颚式破碎机基础知识

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颚式破碎机是矿山生产建设用料加工及聚合化工生产的主要设备之被广泛地应用于各种金属与非金属矿山化工矿物以及水泥建材等物料的生产加工中。近年来，随着矿山生产和建材加工中一些新理论的提出，用户希望散体矿石能够在破碎阶段尽可能地得到粒度更细块度更好的产品。此外，随着全球矿产贫化现象的出现，在保持或增加各种金属与非金属矿产量的前提下，要求处理的原矿量大大增加，这对破碎设备提出更高的要求，也面临更大的挑战。国外从上世纪中后期开始利用计算机仿真技术对颚式破碎机机构腔型产量和磨损等进行优化，研制开发出无塞点高度低重量轻产品粒型好产量高的高性能低能耗的新型颚式破碎机，从而大大提高了破碎机的性能，缩短了产品开发周期，提高了产品的市场竞争力。然而国内对颚式破碎机的仿真优化设计的研究主要限于对特定型号的颚式破碎机编写相应程序进行优化设计，这些程序大多重用性差，只能解决特定型号中的特定问题。然而破碎机的优化内容是根据不同客户要求需要经常变化的，因而仿真优化设计工作经常要重复大量而繁锁的编写程序工作，费时费力，而且颚式破碎机基础知识还延长了产品开发周期。本文尝试利用先进的运动学与动力学仿真设计工具对新型颚式破碎机进行快速开发，对机构设计参数进行仿真优化设计，从而大大减小了仿真设计的工作量，缩短了产品开发周期，提高了仿真模型重用率。

颚式破碎机

本文利用先进的运动学与动力学仿真优化设计软件ADAMS对新型复摆颚式破碎机机构设计进行仿真优化，其主要任务是优化破碎机给排料口水平及垂直行程和行程特性系数，从而提高破碎机处理量，减小破碎机重量，增强破碎机结构强度，减小破碎机衬板磨损，从而大大提高破碎机工作性能。一优化仿真模型的建立颚式破碎机工作原理及其结构尺寸对破碎机性能的影响颚式破碎机是典型的曲柄摇杆机构，其机构图如图所示。图颚式破碎机机构简图图中四杆机构中AB曲柄为破碎机偏心轴，BD连杆为破碎机动颚，CD摇杆为破碎机肘板，EF为破碎机定颚。

增大曲柄AB的长度，将增大破碎动颚上各点的水平行程值，从而提高破碎机生产能力，但另一方面也会增加破碎机功耗，恶化破碎腔受力状况。减小A点相对于E点的高度（减小悬挂高度h），可增大动颚上各点的水平行程，减小破碎机高度，减轻破碎机重量，减小动颚上各点行程特性系数，从而大大提高破碎机工作性能。减小连杆长度则有利于增大动颚下端水平行程，减小行程特性系数，对提高生产能力和延长颚板使用寿命都是极为有利的。连杆倾角对应于破碎腔啮角，减小破碎腔啮角有利于提高破碎机产量，改善破碎作用力并有利于采用新的破碎原理（如层压破碎原理）。传动角的大小对破碎机性能影响很大，增大传动角有利于改善破碎机受力，提高散体物料破碎力，但同时也会减小动颚下端水平行程，增加垂直行程，从而加大动颚衬板磨损，减小衬板寿命。

设计任务的提出与机构优化设计模型的建立设计任务的提出随着全球矿产贫化，经济发展对各种金属及非金属矿产需求量的增加，各大矿山及建设用料加工单位对颚式破碎机提出更高要求，因此，市场对产量大，低能耗，高性能的颚式破碎机需求量大大增加。

基础知识

PFX大型复摆颚式破碎机的单重达到吨，机高超过米，设计生产此种大型颚式破碎机在国内尚属首次，对设计与制造带来机遇和挑战。为对PFX破碎机的设计生产达到一次成功，程度地减小产品潜在的影响因素，采用计算机仿真技术对PFX进行仿真优化设计。机构优化模型的建立机构优化设计包括设计变量的确定，目标函数的建立以及设计约束的确定，此三部分组成了机构优化设计的数学模型。所以在颚式破碎机的优化设计中，应以颚式破碎机偏心轴偏心距和动颚上下端行程特性值为目标函数，以破碎机的功耗产量机重衬板磨损以及破碎腔性能为优化目标函数，另外颚式破碎机基础知识还要以以上七种优化目标的某几种的通过加权因子组合函数为优化目标函数。其中通过加权因子组合变量优化时，由于加权因子的确定比较困难，故常常以前面七种情况为目标函数进行优化设计。

本文中所讨论PFX复摆颚式破碎机的设计要求为：破碎机偏心轴偏心距为mm，连杆长度为00mm左右，破碎腔设计为mm，破碎腔啮角度，传动角为~度，动颚上端厚度为mm，动颚下端为mm，肘板长度为~mm，行程特性系数为~，破碎机悬挂高度为~mm。其主要弊端是针对不同的设计变量目标函数及约束方程，必须编写不同的仿真优化设计程序，这不仅要做大量类似的重复工作，而且颚式破碎机基础知识还延长了产品的开发周期和上市时间，降低了产品的市场反映能力。本文基于现有成熟的ADAMS虚拟产品开发软件，对PFX复摆颚式破碎机进行仿真优化设计，这不仅大大减小优化设计工作量，而且极大提高仿真分析可靠性，加快产品上市时间，提高产品竞争力。

鄂式破碎机

二ADAMS对破碎机的仿真优化设计虚拟机构模型的建立ADAMS提供非常方便的三维建模技术结构分析技术模型分析技术控制系统设计与分析技术优化仿真分析技术利用实验数据进行建模的技术等等。图虚拟机构模型如图中所示，采用ADAMS中的连杆模型建立破碎机的曲柄摇杆机构，其中右上部橙色杆件为破碎机偏心轴绿色板块是破碎机动颚部件，青色杆件为破碎机肘板，红色板块为破碎机定颚齿板。此外，建立工作杆件之间的约束与驱动关系，右上部半圆箭头是对破碎机偏心轴施加的驱动力矩，各杆之间通过转动副相连接，其中定颚肘座基部及曲柄中心与大地固接。

设计变量目标函数及约束条件的确定设计变量x=l,l,h,λ在ADAMS中的表达主要是通过给定各端点坐标值变化约束范围来实现，计算目标函数值并使之为极小，从而达到化的目的。目标函数的实现主要是通过ADAMS的测量功能来实现，通过测量定义机构中动颚上下端点水平行程与垂直行程的变化及行程特性系数，在仿真优化设计过程中监控上下端行程特性系数，而优化变量则在整个约束允许的范围内按规律离散取值，当目标函数达到极小或者极大时，仿真优化设计结束。约束条件是通过ADAMS所提供的设计变量变化范围和传感器功能来确定的，当取值超出允许范围时，此次仿真迭代取消，进入下一仿真迭代计算。

仿真优化按目标函数的不同分两种情况进行，以下端行程特性系数为目标函数和以上端行程特性系数为目标函数。

破碎机基础

在仿真分析过程中，主要对动颚上下端行程特性系数，上下端水平行程，悬挂高度，连杆长度，肘板长度，破碎腔啮角和传动角等等进行跟踪记录。

图仿真分析结果表以排料口行程特性系数代码为优化目标函数将颚式破碎机动颚水平行程设计得大些有利于提高破碎机产量，强化对散体物料的破碎作用。而将将颚式破碎机动颚水平行程设计得小些则有利用减小定动颚衬板磨损，改善破碎机受力，延长衬板使用寿命。破碎腔啮角的大小直接关系到物料的受力状态，机架结构设计和破碎机产量，小的啮角有利于提高破碎机产量，利用先进破碎原理进行物料破碎，但破碎机高度将增加。表排料口行程特性系数m进为优化目标函数同表中分析相似，综合考虑破碎机产量受力结构设计机高重量和衬板磨损情况等因素，从表中取出组及第二组数据作为设计参考数据。仿真优化结果对比分析根据以上分析，取出表表的第二组数据作为机构设计参考依据并列于表。从表中数据可知，在分别以排料口行程特性系数m排和给料口行程特性系数m进为目标函数的优化仿真分析，可得到两组完全相同的优化结果，依据破碎机设计原则（破碎机产量受力状况行程特性系数衬板磨损原则机器重量等因素）可知，这两组完全相同的数据优于其颚式破碎机基础知识两组数据。从表中可知，两组数据有较小的连杆长度，较大的动颚上下端水平行程相应较小的破碎腔下端行程特性系数，这些因素有利于提高破碎机产量，改善破碎机受力，减小衬板磨损及减轻机器重量，从而大大提高了破碎机工作性能，故应采用表中第或者第组数据对PF600X200复摆颚式破碎机进行机构设计。该仿真优化分析结果用于某破碎机生产厂家，该新型颚式破碎机一次试制成功并成功运用于某厂矿企业，得到用户好评。

三结语大多数设计人员对颚式破碎机的仿真优化设计采用针对不同型号的破碎机，不同的设计变量目标函数及约束条件需要编写不同的仿真设计程序，大量重复许多繁锁的相似工作，这不仅增加了产品开发工作量，而且延长产品设计周期，影响产品市场竞争力。本文利用ADAMS运动学与动力学仿真优化设计软件对PFX颚式破碎机进行仿真优化设计，极大地缩短了产品开发周期，提高了产品工作性能，为产品一次试制成功奠定基础。利用ADAMS软件对颚式破碎机进行仿真优化设计，针对不同型号的颚式破碎机，不同的设计变量目标函数及约束条件，研发人员不需要自己编写程序，不需要重复大量繁锁的程序编写工作，研发人员只需更改各杆件端点的坐标范围值可对不同型号不同规格不同设计变量，目标函数及约束条件的各种型号的颚式破碎机进行各种仿真优化设计，从而极大地缩短了产品开发周期，加快产品上市时间，提高产品工作性能，提高市场竞争力。

颚式破碎机的维修：．润滑常常留意并及时做好摩擦面的润滑工作，可确保机器的正常运转和延长其使用寿命。．维修为保证颚式破碎机正常工作，除准确操纵外，必需进行计划性维修，其中包括日常维护检查，小修中修和大修。大修除进行中修的全部工作外，颚式破碎机基础知识还包括更换或车削偏心轴和动颚心轴，浇铸连杆头上部的巴氏合金，更换或修复各磨损件。

：装配过程中制作专门的钢锤来敲击轴承，要求同时对轴承的对角敲击，保证轴承平衡地进入偏心轴中;在偏心轴进入动颚过程中，我们要求用铁锤击打动颚，利用相互作用离将偏心轴装入动颚中，不损坏偏心轴上的轴承：鄂式破碎机工作前应在推力板与调整座间注入适量的润滑脂，空转一段时间后，检查工作电流及电压是否正常及破碎机是否有异常响动后再输送石料进行破碎工作，在进料口处做好级冲措施，避免大石块直接冲击破碎机口，对超过进料口尺寸的大石头要进行次爆破后才给予进入料口，延长鄂破的使用寿命。

颚式破碎机组装需注意：组装时，破碎板必须牢固地贴在鄂板上，两者之间应该垫平，破碎板与颚板之间要用软金属（如铅锌等）作垫片，并用螺栓紧固。使用过程中改进以加强破碎板的寿命在生产过程中，破碎板与物料直接作用，破碎力很大，特别是破碎硬度较大的物料时，导致安装破碎板的螺栓振动，螺母松动，使破碎板磨损加剧并产生极大的噪音，严重时破碎板脱落或折断使设备停机，影响正常生产。遇到这种情况，只是开机前拧紧螺栓螺母是不能彻底解决问题的，要根据现场的实际情况具体问题具体分析，想办法采取切实可行的方法解决问题。具体做法是利用弹簧做成螺栓防松动及自紧装置，该装置由内弹簧压盖弹簧外弹簧压盖组成，把这个装置穿在螺栓上拧紧螺母，由于弹簧被螺母压紧到一定程度后，产生很强的防振效果，由巨大的破碎力产生的螺栓松动力被弹簧张紧力自动弥补，故螺栓不致于松动，从而延长破碎板的使用寿命，提高生产效率。总之，在使用过程中可以针对具体情况想办法解决具体问题，防止破碎板松动磨损加剧折断等情况，从而延长破碎板的使用寿命，降低成本，提高工作效率。为了加强破碎板的使用寿命，中小型破碎机的破碎板设计成上下对称的形状，当下部磨损后可调头使用；大型颚式破碎机的破碎板设计成互相对称的几块，以便磨损后可将破碎板调换使用。

锰钢的韧性较好，虽然硬度不高（大约为HB），但是，因为具有冷加工硬化的特点，在压力作用下会不断被强化，故在工作中不断磨损又不断强化，直到磨损至不能使用才报废。

锰钢破碎板浇铸后要通过水韧处理，水韧处理的操作大体上与淬火相同，把铸造出来的锰钢破碎板加热到～℃后在水中快速冷却。组装组装时，破碎板必须牢固地贴在鄂板上，两者之间应该垫平，破碎板与颚板之间要用软金属（如铅锌等）作垫片，并用螺栓紧固。机架机架是上下开口的四壁刚性框架，用作支撑偏心轴并承受破碎物料的反作用力，要求有足够的强度和刚度，一般用铸钢整体铸造，小型机也可用优质铸铁代替铸钢。定颚的颚床是机架前壁，动颚颚床悬挂在周上，要有足够的强度和刚度，以承受破碎反力，因而大多是铸钢或铸铁件。

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