿牙，有助于破碎物料。衬板的作用是防止定颚、动颚受到磨损。心轴的两端由轴承支承，其上安有连杆。连杆的连杆头与杆身分开制造。电动机通过V带带动带轮及偏心轴。在连杆下方的凹槽中，装有推力板支座，前推力板及后推力板分别支承于支座上。偏心轴除在一端安有带轮外，在另一端安装飞轮。破碎腔的侧壁上安有用螺钉或楔条固定的锰钢侧衬板。固定颚衬板除用螺钉固定外，下端在机架上焊有钢板，上端有压板，使固定颚衬板不致上下活动。动颚衬板下方支承在动颚下部的凸台上，上方由楔铁压紧。
图 1-2 简摆型颚式破碎机
1-—机架；2—衬板；3—压板；4—心轴；5—动颚；6—衬板；7—楔铁；
8—偏心轴；9—连杆；10—带轮；11—推力板支座；12—前推力板；12—后推力板； 14—后支座；15—拉杆；16—弹簧；17—垫板；18—侧衬板；19—钢板
在后推力板与后支座之间，有一组垫板，用来调整排料口宽度。增加垫板厚度，使推力板和动颚向左方推移，排料口减小。反之，减少垫板厚度，排料口将增大。
为了防止破碎机超负荷运行导致破碎机损坏，在零件设计计算时，将后推力板制成最薄弱的一个环节，过负荷时使它首先折断，以保护轴承及机器其他部分不受损害。通常后推力板用铸铁制成，并在中间钻孔或切槽来减小其断面尺寸，过载时它们首先折断。这种保险装置的缺点是出现事故后处理较为复杂，停车时间较长。
(2)液压型结构（见图1-3） 该型简摆式破碎机的排料口、保险装置均由液压系统组合而成。液压调节排料口装置，利用液压油缸和柱塞来调节排料口的宽度，用手动油泵或电动油泵向液压缸供油。柱塞按要求将推力板推至所需位置后，插入垫板。在机器工作时，垫板承受后推力板的压力，而柱塞及液压油缸不再承受压力。
图 1-3 液压简摆型颚式破碎机
该型破碎机有液压保险装置，液压连杆装置，这种连杆上有一个液压油缸和活塞，油缸与连杆上部（连杆头）连接，活塞与连杆下部（推力板支座）连接。正常工作时，油缸内充满压力油，活塞与油缸相当于整体连杆的一部分。当非破碎物进入破碎腔时，作用于连杆的拉力增加，油缸下部油室的油压随之增加。若油压超过组合阀内的高压溢流间所规定的压力时，压力油将通过高压溢流阀排出，活塞及推力板停止动作，动颚不摆动，从而起到保险作用。
二、复杂摆动型（复摆型）颚式破碎机
1. 工作原理
如图 1-1 (b) 所示，动颚 2 直接悬挂在偏心轴 5 上，受到偏心轴的直接驱动。动颚的底部用一块推力板 3 支撑在机架的后壁上。当偏心轴转动时，动颚一方面对定颚作往复摆动，同时还顺着定颚有很大程度的上下运动。动颚上每一点的运动轨迹并不一样，顶部的运动受到偏心轴的约束，运动轨迹接近于圆弧，在动颚的中间部分，运动轨迹为椭圆曲线，愈靠近 下方椭圆愈偏长。由于这类破碎机工作时，动颚各点上的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动型颚式破碎机，简称复摆型颚式破碎机。
复摆型颚式破碎机的工作过程中，动颚顶部的水平摆幅约为下部的 1.5 倍，而垂直摆幅稍小于下部，就整个动颚而言，垂直摆幅为水平摆幅的 2-3 倍，见图 1-5(b)。由于动颚上部的水平摆幅大于下部，保证了颚腔上部的强烈粉碎作用，大块物料在上部容易破碎，整个颚板破碎作用均匀，有利于生产能力的提高。同时，动颚向定颚靠拢，在挤压物料过程中，顶部各点还顺着定颚向下运动，又使物料能更好地夹持在颚腔内，并促使破碎的物料尽快地排出。因此，在相同条件下，这类破碎机的生产能力较简摆型颚式破碎机高 20%-30%。
2.复摆型颚式破碎机的优缺点
（1）复摆型颚式破碎机动颚在上端及下端的运动不同步，交替进行压碎及排料，因而功率消耗均匀。
（2）动颚的垂直行程相对较大，这对于排料、特别是排出粘性及潮湿物料有利。
（3）和简摆型颚式破碎机相比，结构比较简单，轻便紧凑，生产能力较高。
（4）由于动颚垂直行程较大，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，产生粉尘较大，颚板比较容易磨损。
（5）复摆型颚式破碎机在破碎物料时，动颚受到的巨大挤压力，直接作用到偏心轴上。目前这类破碎机都制成中、小型的。
3.复摆型颚式破碎机的结构
如图 1-4 所示，带有衬板的动颚 3 通过滚动轴承直接悬挂在偏心轴 10 上。而偏心轴又支承在机架 12 的滚动轴承上。动颚的底部用推力板 5 支撑在位于机架后壁的推力板座 6 上。出料口的调节装置 7，是利用调节螺栓来改变楔铁的相对位置，从而使出料口的宽度得以调节。和简摆型颚式破碎机一样，具有拉杆、弹簧及调节螺栓组成的拉紧装置。由电动机带动带轮 13 使偏心轴转动，动颚就被带动作复杂摆动，实现粉碎物料动作。
图 1-4 复摆型颚式破碎机
1—定颚（衬板）；2—侧衬板；3—动颚（衬板）；4—推力板支座；5—推力板；
6—推力板座；7—调节装置；8—后斜铁；9—飞轮；10—偏心轴；11—轴承；12—机架；13—带轮
图1-5 颚式破碎机的运动轨迹
三、其他型式的颚式破碎机
1.混合摆动型（混摆型）颚式破碎机
为了克服简摆型和复摆型颚式破碎机的缺点，曾试制过混摆型颚式破碎机，其工作原理见图1-1(c)。动颚与连杆共同安在偏心轴上，连杆头装在偏心轴的中部，而动颚的两个轴壳则安装于连杆头的两侧。两个推力板仍然是支承在动颚和连杆的下端及机架的后壁上。动颚各点的运动轨迹均为椭圆，其长轴向着卸料方向倾斜，促使物料前进，并将物料推向出料口，改善了卸料条件，提高了破碎机生产能力。同时动颚底部的水平摆幅与垂直摆幅之比为 1:0.8 ,这又比复摆型颚式破碎机合理，可使齿板的磨损降低。由于动颚与连杆都悬挂在偏心轴上，使偏心轴及其轴承受力很大，工作条件恶劣，容易损坏。同时构造也比较复杂，虽然国内有关矿山机器厂曾制成混合摆动型破碎机，均因以上原因未能推广。
2.细碎颚式破碎机
该机是对简摆、复摆型颚式破碎机作了改进，采用数个动颚及数个偏信柱组成的偏心轴结构，运行时通过每个动颚分别压碎物料，从而减轻了机器的负荷，并且易起动，运转较平稳，能耗低。目前国内有复摆型细碎颚式破碎机及简摆型细碎颚式破碎机，其工作原理同原型破碎机，只是进料口的长度增加，其破碎比可达 5-8 。该型破碎机能破碎抗压强度不超过250 MPa/cm2的矿石和岩石。其处理能力（该机标定）是以破碎中等硬度的矿石、岩石，松散密度 1.6t/m3为准。(end)
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