CN102189013B - 一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机，包括机架、固定颚板、活动颚板、前曲柄摇杆机构、后曲柄摇杆机构和传动轮，前曲柄摇杆机构包括前动颚、前肘板和前偏心驱动轴；后曲柄摇杆机构包括后动颚、后肘板和后偏心驱动轴；前、后动颚分别枢接在前、后偏心驱动轴上，前、后偏心驱动轴分别与传动轮相连接；前肘板一端枢接在前动颚后侧下方，另一端枢接在后动颚前侧下方，后肘板一端枢接在后动颚后侧下方，另一端枢接在机架上；活动颚板固定连接在前动颚上与固定颚板对峙形成破碎腔。本发明其显著的效果是将动颚下部水平运动行程以排放物料为主要功能提升为以破碎为主要功能，使一台破碎机设备具有了二级破碎的功效。

Description

一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机

技术领域

本发明涉及颚式破碎机领域，更具体地说是一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机。

背景技术

颚式破碎机，俗称颚破，现在市场上使用最广泛的是复摆颚式破碎机，它由动颚和定颚两块颚板组成破碎腔，是模拟动物的两颚运动而完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于矿山、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中等粒度破碎。

现有技术的颚式破碎机（指复摆颚式破碎机，下同）从力学角度看有一个共同的典型结构，即都运用了一套曲柄摇杆机构（其偏心驱动轴是曲柄，动颚是连杆，肘板是摇杆），动颚一侧与机器一侧组成一个U型破碎腔，动颚上部直接靠偏心驱动轴获得水平方向的破碎冲程，动颚下部靠动颚作圆周运动带动肘板摇摆获得水平方向的破碎冲程及排放物料行程。这种结构优点是结构简单，易制造，由此成为应用最为广泛的一种破碎机。但缺点是，在这种机构下，由动颚往上拉力带动肘板摇摆产生水平方向的破碎冲程，对“破碎力与排放能力”来说是一对矛盾，即要求破碎能力大时，排放物料能力接近于零，而要求排放能力最大时，破碎力剧减。

以上矛盾是由其机构的力学原理决定的，如图1是现有技术的颚式破碎机的一种结构示意图，包括机架1、偏心驱动轴3、固定颚板6、活动颚板5、前动颚4、前肘板7和传动轮2，前动颚4上部直接靠偏心驱动轴3获得水平方向的破碎力，前动颚4下部靠偏心驱动轴3带动前肘板7摇摆获得水平方向的破碎力和排放行程。前肘板7在传动角θ最大化状态下（参见附图3和附图4）以及传动角θ最小化状态下（参见附图5和附图6），图中动颚拉力F1与前肘板反推力F2合成合力F3，合力F3又可以分解为垂直分力F5和水平分力F4，其中水平分力F4为有效破碎力，显然水平分力F4小于拉力F1，破碎机动颚下部运动始终处于“减力”的状态。另外我们可以得知，前动颚上止点M2和下止点M1位置形成的水平冲程S在传动角θ最大化状态下的S1是小于在传动角θ最小化状态下的S2，但是传动角θ最大化状态下的F4是大于传动角θ最小化状态下的F`4。

现实中人们为了追求破碎机有较高的产量，都将排放口行程放最大，这虽然有利于排放物料要求，但是这时的水平破碎力处于最大减力状态下，这是一对矛盾：即破碎力大时行程小，行程大时破碎力小。

总之，现有技术颚式破碎机的动颚下部运动是以排放物料为主要功能设定的，所以动颚下部运动是物料排放的行程，而不是物料破碎的冲程。虽附带有一点破碎功能，但很小、且损耗很大（因为存在减力作用）。这是现有技术颚式破碎机的固有弊病和软肋，颚式破碎机从诞生到今天，作了许许多多改进、创新，也公布了许多发明与实用新型专利。但是都没有涉及以上弊端，如专利ZL02130566.8，它也仅仅只解决了提高零件耐磨度和调整方便的问题，“减力”弊病并没有解决。

又如专利ZL200810043629，是用肘棍代替了肘板，仅改变了结构形式和受力条件，破碎力与排放能力的矛盾依然存在。由于曲柄从上往下的作功中始终存在“减力作用”， 动颚下部的作功与排放也就始终存在着矛盾，但为了使破碎机有效率（产量高），动颚下部动作只能是以排放为主要目的设置，作功与排放两者得不到兼容。

发明内容

   本发明的目的在于克服现有技术动颚下部动作只能以排放为主要目的的不足，提供了一种把现有技术中处于排放的功能提升为破碎的功能，使动颚下部运动即是处于增力的破碎冲程，又是较大的排放行程，消除了现有技术颚式破碎机排放物料与破碎作功二者相矛盾的弊端，使一台破碎机设备具有了二级破碎的功效的具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机，包括机架、固定颚板、活动颚板、曲柄摇杆装置和传动轮，固定颚板固定连接在机架上，活动颚板固定连接在曲柄摇杆装置上，曲柄摇杆装置设置于机架上并与传动轮相连接，其特征在于，所述的曲柄摇杆装置包括前曲柄摇杆机构和后曲柄摇杆机构，前曲柄摇杆机构包括前动颚、前肘板和前偏心驱动轴；后曲柄摇杆机构包括后动颚、后肘板和后偏心驱动轴；前、后动颚分别枢接在前、后偏心驱动轴上，前、后偏心驱动轴分别与传动轮相连接；前肘板一端枢接在前动颚后侧下方，另一端枢接在后动颚前侧下方，后肘板一端枢接在后动颚后侧下方，另一端枢接在机架上；活动颚板固定连接在前动颚上与固定颚板对峙形成破碎腔。

本发明的技术特点在于设计了两套完整的、独立的曲柄摇杆机构；①在前曲柄摇杆机构中，前偏心驱动轴为曲柄、前动颚为连杆、前肘板是摇杆；②在后曲柄摇杆机构中，后偏心驱动轴为曲柄、后动颚为连杆、后肘板是摇杆。前、后曲柄摇杆机构有机组合在一起，即把前曲柄摇杆机构中的前肘板与机架上的枢接点断开向后拉，插入后曲柄摇杆机构，即后曲柄摇杆机构中的后动颚前下方与前肘板枢接，后肘板与机架枢接。由于前偏心驱动轴与后偏心驱动轴经传动轮同步传动，这样就形成了双轴双曲柄摇杆机构。

它将现有技术动颚下部运动由“减力”的状态变为“增力”状态，其受力分析如下：（1）现有技术破碎机动颚下部受力分析参见附图2，动颚拉力F1与前肘板反推力F2合成合力F3，合力F3又可以分解为垂直分力F5和水平分力F4，其中水平分力F4为有效破碎力，显然水平分力F4小于拉力F1，现有技术破碎机动颚下部运动始终处于“减力”的状态。（2）本发明破碎机前动颚下部受力分析参见附图8，为便于分析比较，现将后肘板分离，仅分析前肘板，假设AB为一条只能使O点作上下运动的轨道，根据力学原理（平行四边形法则），动颚拉力F6与AB轨道反推力F7合成合力F8，而合力F8可以分解为水平方向分力F9和垂直方向分力F10，其中水平方向分力F9为有效破碎力，垂直方向分力F10与拉力F6等值，显然水平方向分力F9大于拉力F6，可见本发明破碎机动颚下部运动是处于“增力”状态的（因为β处于大角状态）。以上图解分析结果表明，在双曲柄摇杆机构下，给后动颚施加一个小力，即能够让前动颚下部产生一个较大的破碎力，且越往上拉（β角越大）增力越大，这一特性正符合破碎冲程中，越往后物料越挤实，需要破碎力越大，而这时如能获得足够大的破碎力，则破碎效果最好。

本发明的核心技术在于通过双轴双曲柄摇杆机构，将前动颚下部运动变 “减力”为“增力”后，使原来处于排放功能的行程（指前动颚下部水平方向分运动）变为破碎功能的冲程，而排放功能是在破碎过程中自然地顺承完成（即是破碎冲程，又是排放行程）。前曲柄摇杆机构主要解决前动颚上部的破碎做功，后曲柄摇杆机构主要解决前动颚下部的破碎做功及排放物料。使一台破碎机相当于具备了二级破碎能力。

本发明其显著的效果是突破了现有技术中复摆颚式破碎机只用一套曲柄摇杆机构的局限，本发明运用一前一后两套曲柄摇杆机构的有机结合，改变了前动颚下部的力学结构，变减力为增力，消除了现有技术颚式破碎机排放物料与破碎做功二者相矛盾不能兼容的弊端，使一台破碎机设备具有了二级破碎的功效。即提高了破碎比，使物料破碎更细，更均匀，提高了生产效率。

作为优选，所述传动轮包括前传动齿轮和后传动齿轮，前传动齿轮和后传动齿轮相啮合，前偏心驱动轴与前传动齿轮相连接，后偏心驱动轴与后传动齿轮相连接。

双曲柄摇杆机构合理利用了两个传动齿轮，两传动齿轮相啮合同步运行，这个结构带来了如下好处：第一点，本发明通过选择不同的两个传动齿轮直径可以设计出多种速比（指两根偏心驱动轴之间的速比）的破碎机，可以制造出多种不同功能特点的机种。第二点，两根偏心驱动的相位角可调，而且调节非常容易（拉出其中一个传动齿轮，换一个角度再装回去），可以获得更多功能变化。第三点后动颚可以设计呈垂直角度状态，其与前、后肘板形成一个增力结构，即后动颚往上拉一个小力，前肘板就能获得一个放大了的力作用到前动颚上，增强破碎能力。以上为优选方式，为保证两传动齿轮同步运行，我们还可以采用同步电机加数控系统控制，实现同步驱动。

作为优选，机架上还设有一调节螺栓，调节螺栓与后肘板相连接。通过调节螺栓对双曲柄摇杆机构的整体调整，使得该双曲柄摇杆机构能够进行更好的工作。

作为优选，前动颚下端还连接有一连杆，连杆通过缓冲弹簧连接在机架上。为了使破碎时活动颚板惯性较小，更好的实现破碎功能，增加上述缓冲装置。

有益效果：本发明其显著的效果是突破了现有技术中复摆颚式破碎机只用一套曲柄摇杆机构的局限，本发明运用一前一后两套曲柄摇杆机构的有机结合，改变了前动颚下部的力学结构，变减力为增力，消除了现有技术颚式破碎机排放物料与破碎作功二者相矛盾不能兼容的弊端，使一台破碎机设备具有了二级破碎的功效。即提高了破碎比，使物料破碎更细，更均匀，提高了效率。

附图说明

图1为现有技术的一种结构状态示意图；

图2为现有技术破碎机动颚下部受力分析图；

图3为现有技术传动角θ为大角时的行程状态示意图；

图4为图3状态的受力分析图；

图5为现有技术传动角θ为小角时的行程状态示意图；

图6为图5状态的受力分析图；

图7为本发明的一种结构状态示意图；

图8为本发明破碎机动颚下部受力分析图。

图中：1-机架，2-前传动齿轮，3-前偏心驱动轴，4-前动颚，5-活动颚板，6-固定颚板，7-前肘板，8-后动颚，9-后肘板，10-连杆，11-缓冲弹簧，12-调节螺栓，13-后传动齿轮，14-后偏心驱动轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例：如图1所示，一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机，包括机架1、固定颚板6、活动颚板5、前曲柄摇杆机构、后曲柄摇杆机构和传动轮，传动轮包括前传动齿轮2和后传动齿轮13，前传动齿轮2和后传动齿轮13相啮合。

前曲柄摇杆机构包括前动颚4、前肘板7和前偏心驱动轴3；后曲柄摇杆机构包括后动颚8、后肘板9和后偏心驱动轴14；前、后动颚4、8分别枢接在前、后偏心驱动轴3、14上，前偏心驱动轴3与前传动齿轮2相连接，后偏心驱动轴14与后传动齿轮相连接13。前肘板7一端枢接在前动颚4后侧下方，另一端枢接在后动颚8前侧下方，后肘板9一端枢接在后动颚8后侧下方，另一端枢接在机架1上。

活动颚板5固定连接在前动颚4上，固定颚板6固定连接在机架1上。机架1上还设有一调节螺栓12，调节螺栓12与后肘板9相连接。前动颚4后侧下端还连接有一连杆10，连杆10通过缓冲弹簧11连接在机架1上。

实用：本发明的技术特点在于设计了两套完整的、独立的曲柄摇杆机构；①在前曲柄摇杆机构中，前偏心驱动轴为曲柄、前动颚为连杆、前肘板是摇杆；②在后曲柄摇杆机构中，后偏心驱动轴为曲柄、后动颚为连杆、后肘板是摇杆。前、后曲柄摇杆机构有机组合一起，即把前曲柄摇杆机构中的前肘板与机架上的枢接点分开（机架上枢接点向后拉开），插入后曲柄摇杆机构，即后曲柄摇杆机构中的后动颚前下方与前肘板枢接，后肘板与机架枢接。由于前偏心驱动轴与后偏心驱动轴经传动轮同步传动，这样就形成了双轴双曲柄摇杆机构。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域重中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有双轴双曲柄摇杆机构的颚式破碎机，包括机架、固定颚板、活动颚板、曲柄摇杆装置和传动轮，固定颚板固定连接在机架上，活动颚板固定连接在曲柄摇杆装置上，曲柄摇杆装置设置于机架上并与传动轮相连接，其特征在于，所述的曲柄摇杆装置包括前曲柄摇杆机构和后曲柄摇杆机构，前曲柄摇杆机构包括前动颚、前肘板和前偏心驱动轴；后曲柄摇杆机构包括后动颚、后肘板和后偏心驱动轴；前、后动颚分别枢接在前、后偏心驱动轴上，前、后偏心驱动轴分别与传动轮相连接；前肘板一端枢接在前动颚后侧下方，另一端枢接在后动颚前侧下方，后肘板一端枢接在后动颚后侧下方，另一端枢接在机架上；活动颚板固定连接在前动颚上与固定颚板对峙形成破碎腔；所述传动轮包括前传动齿轮和后传动齿轮，前传动齿轮和后传动齿轮相啮合，前偏心驱动轴与前传动齿轮相连接，后偏心驱动轴与后传动齿轮相连接。