一种空载加荷防空转颚式破碎机的制作方法

本发明属于矿山机械，尤其是涉及一种矿石破碎机。

背景技术：

颚式破碎机俗称颚破，又名老虎口，由动颚和静颚两块颚板组成破碎室，模拟动物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机，广泛应用于矿山冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的破碎，被破碎物料的最高抗压强度为320Mpa。

中文名颚式破碎机外文名Jaw Crusher 别称鄂破、老虎口，最常用的矿石破碎机分为单摆颚式、复摆颚式，常用的颚式破碎机有双肘板的和单肘板的两种，前者在工作时动颚只作简单的圆弧摆动又称简单摆动颚式破碎机，后者在作圆弧摆动的同时还作上下运动。

国内颚式破碎机制造厂家技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大，颚式破碎机机架占整机质量的比例很大，其中铸造机架约占50%，焊接机架约占30%，国外颚式破碎机都是焊接机架，甚至动颚也采用焊接结构，颚式破碎机采用焊接机架是发展方向，国内颚式破碎机机架结构设计不合理实例有许多，其原因就是没按破碎机实际受力情况去布置加强筋，

近几年来，随着露天矿开采比重的增加，以及大型挖掘机、大型矿用汽车的采用，而露天矿运往碎矿车间的矿石块度达到1.5~2.0米，同时，由于原矿石的品位日趋降低，要想保持选矿厂原有的生产能力，就得大大增加原矿石的开采量和碎矿量，因此颚式破碎机正在向大型的方向发展，目前，国外制造的最大规格的颚式破碎机是：简摆为3000×2100毫米，给矿块度为1800毫米，生产能力为1100吨/台·时；复摆为2100×1670毫米，排矿口为355毫米时，其生产能力为3000吨/台·时。

随着耐冲击的大型滚动轴承的出现，国内外有采用复摆颚式破碎机代替简摆破碎机的趋势，这是因为在条件相当的情况下，前者较后者生产能力提高30%；在两者生产能力相同时，前者比后者重量减轻20%~30%。但是，复摆颚式破碎机的结构方面还存在某些问题，尚待研究改进。

应当看到，近年来由于我国大型滚动轴承材质的提高，以及井下粗碎设备的需要，复摆颚式破碎机也有向大型方向发展的趋势，目前正在试制900×1200复摆破碎机，随着设备规格的大型化，一般颚式破碎机的调整装置和保险装置必然要采用新的机构，因此，当前颚式破碎机发展的另一个趋势，就是排矿口采用液压调整机构，不仅简便迅速，并在工作中随时可以根据需要进行调整；同时，机器的超负荷的保险装置也是采用液压机构，以达到安全可靠，亦不损坏推力板，而且故障排除后，机器立即恢复工作，国内外都在大力发展这种液压颚式破碎机，我国已经生产900×1200液压简摆颚式破碎机，并在莱芜铁矿和罗茨铁矿投入生产使用，生产实践证明，液压颚式破碎机的保险机构和调整机构，达到了安全保险和调整方便的目的，情况良好，深受岗位工人的欢迎。

在提高颚式破碎机的破碎效率方面，除了在原有设备的结构上作局部改进，如，增加破碎室高度，提高生产能力；减小排矿口，增大破碎比；增加动颚摆动速度，以提高设备生产能力和改进产品质量以外，目前，各国都在研试新型结构的破碎机，如，冲击颚式破碎机，双动颚的颚式破碎机和液压传动的颚式破碎机等。

颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板，垂直或上端略外倾固定在机体前壁上，另一是活动颚板，位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎室。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近，分开时，物料进入破碎室，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。

颚式破碎机按照活动颚板的摆动方式不同，可以分为简单摆动式颚式破碎机、复杂摆动式颚式破碎机和综合摆动式颚式破碎机三种。

就颚式破碎机而言，尽管结构类型有所不同，但是它们的工作原理基本上是相似的，只是动颚的运动轨迹有所差别罢了，概而言之，当可动颚板围绕悬挂轴对固定颚板作周期性的往复运动，时而靠近时而离开，就在可动颚板靠近固定颚板时，处在两颚板之间的矿石，受到压碎、劈裂和弯曲折断的联合作用而破碎；当可动颚板离开固定颚板时，已破碎的矿石在重力作用下，经破碎机的排矿口排出。

单摆颚式原理：动颚悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动，带动两块推力板也做往复运动，从而推动动颚做左右往复运动，实现破碎和卸料，此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动颚上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料，此外，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比一般为3-6，由于运动轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机，简摆颚式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小；由于动颚垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现象，动颚颚板的磨损较小。

复摆式颚式破碎机原理：动颚上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动颚的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动颚上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线，逐渐向下变成椭圆形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线，由于这种机械中动颚上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动式颚式破碎机。

复摆式颚式破碎机与简摆式相比较，其优点是：质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所装物料块受到均匀破碎，加以动颚下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出20-30%，物料块在动颚下部有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的形状卸出，在设计时，动颚和定颚的破碎板应该齿峰对齿谷，这样，破碎时对物料除了有挤压作用外，还有弯曲作用，物料比较容易破碎，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，破碎板的材料可以选用白口铸铁，白口铸铁硬度较大、耐磨性较好、来源容易、价格便宜，缺点是性脆、容易折断、使用寿命短，为了提高破碎板的使用寿命，材料采用含锰12%以上的锰钢更好，常用的是ZGMn13，锰钢的韧性较好，虽然硬度不高，大约为210HB，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，即把铸造出来的锰钢破碎板加热至1000～1100 ℃后在水中快速冷却，水韧处理后可以得到均匀的金相组织，并使金相组织固定下来，避免了在使用中自然发生相变而使性能变差，锰钢的缺点是价格较贵，但从使用寿命、成本等方面总体考虑，ZGMn13 比白口铸铁使用寿命长、成本低。

技术实现要素：

技术问题的由来：无论是单摆还是复摆，部分矿石进入破碎腔之后，都会出现空转现象，即矿石不能被破碎，矿石缺乏棱角面，比较圆滑，难以挤压破碎，而机器又在不停的运转，此时停机的话，开机存在矿石卡住机器，导致无法运转，只能由工人掏出矿石，这显然很不经济，因此，通常做法都是机器不停转，工人利用石锤敲击矿石，直到矿石被破碎，这样，加大了工人的劳动强度，通常矿山工人的劳动强度都是很大的，而一个工人的功率大约为0.05到0.1KW，此外，破碎机都有飞轮，飞轮是利用惯性工作的，不过，受限于加工机械和维修机械的加工行程的限制以及皮带轮的直径的限制，飞轮的外径和皮带轮的外径都非常接近，这样，飞轮的直径也非常有限，导致飞轮的惯性有限，动力机械动力都有额定功率和极限功率，在不足额定功率的一定波动范围的功率之内，对机器的动力需求几乎没有变化或者变化很小，例如，现在将机器的动力值由额定功率的20%变为50%甚至80%，无论是电动机还是柴油机都是可行的，但对电力或者是柴油的损耗相差无几，将动力机的工作依照一个工序周期分为两类，即满载工作和间载工作，满载工作是指动力需要一直维持在一定的功率水平，例如，抽水机、钻床，间载工作是指动力在载荷-空载状态交替进行，破碎机的工作就是属于后者，对于载荷状态，可能存在动力不足，但动力的设计会受到多重因素的影响，如果动力高出工作机械额定功率太高，也存在机器的价格和供电线路，供电能力的限制，并非是越高越好，对于空载状态，需要的功率远小于动力机的额定功率，动力的利用存在利用空间。

技术方案：一种空载加荷防空转颚式破碎机，其特征是：

空载加荷防空转颚式破碎机包含机架1、蓄力弹簧12、石锤13、后衬板23、后衬板安装架24、弹性垫甲25、缓冲架26、弹性垫乙27，

所述的蓄力弹簧12是空载加荷防空转颚式破碎机中的空载加荷组件中的主要零部件；

所述的石锤13是空载加荷防空转颚式破碎机中的防空转组件中的主要零部件；

所述的后衬板23、后衬板安装架24、弹性垫甲25、缓冲架26、弹性垫乙27是空载加荷防空转颚式破碎机中的动颚架2减震组件的主要零部件。

机架1由左钢板101、前钢板102、右钢板103、右支撑杆104、左支撑杆105、石锤位106、左轴承座支撑架107、右轴承座支撑架108、加强板乙109、加强板甲19、横梁114、加强板丙113组成，

其构造是，机架1由三块钢板焊接而成，三块钢板分别是前钢板102、左钢板101和右钢板103，在三块钢板和动颚架下架22上分别钻上颚板安装孔111，分别用来锁紧侧颚板17、定颚板16和动颚板10，所述的侧颚板17是指位于左钢板101和右钢板103内侧的颚板，定颚板16是指位于前钢板102内侧的颚板，动颚板10是指位于动颚架2上的颚板，侧颚板17、定颚板16、动颚板10构成的空间就是破碎室，

在左钢板101和右钢板103外侧分别焊接左轴承座支撑架107和右轴承座支撑架108，左轴承座支撑架107和右轴承座支撑架108有轴承座安装孔116，用来安装轴承座28，两个轴承座28分别用来安装轴承56，轴承56位于偏心轴两侧的轴承位52，偏心轴5中间的偏心位51用来安装动颚架2，偏心轴5两端的皮带轮位531或飞轮位532分别用来安装皮带轮4和飞轮3，所述的后方是指动颚架2的后方，前方是指动颚架2安装动颚板10的方向。

空载加荷组件由蓄力弹簧12、蓄力弹簧轴222、加强板乙109和蓄力弹簧垫29组成，蓄力弹簧轴222位于动颚架2的后上方，即设置在动颚架下架22的上方或者动颚架上架21的后方，蓄力弹簧轴222为2根或者两根以上，并且是对称分布，蓄力弹簧12安装在蓄力弹簧轴222上，加强板乙109钻削与蓄力弹簧轴222数量相同的蓄力弹簧轴孔112，蓄力弹簧轴孔112孔径大于蓄力弹簧轴222直径，具体孔径大小以动颚架2活动时，蓄力弹簧轴222能够在蓄力弹簧轴孔112自由活动，由于蓄力弹簧轴孔112孔径大于蓄力弹簧轴222直径，因此，蓄力弹簧轴222安装蓄力弹簧垫29，蓄力弹簧垫29的内径大于蓄力弹簧轴222直径5~10mm，外径大于蓄力弹簧轴孔112，蓄力弹簧垫29将弹簧12限制在动颚架2的后方与加强板乙109之间，这样，当动颚架2向后方运动时，蓄力弹簧12被压缩，产生势能，当动颚架2向前运动时，蓄力弹簧12开始释放势能。

防空转部件由右支撑杆104、左支撑杆105，横梁114、石锤位106、石锤液压机15、石锤液压杆14、石锤13组成，在机架1后上方焊接右支撑杆104、左支撑杆105，横梁114焊接在右支撑杆104、左支撑杆105上，横梁114的中间位置设置有石锤位106，石锤位106有石锤位孔115，石锤位106和定颚板16成15°~45°角，石锤位106利用石锤位孔115安装石锤液压机15，石锤液压杆14的前方安装石锤13，在石锤13不工作时，石锤液压杆14缩回，这样，防止矿石砸弯、砸坏石锤液压杆14，当需要石锤13工作时，石锤液压杆14前行，利用石锤13锤击或者抵紧破碎室的矿石。

动颚架2减震组件由动颚架上架21、动颚架下架22、后衬板23、后衬板安装架24、弹性垫甲25、缓冲架26、弹性垫乙27、加强板甲19、拉杆182组成，动颚架下架22和动颚架上架21有直径相同的180°的偏心轴孔位221，两个偏心轴孔位221组合形成圆形的偏心轴轴孔，用来安装偏心位51，动颚架下架22有后衬板孔位223和拉杆安装孔225，后衬板孔位223后部是圆形的，前面是开口，方便后衬板23移动一定的距离，拉杆安装孔225是圆形孔，插进插销，拉杆182的后端孔径等于插销外径，这样，拉杆182绕插销旋转，拉杆182后端穿过拉杆孔191之后，再安装弹簧甲181，弹簧甲181利用螺帽甲18锁紧在拉杆182，拉杆182在弹簧甲181的作用下，起到了缓冲作用，后衬板23前后两端分别有后衬板圆形柱甲231和后衬板圆形柱乙232，后衬板圆形柱甲231安装进后衬板安装孔241，后衬板圆形柱乙232安装进后衬板孔位223，后衬板安装孔241和后衬板孔位223与后衬板圆形柱甲231和后衬板圆形柱乙232结构是对应的，后衬板安装孔241位于后衬板安装架上，在后衬板安装架24的后方安装弹性垫甲25，弹性垫甲25和后衬板安装架24安装进缓冲架26，在缓冲架26的后方安装弹性垫乙27，缓冲架26和弹性垫乙27安装进加强板甲19，加强板甲19焊接在机架1上，机器在运动时，后衬板23利用后衬板圆形柱甲231和后衬板圆形柱乙232，分别在动颚架下架22和后衬板安装架24利用圆形旋转，减轻震动，再利用弹性垫甲25的弹性吸收后衬板安装架24的震动，利用弹性垫乙27吸收缓冲架的震动，进一步减轻震动，此外，蓄力弹簧12构造辅助减轻震动。

有益效果：空载加荷防空转颚式破碎机利用液压冲击锤，对处于空转状态的颚式破碎机中的矿石进行锤击，以达到将矿石锤击破碎或者将矿石锤击进破碎腔，防止矿石不停的松动，从而难以被破碎机破碎，而破碎机不停的空转的状态，从而不用工人采用石锤锤击，减轻工人的劳动强度，提高加工能力，因为工人的功率只有0.05到0.1KW，而利用动力实现，对动力的要求非常低，仅仅增加了一个100W的电动机而已，而空载加荷是将动力分为空载状态和载荷状态，当动力处于空载状态时，添加一定的负荷，将添加的这一部分负荷在加载状态释放，在机器的动力功率不变的情况下，增加机器的动力，例如，将空载时的动力由20%增加到60%，将增加的40%转化为载荷时使用，原机械设计功率为10KW，那么，采用本申请的方案之后，只需要7KW的功率，7KW*1.4=9.8KW，即约等于10KW。

附图说明

附图1是空载加荷防空转颚式破碎机整体结构示意图；

附图2是空载加荷防空转颚式破碎机整体结构示意图；

附图3是偏心轴结构示意图；

附图4是机架结构示意图；

附图5是机架结构示意图；

附图6是动颚架下架结构示意图，

附图7是动颚架结构示意图；

附图8是动颚架爆炸后的结构示意图；

附图9是动颚架减震构造示意图，

附图中，1是机架，2是动颚架，3是飞轮，4是皮带轮，5是偏心轴，6是前保护板，7是前保护板螺杆，8是颚板锁紧螺杆，9是前保护板弹簧，10是动颚板，11是侧保护板，12是蓄力弹簧，13是石锤，14是石锤液压杆，15是石锤液压机，16是定颚板，17是侧颚板，18是螺帽甲，181是弹簧甲，182是拉杆，19是加强板甲，191是拉杆孔，101是左钢板，102是前钢板，103是右钢板，104是右支撑杆，105是左支撑杆，106是石锤位，107是左轴承座支撑架，108是右轴承座支撑架，109加强板乙，110是机架固定孔，111是颚板安装孔，112是蓄力弹簧轴孔，113是加强板丙，114是横梁，115是石锤位孔，116是轴承座安装孔，221是偏心轴孔位，222是蓄力弹簧轴，223是后衬板孔位，224是安装孔，225是拉杆安装孔，21是动颚架上架，22是动颚架下架，23是后衬板，231是后衬板圆形柱甲，232是后衬板圆形柱乙，24是后衬板安装架，241是后衬板安装孔，25是弹性垫甲，26是缓冲架，27是弹性垫乙，28是轴承座，29是蓄力弹簧垫，51是偏心位，52是轴承位，531是皮带轮位，532是飞轮位，54是偏心位中心线，55是主轴位中心线，56是轴承，57是偏心轴垫，521是偏心轴锁紧螺杆。

具体实施方式

申请人参照附图予以说明空载加荷防空转颚式破碎机的结构以及工作原理，并通过三个实施例予以具体说明。

颚式破碎机的机架大约占整体质量的30%到50%，机架分焊接式和铸造式，因此，机架的构造对于产品整体的质量、运输、成本控制都很重要，空载加荷防空转颚式破碎机的机架为焊接式，机架1由左钢板101、前钢板102、右钢板103、右支撑杆104、左支撑杆105、石锤位106、左轴承座支撑架107、右轴承座支撑架108、加强板乙109、加强板甲19、横梁114、加强板丙113组成，就结构而言，机架1和现有的颚式破碎机结构不同的是，添加了右支撑杆104、左支撑杆105、石锤位106、横梁114以及加强板乙109，其他结构与现有的颚式破碎机结构是相同或者是类似的，

下面简述其构造，机架由三块钢板焊接而成，三块钢板分别是前钢板102、左钢板101和右钢板103，在三块钢板和动颚架下架22上分别钻上颚板安装孔111，用来锁紧侧颚板17、动颚板10、定颚板16，所述的侧颚板17是指位于左钢板101和右钢板103内侧的颚板，定颚板16是指位于前钢板内侧的颚板，动颚板10是指锁紧在动颚架2上的颚板，侧颚板17、定颚板16、动颚板10构成的空间就是破碎室，

在左钢板101和右钢板103外侧分别焊接左轴承座支撑架107和右轴承座支撑架108，左轴承座支撑架107和右轴承座支撑架108有安装轴承座28的轴承座安装孔116，用来安装轴承座28，两个轴承座28分别用来安装轴承56，轴承56位于偏心轴两侧的轴承位52，偏心轴5中间的偏心位51用来安装动颚架2，偏心轴5两端的皮带轮位或飞轮位53分别用来安装皮带轮4和飞轮3，颚式破碎机的后方有整块钢板焊接和加强板焊接两种工艺，由于这两种工艺都是常规技术手段，不再详细介绍，本申请中的加强板甲19和加强板丙113是采用的加强板工艺，这种工艺方便拆卸和维修，所述的后方是指动颚架2的后方，前方是指动颚架2安装动颚板10的方向。

实施例1：蓄力弹簧组件的结构和原理，蓄力弹簧组件由蓄力弹簧12、蓄力弹簧轴222、加强板乙109和蓄力弹簧垫29组成，蓄力弹簧轴222位于动颚架2的后方，附图中显示安装在动颚架下架22的后方，实际产品设置在动颚架下架22或者动颚架上架21的后方，蓄力弹簧轴为2根或者两根以上，并且是对称分布，蓄力弹簧12安装在蓄力弹簧轴222上，加强板乙109钻削与蓄力弹簧轴222数量相同的蓄力弹簧轴孔112，蓄力弹簧轴孔112孔径大于蓄力弹簧轴直径，具体孔径大小以动颚架2活动时，蓄力弹簧轴222能够在蓄力弹簧轴孔112自由活动，由于蓄力弹簧轴孔112孔径大于蓄力弹簧轴直径，因此，蓄力弹簧轴222安装蓄力弹簧垫29，蓄力弹簧垫29的内径大于蓄力弹簧轴直径5~10mm，外径大于蓄力弹簧轴孔112，蓄力弹簧垫的作用是防止蓄力弹簧12进入到蓄力弹簧轴孔112中，从而丧失作用，将弹簧限制在动颚架2的后方与加强板乙109之间，这样，当动颚架2向后方运动时，蓄力弹簧12被压缩，产生势能，当动颚架2向前运动时，蓄力弹簧开始释放势能，只需要设计弹簧的参数，就能获得一定的势能，这样，在进行破碎作业时，破碎获得的冲击力就是机器运转时的动力加弹簧的势能。

实施例2：防空转部件的原理与构造，防空转部件由右支撑杆104、左支撑杆105，横梁114、石锤位106、石锤液压机15、石锤液压杆14、石锤13组成，在机架1后上方焊接右支撑杆104、左支撑杆105，横梁114焊接在右支撑杆104、左支撑杆105上，横梁114的中间位置设置有石锤位106，石锤位106有石锤位孔115，石锤位和定颚板成15°~45°角，石锤位106利用石锤位孔115安装石锤液压机15，石锤液压杆14的前方安装石锤13，这里的安装是指焊接或者利用螺杆锁紧，在石锤13不工作时，石锤液压杆14缩回，这样，防止矿石砸弯、砸坏石锤液压杆14，当需要石锤13工作时，石锤液压杆14前行，利用石锤13锤击破碎室的矿石。

实施例3：动颚架2的结构以及动颚架2的防震构造， 动颚架2由动颚架上架21、动颚架下架22、后衬板23、后衬板安装架24、弹性垫甲25、缓冲架26、弹性垫乙27、加强板甲19、拉杆182组成，动颚架下架22上有颚板安装孔111用来锁紧动颚板10，动颚架下架22和动颚架上架21有直径相同的180度的偏心轴孔位221，两个偏心轴孔位组合形成圆形的偏心轴轴孔，用来安装偏心位51，动颚架下架22有后衬板孔位223和拉杆安装孔225，后衬板孔位223后部是圆形的，前面是开口，方便后衬板移动一定的距离，拉杆安装孔是圆形孔，插进插销，拉杆182的后端孔径等于插销外径，这样，拉杆182绕插销旋转，拉杆182后端安装弹簧甲181，弹簧甲181利用螺帽甲18锁紧，拉杆182在弹簧甲181的作用下，起到了缓冲作用，后衬板23前后两端分别有后衬板圆形柱甲231和后衬板圆形柱乙232，相应的，后衬板安装架24和动颚架下架22有对应的圆形构造，机器在运动时，后衬板利用圆形旋转，减轻震动，再利用弹性垫甲25和弹性垫乙27，进一步减轻震动，此外，蓄力弹簧12其构造也能减轻震动。