颚式破碎机

颚式破碎机由于具有构造简单、工作可靠、操作维修方便、适用性广等特点，所以是粗碎和中碎作业中使用最普遍的破碎机械。

颚式破碎机是利用活动颚板对固定颚板作周期性往复运动，从而将两块颚板之间的物料破碎。

颚式破碎机按活动颚板的运动特征分为简单摆动式（简称简摆）和复杂摆动式（简称复摆）两种。

一、构造工作原理

复摆颚式破碎机的构造如图3-3所示。图中1是机架，机架前壁作为定颚，动颚3悬挂在偏心轴4的偏心部位。在机架后壁处装有调节楔铁9，与其相接的为另一楔铁7。在动颚与楔铁之间用推力板12来联接。推力板的两端均装在支座内。拉杆11与动颚相连，借弹簧10的作用将动颚拉住并使之紧靠的推力板上。

图3-3　复摆颚式破碎机示意图

1-机架（前壁作为固定颚板）；2-侧衬板；3-活动颚板；4-偏心轴；5-飞轮（皮带轮）；6-滚动轴承；7-前楔铁；8-调节螺栓；9-后楔铁；10-弹簧；11-拉杆；12-推力板；13-动颚衬板；14-定颚衬板

两块颚板与机架侧壁之间围成的空间称为破碎室，物料从破碎室上部的进料口加入，已破碎的物料则从破碎室下部的出料口卸出。

当偏心轴转动时，动颚作复杂的平面运动。这种平面运动使动颚时而靠近时而离开定颚，当动颚靠近定颚时，由进料口加入破碎室中的物料受到鄂板的挤压作用而被粉碎，当动颚离开定颚时，已被破碎的物料由于重力作用即自动地从出料口卸下。当动颚重新靠近定颚时，新加入的物料又被粉碎，离开定颚时，物料又从出料口卸下，如此*复*作，使破碎作业不断进行下去。

用调节楔铁可以调节出料口的宽度，从而调节产品的粒度。调节时，转动调节螺栓8，楔铁7即可上下移动，通过推力板的作用而使出料口的宽度发生变化。

当动颚靠近定颚时，颚板受到破碎中物料巨大阻力作用，需要很大的动力，而在离开定颚时，是靠弹簧的作用，不需要动力。在每个工作循环中，载荷很不均匀，为了使载荷均匀，在颚式破碎机偏心轴的端部装有飞轮5，飞轮可以把能量储蓄起来以提高颚板工作的动能。偏心轴的另一端部装有皮带轮，皮带轮除作传动外，还起飞轮作用，所以其轮缘是比较厚的。

当碎破腔进入不易破碎物（如铁件等物）时，可能发生机件损坏事故。因此必需有安全装置，一般颚式破碎机的安全装置设在推力板上，把推力板分成两段，用螺栓相连接，在整个机器中以螺栓为最脆弱的部分，当机器超负荷时，这些强度最弱的零件就折断。这样起了保险作用，不致损坏机器。

动颚和定颚的颚板表面是波浪形或齿形，且一个颚板的波峰与另一个颚板的波谷相对，这样可给物料除了有挤压作用外，还有弯折作用，使物料比较容易破碎。

图3-4表示复摆颚式破碎机动颚上A、B、C、D四点的运动轨迹，图中O₁为偏心轴的转动中心，O₂为推力板的摆动中心，O₁A为偏心距，O₂B为推力板长度，AB为动颚长度。

在偏心轴转动一周的时间内（点1到点1），可以分四个不同的运动阶段：在第一阶段，即在第Ⅰ象限内（从点1到点A），动颚下部向左靠近定颚而上部则向左离开定颚，此时破碎室上部的物料向下运动而下部的物料被破碎。第二阶段，即在第Ⅱ象限内（从点4到点7），整个动颚都向定颚靠近，破碎室中的物料均被破碎，这一行程是纯工作行程。第三阶段，即在第Ⅲ象限内（从点7到点10），情况恰与第一象限时相反，破碎室上部在破碎物料，下部的物料从出料口卸下。第四阶段，即在第Ⅳ象限内（从点10到点1），整个动颚离开定颚，物料继续卸下，这一行程是纯空回行程。在整个工作循环中，动颚上部（在进料口高度上）的水平位移约为下部（在出料口高度上）的1.5倍，垂直位移比下部小些，就总的颚板而言，垂直位移约为水平位移的2～3倍。

图3-4　复摆式破碎机动颚各类运动的轨迹

较大的垂直位移能促使物料卸出，并使破碎室中的物料翻转，所以复摆颚式破碎机比同规格的简摆颚式破碎机的生产能力要高20%～25%左右，而且产品多为近乎立方体的形状，较小产生片状产品。但是，较大的垂直位移会使衬板与物料之间摩擦加剧，衬板磨损较快，特别是下部，由于垂直位移为水平位移的三倍，磨损更为迅速。

在破碎物料时，巨大的破碎力通过动颚直接作用到偏心轴和轴承上，使偏心轴和轴承的受力情况不好。因此这类破碎机的规格适宜中小型，破碎中硬物料，其破碎比i可达10。近年来，随着机械工业的发展，滚动轴承应用在破碎机上，复摆颚式破碎机也向大型化方向发展，因此，在粗碎方面，国外有用复摆颚式破碎机代替简摆颚式破碎机的趋势。

简摆颚式破碎机构造如图3-5所示。1为机架，机架前壁作定颚，动颚3悬挂在悬挂轴4上，偏心轴在轴承内旋转，在偏心轴上装有连杆8，机架后壁上有推力板支座9。连杆、动颚、推力板支座之间用推力板10和14连接，推力板两端装在支座中。拉杆13与动颚相连，借弹簧11的作用使动颚紧靠在推力板上。当偏心轴转动时，动颚绕悬挂轴转动，时而靠近时而离开定颚，从而把加入破碎室中的物料破碎，已被碎的物料从出料口卸下。

图3-5　简摆颚式破碎机示意图

1-机架（前壁作为固定颚板）；2-侧衬板；3-活动颚板；4-动颚悬挂轴；5-飞轮（皮带轮）；6-偏心轴；7-机架后壁；8-连杆；9-推力板支座；10-后推力板；11-弹簧；12-后壁凸缘；13-拉杆；14-前推力板；15-动颚衬板；16-定颚衬板

简摆颚式破碎机由于工作时动颚是绕悬挂轴摆动的，所以颚板上部的位移（无论是水平位移还是垂直位移）比下部的位移小，一般只有下部位移的1/2左右。这样，物料在颚板上部受到的破碎作用就不如在下部受到的破碎作用来得强烈，使破碎工作过于集中在下部，整块颚板没有均匀地工作。因此在颚板上、下部之间容易形成空隙，从而降低颚式破碎机的生产能力。此外，简摆颚式破碎机的垂直位移较少，破碎室中物料很少翻动，容易产生长片产品，即有些产品尺寸较大，这对下一段的粉碎作业是不利的。不过，动颚的垂直位移小，物料对衬板的磨损就不严重。同时，在简摆颚式破碎机中，由于破碎力不直接作用在偏心轴上，而且通过推力板、连杆等构件组成的杠杆机构，使作用在偏心轴上的力减少，因此可制成大型的破碎机，且能破碎坚硬的物料，其粉碎比i＝3～6。

总的说来，复摆颚式破碎机与简摆颚式破碎机相比，结构简单、紧凑，零部件较小，因而机械摩擦损失小，单位功耗较低，所以复摆颚式破碎机愈来愈得到广泛的应用。

颚式破碎机的规格用其进料口的尺寸（宽×长）来表示。表3-1列出常用的部分规格和技术性能。

二、主要工作参数的确定

（一）入料粒度

入料最大粒度通常为进料口宽度的75%～85%。

（二）钳角

动颚与固定颚之间的夹角称为钳角（又称啮角）或称最大有效作用角。此角的大小，应保证破碎腔内的物料被动颚挤压时，不向上滑动或被抛出去，并且钳角的大小与物料性质、块度的大小、形状、比重等因素有关。如图3-6（a）所示，物料块在破碎室内受到颚板给予的挤压力p₁和p₂，其方向垂直于动颚板和定颚板，α是两颚板的夹角，f是物料对颚板的摩擦系数。物料块本身的重力与破碎力p₁和p₂相比很小，可略去不计，假设物料呈圆球形，破碎物料时受力平衡条件为：

（1）向下垂直分力的总和大于向上垂直分力的总和

即　

（2）水平分力总和等于零

非金属矿产加工机械设备

将式（3-5）代入式（3-4）得

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令φ表示摩擦角，即f＝tgφ

则　

即　

因此　α≤2φ

当摩擦系数f＝0.2～0.3

则　α_max≈22°～30°

实际上，当破碎机加料粒度大小相差很大时，还仍然可能产生物料被挤出加料口的情况。这是由于大块物料楔塞在两个小块物料之间如图3-6（b）所示，这时，角度α′必然大于两倍摩擦角。所以一般颚式破碎机的最大钳角取为

α＝18°～23°

钳角α的大小，直接影响破碎机的破碎效率。减小α，可以减少物料完全破碎所需要的挤压次数。破碎机生产能力提高约20%～40%，但也应该注意，减少钳角会带来粉碎比的减少或破碎腔增高的问题。

图3-6　颚式破碎机的钳角

（三）偏心轴转速

颚式破碎机的转速n是指偏心轴在单位时间里转动的次数，单位是转/分。噪声式破碎机的工作是间歇性的，偏心轴转一圈，动颚往复摆动一次，前半圈为破碎物料，后半圈为卸出物料。只有当动颚离开固定颚时，亦即当偏心轴回转半圈时，已破碎好的物料才能从颚膛中靠本身重量往下卸出。当转速增加时，破碎机的生产能力相应地随着增加，但这种增加有一定限度，因为转速过快，则动颚摆动次数太多，已破碎好的物料就来不及全部卸出，而造成颚膛堵塞现象，这样反而在某种程度上相对地降低了破碎机的生产能力，并增加了功率消耗。转速太低，动颚摆动次数太少，物料得不到及时的破碎，生产能力就降低。因此，颚式破碎机偏心轴的转速应该有一个合适的数值。由于转速的理论计算公式误差较大，目前一般都是采用经验公式来确定转速n：

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式中　B——颚式破碎机进料口的宽度。

（四）生产能力

颚式破碎机的生产能力是指在单位时间里所能破碎物料的数量，也称为产量。它与物料的性质、操作条件、机械本身性能等因素有关。近似计算公式：

非金属矿产加工机械设备

式中　Q——产量（t/h）；

d——破碎后物料平均粒径（m）；

μ——松散系数，对大型破碎机μ＝0.3；中、小型破碎机μ＝0.5～0.7；

γ——卸出物料的容积密度（t/m³）；

L——出料口的长度（m）；

S——动颚的摆幅（m）；

n——转速（r/min）；

α——钳角。

（五）电动机功率

电动机的功率一般用经验公式估算：

对于B≥600mm，

对于B≤600mm，

式中　N——电动机功率（kW）；

B——加料口宽度（mm）；

L——加料口长度（mm）。

表3-1列出常用的部分颚式破碎机的规格和技术性能。

三、使用

颚式破碎机通常是用作物料的第一道破碎，选型时不仅要满足机器生产能力的要求，而且要根据被破碎物料的块度来选择。一般按下式确定颚式破碎机进料口的宽度：

表3-1　颚式破碎机的规格和主要技术能性

①生产能力是按物料容积密度为1.6t/m³计算的。②两种电动机可任选一种。

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式中　B——颚式破碎机进料口的宽度（m）；

D_max——被破碎物料的最大值径（m）。

颚式破碎机运行时会产生很大的惯性力，不可避免要发生振动，因此应安装在坚固的基础上，基础质量可取为机器质量的5～10倍。颚式破碎机的基础不要与厂房的基础相连，以免机器的振动影响建筑物。颚式破碎机的安装位置要远离其他生产车间，以免影响这些车间的正常操作。

颚式破碎机操作时应按先开机后加料、先停料后停机的顺序，使机器在空载下起动。加料时要严防螺母、铁块等物混入，以免发生事故。加料要均匀，特别对大块的物料应先用人工破碎后才能加入，破碎室中物料的高度不要超过破碎室高度的2/3。要随时注意轴承的温升和机器的运行声音，发现不正常现象要立即停车处理。

机器运转时，严禁进行任何维修工作，不准跨越进料口栏杆。处理破碎室堵塞时，禁止站在破碎室的物料上或用手扒大块物料，应当使用撬棍或专门的工具去处理。

表3-2列出了颚式破碎机常见故障的产生原因及其排除方法。

表3-2　颚式破碎机常见故障的产生原因及其排除方法