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顎式礦石破碎機(jī)在工作過(guò)程中，動(dòng)顎承受很大的沖擊載荷。因此，要求它有足夠的強(qiáng)度和剛度。它又是破碎機(jī)中除機(jī)架外，最重的零件，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特性又是決定破碎機(jī)性能好壞的關(guān)鍵。所以，動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的，現(xiàn)詳述如下。

一、對(duì)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)大約有100余家生產(chǎn)顎式礦石破碎機(jī)的廠家，其中多數(shù)屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，有些還是 采用50年代從蘇聯(lián)引進(jìn)的技術(shù)生產(chǎn)破碎機(jī)。有的破碎機(jī)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)不盡合理，使動(dòng)顎沉重而 強(qiáng)度又較低，從而降低其使用壽命，浪費(fèi)原材料，例如PE250X400、PE400X600顎式礦石破碎機(jī)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)（圖1、2)均不合理。

經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)動(dòng)顎是在其下部肘座偏上處，即在I-I截面附近產(chǎn)生裂紋。根據(jù)動(dòng)顎受力分析可知，動(dòng)顎上最大作用力位于I一I截面附近，而且從直觀可知，此截面面積又比較小，故產(chǎn)生較大的應(yīng)力，致使在此處損壞。

經(jīng)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)有限元分析，求得應(yīng)力沿動(dòng)顎邊界分布如圖3所示。從圖中看出，在肘座附近A、B、C三點(diǎn)應(yīng)力最大，故動(dòng)顎常在此處損壞，而D、E、F三點(diǎn)應(yīng)力較小，且與前三點(diǎn)應(yīng)力差值太大。

圖4所示為PE400X600破碎機(jī)動(dòng)顎應(yīng)力測(cè)試結(jié)果。I-I截面應(yīng)力δ1 = 172MPa, I-I截面δ1= 100MPa, ⅡⅡ截面 δ2=47MPa, IV — IV截面 δ4 = 39MPa。由此可知，應(yīng)力最大截面位于動(dòng)顎肘座附近偏上一點(diǎn)；其次各截面應(yīng)力之差值以IV—IV截面與I-I截面相差最大，達(dá)133MPa。

根據(jù)上述兩種典型破碎機(jī)動(dòng)顎應(yīng)力分析可知：（1)動(dòng)顎在肘座附近產(chǎn)生最大應(yīng)力，致使它常在此處產(chǎn)生裂紋損壞； (2)動(dòng)顎體上部與下部（I 一 I與IV — IV截面）應(yīng)力值差的懸殊，即I — I截面太薄弱，降低動(dòng)顎使用壽命，而IV — IV截面又太粗大，使得動(dòng)顎笨重, 浪費(fèi)材料，放這兩種動(dòng)顎結(jié)構(gòu)極不合理急需改進(jìn)，借以提髙企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

動(dòng)顎體縱向截面尺寸大致呈梯形，即上大下小但相差不能懸殊。因此設(shè)計(jì)動(dòng)顎綰構(gòu)時(shí)， 按著動(dòng)顎受力與損壞實(shí)際情況，應(yīng)適當(dāng)減小動(dòng)顎體上部截面尺寸，增大其下部截面尺寸，即如圖1、2虛線所示。這樣，既保證動(dòng)顎強(qiáng)度和剛度要求，延長(zhǎng)其使用壽命，又減輕動(dòng)顎重量節(jié)省材料。

圖5所示為某礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的老式PE400X600顎式礦石破碎機(jī)動(dòng)顎（與圖2所示動(dòng)顎相同）整體折斷的情況。這種情況有幾個(gè)，都是在動(dòng)顎肘座偏上一點(diǎn)折斷。因此，提出如 何在原有基礎(chǔ)上增加動(dòng)顎強(qiáng)度又保持原破碎機(jī)主體結(jié)構(gòu)與主要件結(jié)構(gòu)不變的條件下，加以修復(fù)（改進(jìn)），礦對(duì)上述兩種破碎機(jī)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)作如下改進(jìn)：

按圖1、2所示虛線改變動(dòng)顎結(jié)構(gòu)（圖6)，此時(shí)連桿長(zhǎng)度由AB變?yōu)锳B'、肘板長(zhǎng)度由BC變?yōu)锽'C'，此時(shí)傳動(dòng)角增大使動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性變壞。為此，將軸座C點(diǎn)前移至C'點(diǎn)，這樣，尚能在一定程度改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。

為了說(shuō)明這種改進(jìn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的效果，現(xiàn)舉一實(shí)例：

某礦山機(jī)械廠曾有8臺(tái)PE400X600顎式礦石破碎機(jī)，用戶使用后要求退貨，原因是破碎腔 嚴(yán)重堵塞，破碎機(jī)不能正常排料。為了解決此問(wèn)題我們對(duì)該機(jī)進(jìn)行了檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，破碎機(jī) 給料口尺寸為470mm、嚙角約27%實(shí)測(cè)給料口水平行程為13mm、排料口水平行程僅有 8mm。此時(shí)，廠家要求盡量保持原破碎機(jī)主要零件不變的條件下解決問(wèn)題。具體辦法是，將動(dòng)顎向后轉(zhuǎn)一個(gè)角度到圖7所示虛線位置，在定顎齒板后加墊便齒板處于圖中虛線位置并恢復(fù)給料口尺寸為400mm左右，此時(shí)嚙角在21°左右。這樣，為使傳動(dòng)角不變，即將肘座由C點(diǎn)前移至C'點(diǎn)，則肘板由原BC變?yōu)锽'C'。

經(jīng)使用證明，基本解決破碎機(jī)不排料的問(wèn)題，其原因是，經(jīng)上述改動(dòng)后，使嚙角變小 增加產(chǎn)量，連桿與肘座位置變動(dòng)改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性使排料口水平行程略有增加，從而排除了破碎腔堵塞現(xiàn)象，與此同時(shí)若將原偏心距10mm增加到12mm會(huì)有更明顯的效果。由此實(shí)例說(shuō)明圖6所示改進(jìn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的辦法是可行的。

應(yīng)該指出，這種改進(jìn)辦法只能是一種應(yīng)急的措施，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)，只有重新設(shè)計(jì)動(dòng)顎結(jié) 構(gòu)以及必須淘汰這種破碎機(jī)。

二、動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

顎式礦石破碎機(jī)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，主要取決于兩個(gè)因素：其一是動(dòng)顎受力；其二是動(dòng) 顎的制造工藝性和外觀。前者是保證動(dòng)顎強(qiáng)度和剛度的最根本依據(jù)，在滿足此要求的基礎(chǔ) 上，動(dòng)顎重量越小越好，特別是其回轉(zhuǎn)中心離重心越近越好。同時(shí)還要考慮工藝性以及外觀等。

根據(jù)前面對(duì)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)分折可知，在滿足危險(xiǎn)截面強(qiáng)度和剛度要求后，盡量使動(dòng)顎各截面應(yīng)力差值小。這樣不僅能延長(zhǎng)動(dòng)顎使用壽命，又減輕動(dòng)顎重量。

從圖6動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的改進(jìn)可以看出，動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸有關(guān)。由此可知：老產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也不盡合理；新的顎式礦石破碎機(jī)在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

動(dòng)顎結(jié)構(gòu)型式按其橫截面形狀分有三種："E"形截面、反"E"形截面和箱形截面。同樣截面尺寸第二種比第一種型式強(qiáng)度增加。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，視具體情況選定。一般情況下，中小型破碎機(jī)動(dòng)顎采用第一和第二種型式而大型破碎機(jī)動(dòng)顎采用箱形結(jié)構(gòu)。

動(dòng)顎一般都是采用ZG35材料鑄成，因?yàn)樗�的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。國(guó)外也有采用焊接結(jié)構(gòu)動(dòng) 顎而國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有。

動(dòng)顎體的壁厚可根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算并考慮剛度來(lái)選定。還可參考實(shí)際數(shù)據(jù)（表1)選定。

表1中給出的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)動(dòng)顎時(shí)僅供參考，不能照抄，因?yàn)楦鲝S家生產(chǎn)的同一規(guī)格破碎 機(jī)其動(dòng)顎結(jié)構(gòu)也不盡完全一樣。特別是動(dòng)顎重量誤差較大，如負(fù)懸掛與正懸掛的動(dòng)顎，雖 然破碎機(jī)同一規(guī)格其重量相差較大。此外，動(dòng)顎頭部應(yīng)力較小，但考慮到剛度影響，一般不能減薄，否則會(huì)影響軸承壽命，嚴(yán)重時(shí)將使軸承產(chǎn)生事故磨損。

動(dòng)顎頭部主要是借助裝軸承部位傳遞動(dòng)力，為了減輕重童可適當(dāng)將兩軸承之間一段壁厚減薄。

動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先是在裝配草圖中確定動(dòng)顎結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)裝配草圖中的動(dòng)顎結(jié)構(gòu)再畫動(dòng)顎施工圖。

在畫裝配草圖前已知破碎機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸以及破碎腔尺寸等。如圖8所示，偏心距為OA， 連桿長(zhǎng)為AB,肘板長(zhǎng)為BC,后肘座C點(diǎn)位置尺寸a和B,動(dòng)顎懸掛高度破碎腔高度H和嚙角α等等。

根據(jù)所選定的動(dòng)顎滾動(dòng)軸承外徑尺寸之半為半徑以A點(diǎn)為圓心畫出動(dòng)顎內(nèi)孔，參考表1中數(shù)據(jù)選定δ1值畫出動(dòng)顎頭部外圓；根據(jù)肘墊和肘板頭部尺寸以B點(diǎn)為準(zhǔn)畫出肘槽尺寸，參考表1中數(shù)據(jù)選δ3值使它等于fH，過(guò)f點(diǎn)作Ef線使該線與垂直線或者與定顎齒板齒面線成α角，EfG長(zhǎng)度尺寸依據(jù)動(dòng)顎懸掛高度h和破碎腔高度H以及動(dòng)顎齒板尺寸確定；參考表1中數(shù)據(jù)選定δ4值使dE=δ4則可定d點(diǎn)，然后連接dH線；選定動(dòng)顎型式，如圖中選為"E"型，再參考表1數(shù)據(jù)定δ2值。其他部位幾何形狀和尺寸依前述動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則按經(jīng)驗(yàn)確定。

動(dòng)顎沿偏心軸軸向方向的結(jié)構(gòu)尺寸，根據(jù)破碎腔長(zhǎng)度尺寸，或者說(shuō)根據(jù)動(dòng)顎齒板寬度尺寸來(lái)確定，而動(dòng)顎背面的筋板數(shù)目和尺寸主要按保證動(dòng)顎有足夠的強(qiáng)度和剛度原則來(lái)確定。

動(dòng)顎頭部?jī)?nèi)孔在兩端的滾動(dòng)軸承部位的尺寸，應(yīng)按軸承寬度等尺寸來(lái)確定。至于其他 如動(dòng)顎頭部吊鉤，腳部與拉緊裝置拉桿連接的掛鉤以及動(dòng)顎的鑄造工藝要求等，這里不再贅述。

上述動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的確定過(guò)程要經(jīng)反復(fù)^改完善后才能定案。然后作強(qiáng)度計(jì)算確認(rèn)無(wú)誤再畫動(dòng)顎施工圖。

三、結(jié)束語(yǔ)

(1)已有兩種老式PE250X400、PE400X600顎式礦石破碎機(jī)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)不盡合理，可參考本文提供的改進(jìn)方法改善動(dòng)顎結(jié)構(gòu)。

(2)動(dòng)顎肘座位置是由機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所決定，因此上述兩種破碎機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也不佳。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到對(duì)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)的影響。

(3)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在保證最危險(xiǎn)截面尺寸的條件下，盡童使動(dòng)顎體各截面應(yīng)力趨于接近。這樣，動(dòng)顎有足夠的強(qiáng)度和剛度，既保證耐久又使動(dòng)顎重量減輕節(jié)約材料。