大型颚式破碎机机架结构设计

   破碎机机架是整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲击荷载,它的质量占整机很大比例(对铸造机架为50%左右,对焊接机架为30%左右),而且加工制造工作量也较大。机架的强度和刚度,对整性能和主要零件寿命均有很大影响。因此机架结构设计很重要。

    机架结构形式
    颚式破碎机机架按结构分,有整体机架和组合机架整体机架由于制造、安装和运输困难,故不用于大型破碎机,而多为中小型破碎机所采用。它比组合机架刚性好,但制造较复杂。
    组合机架用于大型破碎机,它有两种形式:一种是通过架壁间的嵌销和螺栓组合,如1200×1500颚式破碎机机
架分上下两部,上架体和下架体用螺栓连接,结合面间用键销钉承受强大的剪力。键和销还起装配定位作用.另一种是用焊接组合,如900×1200颚式碎机机架。它的刚性比嵌销连接的组合机架好,加工、装配和拆装也比较方便。1500×2100破碎机采用焊接组合机架。从制造工艺来看,整体机架又分整体铸造机架和整体焊接机架。前者制造较困难,特别是单件小批量生产,而后者便于加工制造,机重较轻,但要求焊接工艺、焊接质量都比较高,且焊后要求消除内应力。
    国外颚式破碎机普遍采用焊接机架,不仅小型破碎机用,大型破碎机也是焊接机架美国AC公司2667×3048大
型机采用焊接机架。
    上海建设路桥机械设备有限公司最近生产的1060×1200和1200×1500式破碎机均采用焊接机架此外,铸钢是一种高能的工艺过程,从节约能源角度也该大力发展焊接机架。无疑颚式破碎机采用焊接机架是发展方向。

    机架结构设计
    机架结构设计必须遵循下列原则:首先根据机架受力情况,满足机架强度和刚度要求;其次是考虑制造工艺性
要求;最后考虑外观要求。且不能盲目加强机架强度,导致破碎机机重增加浪费材料。
    破碎机机架是由前壁、侧壁和后壁以及轴承座组成一个空间框架结构,其平面图如图5-15所示破碎机机架结
构设计与机架受力是密切相的。所以介绍一下机架受力情况(图5-15)根据前面受力分析知,机架承受三个力:物
料给固定颚的压力F,其方向与固定颚板垂直,作用在破碎腔有效高度中间;偏心轴给机架的压力FDm;肘板给后壁
肘座的压力FA。

    机架前壁结构设计
    如图所示,机架前壁主要是承受最破碎力F的作用。前壁是由一块纵向墙板与几块横向外侧筋板所组成。载
荷主要是由横向筋板所承受。因此,一般横向外侧筋板之间不再增设与侧壁平行的纵向筋板。对于大型破碎机或中小型很宽的破碎机可以增设1~2根纵向筋板。国产的破碎机随意增设筋板现象常有之,增加破碎机质量。国外破碎机为增加前壁坚固性,制成如反“ョ”形的前壁。

    机架侧壁结构设计
    侧壁加强筋的位置也应根据受力的要求布置,如图5-16所示,主轴承受有压力Fr的作用,而且FD力不通过侧壁
板中心形成一个悬壁产生侧向倾翻力矩,所以在主轴承下方必须增设竖筋。实际上FHD反力沿主轴承下半部是不均匀的,沿主轴承垂线中心垂直载荷最大而中心线右侧载荷比左侧大。因此,如老式400×600颚式破碎机侧壁加强筋布置方式是合理的。
    应该指出,不是所有破碎机机架侧壁加强筋都如图5-16所示。因为不同形式破碎机它的主轴承受力方向各异
，但根据轴承受力和侧壁变形布置加强筋的原则,对任何颚式破碎机都适用。如图5-17所示为英国帕克弗得里克公司生产的大传动角颚式破碎机机架该机侧壁布置有1、2、3三根筋板。筋板1设置在主轴承侧面,筋板3设置在主轴承后下方,这两块筋板之间用筋板2连接起来,构成一个“A”形框架。这种机架侧臂加强筋布置方式与图5-16所示截然不同,但根据图5-18所示机架受力分析可知,轴承最大力F作用方向HA正是图5-17侧壁加强筋1的方向。筋板3承受后壁的作用力,筋板2不仅将1、3相连接而且增加侧壁向内侧弯曲的度,从而说明图5-16所示侧壁筋。板布置方式完全符合破碎机受力的要求。
    有的破碎机侧壁设置1根或者2根筋板,还有根本不设横向筋板,而且在轴承下面也不设加强筋板,侧壁是一块
平板。凡是在轴承下面不设筋板的破碎机,其主轴承中心(宽度方向)必然与机架侧壁板厚度中心相重合,因为此
时不产生悬臂力矩。
    为了安装衬板座,侧壁后部必须设置导槽,它有两种方式:一是按F1力方向(图5-15)设置水平方向导槽;二是
按Fc力方向设置斜向导槽。前者多用于中小型破碎机,后者多用于大中型破碎机,其主要目的是减少F2力对导轨
冲击,增加导轨的可靠性为了消除对导轨的冲击必须使肘座与上导轨及与后壁之间没有间隙。

    机架后壁结构设计
    机架后壁结构与前壁相似(图5-15),后壁上作用有肘板传递的FBc力,该力分解为T1和T2两个分力。F1力由机
架后壁承,而F2力经过肘座传给焊在机架壁内侧的导轨上。可将后壁截面转180°构成图5-19所示的模样。此时
可提高截面的承载能力,或者说在同样条件下可相应的减少截面面积,从而减轻机架质量。
    载荷F2和F1是一个变化值,有载时很大,而空载时又很小(图5-15)。由于肘座与导轨之间具有间隙;肘座后面
的垫片之间存在间隙。因此,破碎机工作过程中产生附加冲击载荷,故常将导轨和后壁冲裂。特别是导轨冲裂后,
重新补焊时,由于高温使侧壁变形造成滚动轴承“别劲”而加速轴承磨损。因此,近些年生产的破碎机增设了将
肘座与导轨接触面以及垫片之间的压紧结构,从而消除了间隙也就杜绝产生附加冲击载荷,延长了导轨与后壁机架的寿命,增加了机架的可靠性。