大型顎式破碎機機架結構設計

   破碎機機架是整個破碎機零部件的安裝基礎。它在工作中承受很大的沖擊荷載,它的質量占整機很大比例(對鑄造機架為50%左右,對焊接機架為30%左右),而且加工制造工作量也較大。機架的強度和剛度,對整性能和主要零件壽命均有很大影響。因此機架結構設計很重要。

    機架結構形式
    顎式破碎機機架按結構分,有整體機架和組合機架整體機架由于制造、安裝和運輸困難,故不用于大型破碎機,而多為中小型破碎機所采用。它比組合機架剛性好,但制造較復雜。
    組合機架用于大型破碎機,它有兩種形式:一種是通過架壁間的嵌銷和螺栓組合,如1200×1500顎式破碎機機
架分上下兩部,上架體和下架體用螺栓連接,結合面間用鍵銷釘承受強大的剪力。鍵和銷還起裝配定位作用.另一種是用焊接組合,如900×1200顎式碎機機架。它的剛性比嵌銷連接的組合機架好,加工、裝配和拆裝也比較方便。1500×2100破碎機采用焊接組合機架。從制造工藝來看,整體機架又分整體鑄造機架和整體焊接機架。前者制造較困難,特別是單件小批量生產,而后者便于加工制造,機重較輕,但要求焊接工藝、焊接質量都比較高,且焊后要求消除內應力。
    國外顎式破碎機普遍采用焊接機架,不僅小型破碎機用,大型破碎機也是焊接機架美國AC公司2667×3048大
型機采用焊接機架。
    上海建設路橋機械設備有限公司最近生產的1060×1200和1200×1500式破碎機均采用焊接機架此外,鑄鋼是一種高能的工藝過程,從節約能源角度也該大力發展焊接機架。無疑顎式破碎機采用焊接機架是發展方向。

    機架結構設計
    機架結構設計必須遵循下列原則:首先根據機架受力情況,滿足機架強度和剛度要求;其次是考慮制造工藝性
要求;最后考慮外觀要求。且不能盲目加強機架強度,導致破碎機機重增加浪費材料。
    破碎機機架是由前壁、側壁和后壁以及軸承座組成一個空間框架結構,其平面圖如圖5-15所示破碎機機架結
構設計與機架受力是密切相的。所以介紹一下機架受力情況(圖5-15)根據前面受力分析知,機架承受三個力:物
料給固定顎的壓力F,其方向與固定顎板垂直,作用在破碎腔有效高度中間;偏心軸給機架的壓力FDm;肘板給后壁
肘座的壓力FA。

    機架前壁結構設計
    如圖所示,機架前壁主要是承受最破碎力F的作用。前壁是由一塊縱向墻板與幾塊橫向外側筋板所組成。載
荷主要是由橫向筋板所承受。因此,一般橫向外側筋板之間不再增設與側壁平行的縱向筋板。對于大型破碎機或中小型很寬的破碎機可以增設1~2根縱向筋板。國產的破碎機隨意增設筋板現象常有之,增加破碎機質量。國外破碎機為增加前壁堅固性,制成如反“ョ”形的前壁。

    機架側壁結構設計
    側壁加強筋的位置也應根據受力的要求布置,如圖5-16所示,主軸承受有壓力Fr的作用,而且FD力不通過側壁
板中心形成一個懸壁產生側向傾翻力矩,所以在主軸承下方必須增設豎筋。實際上FHD反力沿主軸承下半部是不均勻的,沿主軸承垂線中心垂直載荷最大而中心線右側載荷比左側大。因此,如老式400×600顎式破碎機側壁加強筋布置方式是合理的。
    應該指出,不是所有破碎機機架側壁加強筋都如圖5-16所示。因為不同形式破碎機它的主軸承受力方向各異
，但根據軸承受力和側壁變形布置加強筋的原則,對任何顎式破碎機都適用。如圖5-17所示為英國帕克弗得里克公司生產的大傳動角顎式破碎機機架該機側壁布置有1、2、3三根筋板。筋板1設置在主軸承側面,筋板3設置在主軸承后下方,這兩塊筋板之間用筋板2連接起來,構成一個“A”形框架。這種機架側臂加強筋布置方式與圖5-16所示截然不同,但根據圖5-18所示機架受力分析可知,軸承最大力F作用方向HA正是圖5-17側壁加強筋1的方向。筋板3承受后壁的作用力,筋板2不僅將1、3相連接而且增加側壁向內側彎曲的度,從而說明圖5-16所示側壁筋。板布置方式完全符合破碎機受力的要求。
    有的破碎機側壁設置1根或者2根筋板,還有根本不設橫向筋板,而且在軸承下面也不設加強筋板,側壁是一塊
平板。凡是在軸承下面不設筋板的破碎機,其主軸承中心(寬度方向)必然與機架側壁板厚度中心相重合,因為此
時不產生懸臂力矩。
    為了安裝襯板座,側壁后部必須設置導槽,它有兩種方式:一是按F1力方向(圖5-15)設置水平方向導槽;二是
按Fc力方向設置斜向導槽。前者多用于中小型破碎機,后者多用于大中型破碎機,其主要目的是減少F2力對導軌
沖擊,增加導軌的可靠性為了消除對導軌的沖擊必須使肘座與上導軌及與后壁之間沒有間隙。

    機架后壁結構設計
    機架后壁結構與前壁相似(圖5-15),后壁上作用有肘板傳遞的FBc力,該力分解為T1和T2兩個分力。F1力由機
架后壁承,而F2力經過肘座傳給焊在機架壁內側的導軌上?？蓪⒑蟊诮孛孓D180°構成圖5-19所示的模樣。此時
可提高截面的承載能力,或者說在同樣條件下可相應的減少截面面積,從而減輕機架質量。
    載荷F2和F1是一個變化值,有載時很大,而空載時又很小(圖5-15)。由于肘座與導軌之間具有間隙;肘座后面
的墊片之間存在間隙。因此,破碎機工作過程中產生附加沖擊載荷,故常將導軌和后壁沖裂。特別是導軌沖裂后,
重新補焊時,由于高溫使側壁變形造成滾動軸承“別勁”而加速軸承磨損。因此,近些年生產的破碎機增設了將
肘座與導軌接觸面以及墊片之間的壓緊結構,從而消除了間隙也就杜絕產生附加沖擊載荷,延長了導軌與后壁機架的壽命,增加了機架的可靠性。