CN107597253A - 一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，属于破碎机械技术领域。动颚本体2通过对心曲柄滑块机构安装在支座3上。对心曲柄滑块机构包括安装在动颚本体2下端中部位置的曲柄组件1，曲柄组件1另一端与外部动力连接。曲柄滑块机构还包括通过滑块支轴20、滑块支轴套21铰接在动颚本体2上端的滑块16，滑块16滑动安装在支座3上的由左耐磨侧板15和右耐磨侧板22组成的滑道中。动颚本体2本身是曲柄滑块机构中的连杆。本发明基于对心曲柄滑块机构的双腔颚式破碎结构既适用于大型的颚式破碎机，也适用于中型的颚式破碎机，可以显著改善电机的拖动性能以及明显提高皮带传动的稳定性与寿命。

Description

一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机

技术领域

本发明涉及破碎机械技术领域，具体是一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机。

背景技术

矿物的破碎分为粗碎、中碎与细碎，颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、旋回破碎机常用于矿物的粗碎与中碎；圆锥破碎机常用于矿物的中碎与细碎；辊式破碎机、球磨机、自磨机、辊压磨常用于矿物的细碎。

1858年，美国的布莱克发明了破碎岩石的简摆颚式破碎机，如图1所示，是一种基于平面六杆机构的简摆颚式破碎机。其动颚板上任意一点的轨迹为圆弧，如动颚板上P_j点的轨迹为圆弧，E_j点的轨迹也为圆弧，P_j点与E_j点轨迹的水平分量S_jx几乎相等，是排矿口宽度的变化量，排矿口宽度变化量S_jx的开根号正比于生产率，排矿口宽度变化量S_jx是最小排矿口宽度的0.3～0.4倍，P_j点与E_j点轨迹的垂直分量S_jy几乎相等，是排矿口高度方向上的变化量。S_jy比较小，一方面表明排矿的通畅性不是很好，另一方面说明简摆颚式破碎机动颚板的磨损速度相对较小，动颚板的寿命相对较长，消耗的耐磨衬板配件较少，这是简摆颚式破碎机的最大优点。简摆颚式破碎机的急回特征不明显，空程与破碎行程的时间几乎一样，导致生产率不高。

于是，基于曲柄摇杆机构的颚式破碎机称为复摆颚式破碎机出现了，如图2所示，其被制造成中小型，破碎比可达10，其动颚板上任意一点P_f的轨迹P_fj为封闭形六次代数曲线，矿物在动颚板与定颚板之间被压裂、劈裂、折断与剪切的联合或分别作用下而被破碎，复摆动颚板排矿口处的一点E_f的轨迹为圆弧，C_f点的轨迹为圆弧，E_f点与C_f点轨迹的水平分量S_fx几乎相等，是排矿口宽度的变化量，排矿口宽度变化量S_fx的开根号正比于生产率，排矿口宽度变化量S_fx是最小排矿口宽度的0.3～0.4倍，E_f点与C_f点轨迹的垂直分量S_fy几乎相等，是排矿口高度方向上的变化量。S_fy比较大，S_fy的存在不仅对矿物被剪切破碎是有利的，而且对排矿也是有利的，但是，由于受最小传动角的限制，S_fy/S_fx的比值过大且无法进一步减小，导致动颚板磨损过快、寿命相对较短，即使采用耐磨衬板，复摆动颚板的磨损寿命仍然难以进一步提高。

这两种颚式破碎机作比较，复摆颚式破碎机的第一个优点是排矿的通畅性比简摆颚式破碎机要好，第二个优点是复摆颚式破碎机比简摆颚式破碎机的空间利用率高，对于单位生产率而言，复摆颚式破碎机比简摆颚式破碎机的个头小35％左右，另外，复摆颚式破碎机比简摆颚式破碎机的重量也轻，对于单位生产率的销售价格而言，复摆颚式破碎机比简摆颚式破碎机的价格低，不过，复摆颚式破碎机同样存在空程问题。

为了保持复摆颚式破碎机排矿通畅性的优点又要进一步提高空间的利用率，于是，基于曲柄下置的曲柄摇杆机构双腔复摆颚式破碎机被设计出来。如图3所示，它的结构空间利用率得到了提高，对于整个破碎机而言无空程，动颚板左右摆动都破碎物料，排矿的通畅性也很好，为矿物的粗碎与中碎增添了一类新的破碎设备。

然而，它不够完美的是，如图3与图4所示，当偏心轴的角位移在区间时，左腔中的矿物K_wsz得到破碎，当偏心轴的角位移在区间时，右腔中的矿物K_wsy得到破碎。由于曲柄摇杆机构的双腔复摆的连杆2s的角位移在区间与区间是非对称的，如图4与图5所示，这样导致双腔复摆的连杆2s左侧面上的点进入矿物破碎时的破碎速度与右侧面上的对应点进入矿物破碎时的破碎速度不对称、破碎力也不对称。尤其是，矿物是在超过抗压强度极限与或剪切强度极限之后被破碎的，物料在超过抗压强度极限与或剪切强度极限之后左侧面与右侧面进一步挤压物料的位移量哪怕只差0.1mm，其不良后果也是比较严重的。偏心轴上的驱动力矩在区间与区间内处于较严重的非对称状态，进一步是传动皮带的弹性滑动率处于非对称状态、电机的转差率也处于非对称状态，并促使电机的温升升高、电机的寿命下降。另一个不足是，左入料口与右入料口的几何特征是左右非对称的，基于曲柄下置的曲柄摇杆机构双腔复摆颚式破碎机的动颚板左侧面与右侧面上对应点的位移最大偏差超过1mm。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机。本发明采用对心曲柄滑块机构作为工作机构，将连杆(动颚)的角位移改变为破碎左腔中的矿物与破碎右腔中的矿物时对应点的位移是左右对称的，以此消除破碎速度与破碎力的左右不对称现象。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，包括支座；所述支座上安装有对称布置的左定齿板和右定齿板；在所述左定齿板和右定齿板中间位置设有动颚本体；所述动颚本体左侧设有与左定齿板配对的左动齿板，动颚本体右侧设有与右定齿板配对的右动齿板；所述动颚本体下端中部位置连接有曲柄组件，曲柄组件另一端与外部动力连接；所述动颚本体上端铰接有滑块；在所述支座的上端设有与滑块配合的滑道，滑块滑动安装在支座上的滑道中。

其进一步是：所述曲柄组件包括偏心轴，所述动颚本体下端中部位置开有下通孔，偏心轴中间段通过中间轴瓦安装在动颚本体下通孔内；所述中间轴瓦与偏心轴中间段之间设有中间轴瓦密封圈；所述偏心轴前段通过前轴瓦安装在支座上，前轴瓦与偏心轴前段之间设有前密封圈；偏心轴前端安装有大皮带轮，大皮带轮与前轴瓦之间设有前下挡套；所述偏心轴后段通过后轴瓦安装在支座上，后轴瓦与偏心轴后段之间设有后密封圈；偏心轴后端安装有飞轮，飞轮与后轴瓦设有后下挡套。

在所述前轴瓦外侧的支座上开有连通至前轴瓦内侧的前注油杯；在所述后轴瓦外侧的支座上开有连通至后轴瓦内侧的后注油杯；在所述偏心轴后端面开有连通至中间轴瓦内侧的注油孔。

所述大皮带轮通过第二销定位在偏心轴前端，大皮带轮与偏心轴之间通过第二键连接；所述飞轮通过第一销定位在偏心轴后端，飞轮与偏心轴之间通过第一键连接。

所述动颚本体上端开有与下通孔平行的上通孔，动颚本体的上通孔内安装有滑块支轴；所述滑块通过滑块支轴套安装在滑块支轴端部；在滑块的两侧分别设有固定在支座上的左耐磨侧板和右耐磨侧板，滑块滑动安装在由左耐磨侧板和右耐磨侧板组成的滑道中。

所述滑块支轴两端对称设置；对应的，所述滑块包括前滑块和后滑块，所述滑块支轴套包括滑块支轴前套和滑块支轴后套；所述右耐磨侧板包括右耐磨前侧板和右耐磨后侧板，所述左耐磨侧板包括左耐磨前侧板和左耐磨后侧板。

所述前滑块通过滑块支轴前套安装在滑块支轴前段，滑块支轴前端与滑块支轴前套之间安装有支轴前密封圈；所述滑块支轴前段还安装有一个位于前滑块与动颚本体之间的前上挡套；在所述前滑块上开有一个连通至滑块支轴前套内侧的前支轴注油杯；所述左耐磨前侧板和右耐磨前侧板相对的安装在支座前上端开设的一个槽内，前滑块与左耐磨前侧板和右耐磨前侧板组成移动副；所述后滑块通过滑块支轴后套安装在滑块支轴后段，滑块支轴后端与滑块支轴后套之间安装有支轴后密封圈；所述滑块支轴后段还安装有一个位于后滑块与动颚本体之间的后上挡套；在所述后滑块上开有一个连通至滑块支轴后套内侧的后支轴注油杯；所述左耐磨后侧板和右耐磨后侧板相对的安装在支座后上端开设的一个槽内，后滑块与左耐磨后侧板和右耐磨后侧板组成移动副。

所述支座前上端开设的槽外通过前螺钉固定有前端盖；支座后上端开设的槽外通过后螺钉固定有后端盖；所述动颚本体上方设有顶护罩；所述顶护罩通过顶压板、压板螺栓和弹性垫圈安装在支座顶部。

本发明采用对心曲柄滑块机构，包括偏心轴，动颚本体，支座，滑块，动颚本体在对心曲柄滑块机构中相当于一个连杆。偏心轴与支座组成转动副A_h，偏心轴与连杆转动副B_h，连杆与滑块组成转动副C_h，滑块与支座组成移动副D_h，连杆的结构关于B_h与C_h的连线左右对称，以上构件与运动副组成对心曲柄滑块机构，连杆的角位移与角速度ω_l2曲线关于y轴对称。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用机器占据的空间，其中的双腔复摆的连杆(动颚本体)左侧面上的点进入矿物破碎时的破碎速度与右侧面上的对应点进入矿物破碎时的破碎速度是对称的，解决了基于曲柄摇杆机构的双腔颚式破碎机的传动皮带弹性滑动率在与区间的非对称性问题、解决了电机的转差率在与 区间的非对称性问题、解决了左入料口与右入料口的几何特征的非对称问题。

附图说明

图1是复摆颚式破碎机的机构简图。

图中：1j简摆的偏心轴(简摆曲柄)；2j简摆连杆；3j后推力板(简摆后摇杆)；4j前推力板(简摆前连杆)；5j动颚板(简摆摇杆)；6j机座(简摆机架)；7j简摆定颚板；8j耐磨衬板；A_j简摆曲柄与机架的转动副；B_j简摆曲柄与连杆的转动副；C_j三杆转动副；D_j后推力板与机架的转动副；E_j前推力板与动颚板的转动副；G_j动颚板与机座的转动副；P_j简摆动颚板排矿口处的一点；L_1j简摆偏心距；L_2j简摆连杆的杆长；L_3j后推力板的杆长；L_4j前推力板的杆长；L_5j简摆动颚板的杆长；H_jx1简摆动颚板支座的水平长度；H_jx2后推力板支座的水平长度；H_jy1偏心轴支座的垂直高度；H_jy2后推力板支座的垂直高度；简摆曲柄的角位移；简摆连杆的角位移；后推力板的角位移；简摆前连杆的角位移；简摆摇杆的角位移；K_wf矿物；S_jx简摆动颚板底端的水平位移；S_jy简摆动颚板底端的垂直位移。

图2是简摆颚式破碎机的机构简图。

图中：1f复摆的偏心轴(复摆曲柄)；2f动颚板(复摆连杆)；3f推力板(复摆摇杆)；4f机座(复摆机架)；5f复摆定颚板；A_f偏心轴与机架的转动副；B_f偏心轴与动颚板的转动副；C_f动颚板与推力板的转动副；D_f推力板与机架的转动副；P_f动颚板表面上的任意一点；Q_f动颚板上B_f与C_f连线上的一点；E_f复摆动颚板排矿口处的一点；u_f动颚板上B_fQ_f之间的距离；v_f动颚板上P_fQ_f之间的距离；P_fj动颚板上P_f点的轨迹；L_1f复摆偏心距；L_2f动颚板的杆长；L_3f推力板的杆长；H_fx推力板支座的水平长度；H_fy推力板支座的垂直高度；复摆曲柄的角位移；动颚板的角位移；推力板的角位移；K_wf矿物；S_fx动颚板底端的水平位移；S_fy动颚板底端的垂直位移。

图3是曲柄摇杆双腔复摆颚式破碎机的结构简图；

图4是曲柄摇杆双腔复摆颚式破碎机中连杆的非对称运动机构简图；

图5是曲柄摇杆双腔复摆颚式破碎机中连杆的非对称运动特征图。

图中：1s双腔的偏心轴双腔的曲柄；2s双腔复摆的连杆；3s上推力板双腔复摆的摇杆；4s机座双腔复摆的机架；5s右定衬板；6s右定衬板座；7s动颚右衬板；8s机架右侧板；9s机架左侧板；10s左定衬板座；11s左定衬板；12s动颚左衬板；13s进料挡罩；A_s双腔复摆曲柄与机架的转动副；B_s双腔复摆曲柄与连杆的转动副；C_s连杆与摇杆的转动副；D_s上推力板与机架的转动副；L_1s双腔复摆的偏心距；L_2s双腔复摆连杆的杆长；L_3s上推力板的杆长；L_4s摇杆与偏心轴之间的杆长；H_sx摇杆与偏心轴支座的水平距离；H_sy摇杆与偏心轴支座的垂直高度；B_01s左入料口宽度；B_02s右入料口宽度；K_wsz左矿物；K_wsy右矿物；S_sb出料口的基准宽度；S_x1左出料口开度增加量；S_x2右出料口开度增加量；H_s破碎腔的高度；偏心轴的角位移；ω_s1偏心轴的角速度；双腔复摆连杆的角位移；ω_s2双腔复摆连杆的角速度。

图6是本发明中曲柄滑块机构的机构简图；

图7是曲柄滑块机构中连杆的角位移与角速度曲线图；

图8是本发明结构的主视图；

图9是图8中A–A截面图；

图10是本发明结构的俯视图；

图11是动颚组件的主视图；

图12是动颚组件的左视图；

图13是动颚组件的俯视图；

图14是图11中动颚组件的B–B截面图；

图15是动颚本体的特征点与相关尺寸图；

图16是对本发明左腔受力分析图；

图17是对本发明右腔受力分析图；

图18是正弦载荷作用下本发明中滑块的受力曲线图；

图19是正弦载荷作用下本发明中曲柄对连杆的作用力曲线图；

图20是正弦载荷作用下本发明的驱动力矩曲线图。

图中：1曲柄组件；2动颚本体；3支座；4左地角螺钉；5左地角螺母；6左竖楔板；7左排料口调节板；8左定齿板连接螺栓；9左定齿板连接螺母；10左定齿板；11左动齿板；12左动齿板连接螺栓；13左动齿板连接螺母；14顶护罩；15左耐磨侧板；16滑块；17顶压板；18压板螺栓；19弹性垫圈；20滑块支轴；21滑块支轴套；22右耐磨侧板；23右动齿板连接螺栓；24右动齿板连接螺母；25右动齿板；26右定齿板；27右定齿板连接螺栓；28右定齿板连接螺母；29右排料口调节板；30右竖楔板；31右地角螺钉；32右地角螺母；33前上挡套；34后上挡套；35前端盖；36前螺钉；37后端盖；38后螺钉；1–1偏心轴；1–2第一键；1–3第一销；1–4后下挡套；1–5飞轮；1–6后密封圈；1–7后轴瓦；1–8中间轴瓦；1–9前轴瓦；1–10前下挡套；1–11大皮带轮；1–12前密封圈；1–13第二键；1–14第二销；1–15中间轴瓦密封圈；3–1后注油杯；3–2前注油杯；15–1耐磨左前侧板；15–2耐磨左后侧板；16–1前滑块；16–2后滑块；16–3前支轴注油杯；16–4后支轴注油杯；21–1滑块支轴前套；21–2支轴前密封圈；21–3滑块支轴后套；21–4支轴后密封圈；22–1右耐磨前侧板；22–2右耐磨后侧板。

图中符号：A_h曲柄与机架的转动副；B_h曲柄与连杆的转动副；C_h连杆与滑块的转动副；D_h滑块与支座组件的移动副；D₀₁左腔矿物最大直径；B₀₁左给料口宽度；D₀₂右腔矿物最大直径；B₀₂右给料口宽度；PL₁左排料口；PL₂右排料口；a偏心轴的偏心距；偏心轴的角位移；ω_q1偏心轴的角速度；b连杆的杆长；l_BD连杆上B_h点到D点的长度；l_DE连杆上D点到E点的长度；连杆的角位移；ω_l2连杆的角速度；S_q滑块的位移；V_q滑块的速度；x_qE连杆上任意点E的水平位移；y_qE连杆上任意点E的垂直位移；KZ注油孔；

E₂₁左腔破碎矿物时连杆受力的合力点；F_jyz左腔破碎矿物时合力的极值；F_jyzt左腔破碎矿物时的合力；F_fzt左腔破碎矿物时合力的摩擦力；F_32z左腔破碎矿物时滑块对连杆的作用力；L_2L左腔破碎矿物时合力的力臂；b₂₁左腔破碎矿物时连杆的横向相对宽度；b₂₂左腔破碎矿物时连杆的纵向相对高度；b₂₃左腔破碎矿物时连杆上E₂₁与B_h点之间的长度；θ_Fz左腔破碎矿物时连杆上E₂₁B_h连线的结构角；β₂₁连杆左侧面的结构角；β_2z连杆左侧面的方位角；F_32z左腔破碎矿物时滑块对连杆的作用力；M_1zi左腔破碎矿物时曲柄的驱动力矩；β_2zf左腔破碎矿物时摩擦力的方位角；

E₂₂右腔破碎矿物时连杆受力的合力点；F_jyy右腔破碎矿物时合力的极值；F_jyyt右腔破碎矿物时的合力；F_fyt右腔破碎矿物时合力的摩擦力；F_32y左腔破碎矿物时滑块对连杆的作用力；L_2R右腔破碎矿物时合力的力臂；b₂₄右腔破碎矿物时连杆的横向相对长度；b₂₅右腔破碎矿物时连杆的纵向相对长度；b₂₆右腔破碎矿物时连杆上E₂₂与B_h点之间的长度；θ_Fy右腔破碎矿物时连杆上E₂₂B_h连线的结构角；β₂₂连杆右侧面的结构角；β_2y连杆右侧面的方位角；F_32y右腔破碎矿物时滑块对连杆的作用力；M_1yi右腔破碎矿物时曲柄的驱动力矩；H_q破碎腔的高度；b_kd破碎腔的长度；λ矿物与颚板的接触率；f矿物与破碎板之间的摩擦系数；β_2yf右腔破碎矿物时摩擦力的方位角；σ_b矿物的抗压强度。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

如图8至图10所示，一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，支座3通过左地角螺钉4，左地角螺母5，右地角螺钉31，右地角螺母32连接在地基上。支座3上安装有对称布置的左定齿板10和右定齿板26；左定齿板10与支座3之间设有左排料口调节板7、左竖楔板6，左定齿板10、左排料口调节板7、左竖楔板6通过左定齿板连接螺栓8、左定齿板连接螺母固定在支座3左侧上。右定齿板26、右排料口调节板29、右竖楔板30通过右定齿板连接螺栓27、右定齿板连接螺母28固定在支座3右侧上。

再结合图11至图14所示，动颚本体2位于左定齿板10和右定齿板26之间，左动齿板11通过左动齿板连接螺栓12与左动齿板连接螺母13固定在动颚本体2的左侧面上，右动齿板25通过右动齿板连接螺栓23与右动齿板连接螺母24固定在动颚本体2的右侧面上。动颚本体2通过对心曲柄滑块机构安装在支座3上。对心曲柄滑块机构包括安装在动颚本体2下端中部位置的曲柄组件1，曲柄组件1另一端与外部动力连接。曲柄滑块机构还包括通过滑块支轴20、滑块支轴套21铰接在动颚本体2上端滑块16，滑块16滑动安装在支座3上的由左耐磨侧板15和右耐磨侧板22组成的滑道中。动颚本体2本身是曲柄滑块机构中的连杆。

现对曲柄组件1作进一步介绍：

偏心轴1–1的前段安装大皮带轮1–11，第二键1–13安装在大皮带轮1–11与偏心轴1–1的键槽内，第二销1–14将大皮带轮1–11定位在偏心轴1–1上。前轴瓦1–9采用巴氏合金，前轴瓦1–9以间隙配合安装在偏心轴1–1上；一对前密封圈1–12安装在前轴瓦1–9的内孔中。前下挡套1–10将大皮带轮1–11与前轴瓦1–9轴向定位。中间轴瓦1–8采用巴氏合金，中间轴瓦1–8以间隙配合安装在偏心轴1–1中间段上，一对中间轴瓦密封圈1–15安装在中间轴瓦1–8两端的内孔槽内。偏心轴1–1的后段安装飞轮1–5，第一键1–2安装在飞轮1–5与偏心轴1–1的键槽内，第一销1–3将飞轮1–5定位在偏心轴1–1上；后下挡套1–4将飞轮1–5与后轴瓦1–7轴向定位；一对后密封圈1–6安装在后轴瓦1–7的内孔中。前轴瓦1–9的外圈以过盈配合安装在支座3前端的孔中，前注油杯3–2安装在支座组件3的前端，用于定期向偏心轴1–1与前轴瓦1–9组成的滑动轴承注入润滑脂。后轴瓦1–7的外圈以过盈配合安装在支座3后端的孔中，用于定期向偏心轴1–1与后轴瓦1–7组成的滑动轴承注入润滑脂。偏心轴1–1的后段打有轴向内孔KZ，用于定期向偏心轴1–1与中间轴瓦1–8组成的滑动轴承注入润滑脂。动颚本体2下端中部位置开有下通孔，动颚本体2下通孔安装在中间轴瓦1–8的外圈上。

现对滑块16的安装作进一步介绍：

动颚本体2上端中部位置开有上通孔，动颚本体2上通孔安装在滑块支轴20上。滑块支轴前套21–1的内孔安装在滑块支轴20的前段，滑块支轴前套21–1的外圈安装在前滑块16–1的孔内，支轴前密封圈21–2安装在滑块支轴20的前部，前上挡套33用于定位动颚板本体2与前滑块16–1之间的轴向位置。左耐磨前侧板和右耐磨前侧板21-1相对的安装在支座3前上端开设的一个槽内，前滑块16-1与左耐磨前侧板和右耐磨前侧板21-1组成移动副。前螺钉36将前端盖35固定在支座3的前上端开设的槽外。在前滑块16-1上开有一个连通至滑块支轴前套21-1内侧的前支轴注油杯16-3，用于定期向滑块支轴20与滑块支轴前套21–1组成的滑动轴承注入润滑脂。滑块支轴后套21–3的内孔安装在滑块支轴20的后段，滑块支轴后套21–3的外圈安装在后滑块16–2的孔内，支轴后密封圈21–4安装在滑块支轴20的后部，后上挡套34用于定位动颚板本体2与后滑块16–2之间的轴向位置。左耐磨后侧板和右耐磨后侧板22-2相对的安装在支座3后上端开设的一个槽内，后滑块16-2与左耐磨后侧板和右耐磨后侧板22-2组成移动副。后螺钉38将后端盖37固定在支座3的后上端开设的槽外。在后滑块16-2上开有一个连通至滑块支轴后套21-3内侧的后支轴注油杯16-4，用于定期向滑块支轴20与滑块支轴后套21–3组成的滑动轴承注入润滑脂。动颚本体2上方设有顶护罩14；顶护罩14通过顶压板17、压板螺栓18和弹性垫圈19安装在支座3顶部，用于矿物落入破碎腔时遮挡滑块组件以免砸压滑块组件。

如图6所示，对心曲柄滑块机构，包括偏心轴1–1，动颚本体2，支座3，滑块16组成。偏心轴1–1与支座3组成转动副A_h，偏心轴1–1与动颚本体2组成转动副B_h，动颚本体2与滑块16组成转动副C_h，滑块16与支座组件3组成移动副D_h，偏心轴1–1、动颚本体2、支座3与滑块16组成曲柄滑块机构，偏心轴1–1的角位移为动颚本体的角位移为滑块16的线位移为S_q，对心曲柄滑块机构的位移函数及其解S_q与分别为

对式(1)求关于时间的一阶导数得动颚本体2的角速度ω_l2与滑块16的速度V_q分别为

动颚本体2的结构关于B_h与C_h的连线左右对称，通过VB编程得动颚本体2的角位移与角速度ω_l2曲线关于轴对称，如图7所示；

当时，

如图15所示的动颚本体的特征点与相关尺寸，在动颚本体2自身的x₂B_hy₂坐标系中，左腔破碎矿物时动颚本体2受力的合力点为E₂₁(不失一般性，使用合力是理论研究的常规做法)，E₂₁点关于B_h点的水平宽度为b₂₁、垂直高度为b₂₂、E₂₁与B_h点之间的长度E₂₁与B_h连线的结构角θ_Fz＝arctan(b₂₂/b₂₁)，动颚本体2左侧面的结构角为β₂₁，E₂₁点关于C_h点的垂直距离为L_2L；右腔破碎矿物时动颚本体2受力的合力点为E₂₂，E₂₂点关于B_h点的水平宽度为b₂₄、垂直高度为b₂₅、动颚本体2右侧面的结构角β₂₂＝β₂₁，E₂₂点关于C_h点的垂直距离为L_2R，b₂₄＝b₂₁，b₂₅＝b₂₂，b₂₆＝b₂₃，L_2L＝L_2R，θ_Fy＝θ_Fz，动颚本体2上的E₂₁、E₂₂点相对于B_h点的初始坐标分别为x_E21＝–b₂₁，y_E21＝–b₂₂，x_E22＝b₂₄，y_E22＝–b₂₅，动颚本体左侧面的方位角 动颚本体右侧面的方位角

如图16所示的对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机左腔受力分析图，在固定坐标系xA_hy中，转动副B_h的坐标为动颚本体2上E₂₁、E₂₂点相对于B点的动态坐标x_E21t、y_E21t，x_E22t、y_E22t分别为

E₂₁、E₂₂点在固定坐标系xA_hy中的轨迹关于y轴对称；

动颚本体2上L_2L＝L_2R＝b+b₂₂，在理论设计上，动颚本体2左边受力的极值F_jyz与右边受力的极值F_jyy相等，由矿山机械教材得F_jyz＝F_jyy＝λ(σ_b/3)b_kd×H_q，当时，动颚本体2左边的受力F_jyzt近似服从分布，理由是随着动颚表面挤压矿物，挤压力近似按正弦函数规律增大，当时，忽略构件的重力与惯性力(因为构件的重力与惯性力比破碎力小很多，只有精确研究动力学时才计入构件的重力与惯性力)，动颚本体2左边的受力近似认为F_jyzt＝0；当时，动颚本体2右边的受力F_jyyt＝0，当时，动颚本体2右边的受力近似服从分布。

动颚本体2左边的摩擦力当时，摩擦力的方位角当时，摩擦力的方位角B_hE_21t连线的方位角为

当动颚本体2左边承受破碎力时，如图16所示，当时，方位角为当时，F_jyzt＝0，对B_h点取力矩平衡得滑块16对动颚本体2的作用力F_32z为

当动颚本体2左边受力时，由动颚本体2的力平衡，得偏心轴1对动颚本体2的作用力F_12zx(沿着–x方向)、F_12zy(沿着y方向)分别为

再结合如图17所示的对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机右腔受力分析图，当动颚本体2右边受力时，当时，F_jyyt＝0；当时， 动颚本体2右边的摩擦力F_fyt＝F_jyyt×f，当时，摩擦力的方位角β_2yf＝β_2y，当时，摩擦力的方位角β_2yf＝β_2y+π，F_jyyt的方位角为 B_hE_22t连线的方位角为对B点取力矩平衡得滑块16对动颚本体2的作用力F_32y为

当动颚本体2右边受力时，由动颚本体2的力平衡，得偏心轴1对动颚本体2的作用力F_12yx(沿着x方向)、F_12yy(沿着y方向)分别为

破碎矿物时，在[0，2π]区间，i＝1，2，3，…，360，滑块16对动颚本体2的作用力F_32i与偏心轴1对动颚本体2的作用力F_12i分别为

当时，F_21zx＝–F_12zx沿着x方向、F_21zy＝–F_12zy沿着–y方向，动颚本体2对偏心轴1作用力的力矩平衡方程为

驱动力矩M_1zi(N·m)(当时，M_1zi＝0)为

当时，F_21yx＝–F_12yx沿着–x方向、F_21yy＝–F_12yy沿着–y方向，动颚本体2对偏心轴1作用力的力矩平衡方程为

驱动力矩M_1yi(N·m)(当时，M_1yi＝0)为

当i＝1，2，3，…，360时，驱动力矩M_1i(N·m)为

当a＝20mm，b＝1000mm，b₂₃＝400mm,b₂₆＝400mm，β₂₁＝4π/9rad，β₂₂＝4π/9rad，θ_Fz＝–π/9rad，θ_Fy＝–π/9rad，F_jyz＝10⁶N，F_jyy＝10⁶N，对应区间，对应区间，f＝0(仅考察作用力的主项)时，经VB编程计算，得正弦载荷作用下对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机滑块的受力曲线图如图18所示，正弦载荷作用下对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机曲柄对动颚本体的作用力曲线图如图19所示，正弦载荷作用下对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机的驱动力矩曲线图如图20所示，驱动力矩M_1i在区间与区间的特征几乎一致，即

综上所述，本发明基于对心曲柄滑块机构的双腔颚式破碎结构既适用于大型的颚式破碎机，也适用于中型的颚式破碎机，可以显著改善电机的拖动性能以及明显提高皮带传动的稳定性与寿命。

从简摆颚式破碎机到复摆颚式破碎机再到双腔复摆颚式破碎机的发展，充分说明了系统的要素、结构与功能的辩正法，要素之间的相互联系、相互作用的形式和方式确定了要素的秩序，要素之间的外部特征称为结构，功能是系统与外界相互作用的关系，既是系统整体过程的秩序，也是系统整体的外在效应。要素不同的系统功能也不同；要素相同但结构不同的系统功能也不同；要素与结构都不同的系统可能功能相似或相同；要素与结构都相似或相同的系统可能功能完全不同；同一个结构存在多重功能。

按照辩正法中结构与功能的辩正关系，将连杆(动颚)的角位移改变为破碎左腔中的矿物与破碎右腔中的矿物时对应点的位移是左右对称的，这样就可以消除破碎速度与破碎力的左右不对称现象，为此，本发明的一种对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机，采用对心曲柄滑块机构作为工作机构，同时，左入料口与右入料口的几何特征是左右对称的，一种对心曲柄滑块型双腔复摆颚式破碎机的动颚板左侧面与右侧面上对应点的位移偏差为零。母福生申请的发明专利(双腔颚式破碎机CN200520050887.1)，其机构简图如图3所示，转眼10余年过去了，今天没有见到基于对心曲柄滑块机构作为执行机构的双腔复摆颚式破碎机的报道，进而认为，这是一种新型的破碎机，并进一步认为，这对于本领域技术人员来说不是显而易见的，这对于本领域技术人员不是常规的技术设置，因为显而易见与常规的技术设置何需花费10余年的时光，况且本领域的技术人员数以百万之多，它是深厚的专业背景与扎实的理论基础以及富于创新思维的成果，它解决了双腔复摆的连杆(动颚)左侧面上的点进入矿物破碎时的破碎速度与右侧面上的对应点进入矿物破碎时的破碎速度不对称与破碎力不对称的问题，也解决了左入料口与右入料口的几何特征不对称的问题，更是解决了传动皮带弹性滑动率与电机转差率的非对称性问题。

Claims (8)

1.一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，包括支座（3）；所述支座（3）上安装有对称布置的左定齿板（10）和右定齿板（26）；在所述左定齿板（10）和右定齿板（26）中间位置设有动颚本体（2）；所述动颚本体（2）左侧设有与左定齿板（10）配对的左动齿板（11），动颚本体（2）右侧设有与右定齿板（26）配对的右动齿板（25）；其特征在于：所述动颚本体（2）下端中部位置连接有曲柄组件（1），曲柄组件（1）另一端与外部动力连接；所述动颚本体（2）上端铰接有滑块（16）；在所述支座（3）的上端设有与滑块（16）配合的滑道，滑块（16）滑动安装在支座（3）上的滑道中。

2.根据权利要求1所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述曲柄组件（1）包括偏心轴（1-1），所述动颚本体（2）下端中部位置开有下通孔，偏心轴（1-1）中间段通过中间轴瓦（1-8）安装在动颚本体（2）下端中部的通孔内；所述中间轴瓦（1-8）与偏心轴（1-1）中间段之间设有中间轴瓦密封圈（1-5）；所述偏心轴（1-1）前段通过前轴瓦（1-9）安装在支座（3）上，前轴瓦（1-9）与偏心轴（1-1）前段之间设有前密封圈（1-12）；偏心轴（1-1）前端安装有大皮带轮（1-11），大皮带轮（1-11）与前轴瓦（1-9）之间设有前下挡套（1-10）；所述偏心轴（1-1）后段通过后轴瓦（1-7）安装在支座（3）上，后轴瓦（1-7）与偏心轴（1-1）后段之间设有后密封圈（1-6）；偏心轴（1-1）后端安装有飞轮（1-5），飞轮（1-5）与后轴瓦（1-7）设有后下挡套（1-4）。

3.根据权利要求2所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：在所述前轴瓦（1-9）外侧的支座（3）上开有连通至前轴瓦（1-9）内侧的前注油杯（3-2）；在所述后轴瓦（1-7）外侧的支座（3）上开有连通至后轴瓦（1-7）内侧的后注油杯（3-1）；在所述偏心轴（1-1）后端面开有连通至中间轴瓦（1-8）内侧的注油孔（KZ）。

4.根据权利要求2所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述大皮带轮（1-11）通过第二销（1-4）定位在偏心轴（1-1）前端，大皮带轮（1-11）与偏心轴（1-1）之间通过第二键（1-13）连接；所述飞轮（1-5）通过第一销（1-3）定位在偏心轴（1-1）后端，飞轮（1-5）与偏心轴（1-1）之间通过第一键（1-2）连接。

5.根据权利要求1所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述动颚本体（2）上端开有与下通孔平行的上通孔，动颚本体（2）的上通孔内安装有滑块支轴（20）；所述滑块（16）通过滑块支轴套（21）安装在滑块支轴（20）端部；在滑块（16）的两侧分别设有固定在支座（3）上的左耐磨侧板（15）和右耐磨侧板（22），滑块（16）滑动安装在由左耐磨侧板（15）和右耐磨侧板（22）组成的滑道中。

6.根据权利要求5所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述滑块支轴（20）两端对称设置；对应的，所述滑块（16）包括前滑块（16-1）和后滑块（16-2），所述滑块支轴套（21）包括滑块支轴前套（21-1）和滑块支轴后套（21-3）；所述右耐磨侧板（22）包括右耐磨前侧板（21-1）和右耐磨后侧板（22-2），所述左耐磨侧板（15）包括左耐磨前侧板和左耐磨后侧板。

7.根据权利要求6所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述前滑块（16-1）通过滑块支轴前套（21-1）安装在滑块支轴（20）前段，滑块支轴（20）前端与滑块支轴前套（21-1）之间安装有支轴前密封圈（21-2）；所述滑块支轴（20）前段还安装有一个位于前滑块（16-1）与动颚本体（2）之间的前上挡套（33）；在所述前滑块（16-1）上开有一个连通至滑块支轴前套（21-1）内侧的前支轴注油杯（16-3）；所述左耐磨前侧板和右耐磨前侧板（21-1）相对的安装在支座（3）前上端开设的一个槽内，前滑块（16-1）与左耐磨前侧板和右耐磨前侧板（21-1）组成移动副；

所述后滑块（16-2）通过滑块支轴后套（21-3）安装在滑块支轴（20）后段，滑块支轴（20）后端与滑块支轴后套（21-3）之间安装有支轴后密封圈（21-4）；所述滑块支轴（20）后段还安装有一个位于后滑块（16-2）与动颚本体（2）之间的后上挡套（34）；在所述后滑块（16-2）上开有一个连通至滑块支轴后套（21-3）内侧的后支轴注油杯（16-4）；所述左耐磨后侧板和右耐磨后侧板（22-2）相对的安装在支座（3）后上端开设的一个槽内，后滑块（16-2）与左耐磨后侧板和右耐磨后侧板（22-2）组成移动副。

8.根据权利要求6所述的一种对心曲柄滑块型双腔颚式破碎机，其特征在于：所述支座（3）前上端开设的槽外通过前螺钉（36）固定有前端盖（35）；支座（3）后上端开设的槽外通过后螺钉（38）固定有后端盖（37）；所述动颚本体（2）上方设有顶护罩（14）；所述顶护罩（14）通过顶压板（17）、压板螺栓（18）和弹性垫圈（19）安装在支座（3）顶部。