專利名稱：一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機的制作方法
技術領域：
本發明涉及顎式破碎機技術領域，具體地說是一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機。
背景技術：
顎式破碎機，俗稱顎破，由動顎和靜顎兩塊顎板(也稱齒板顎板)組成破碎腔，模擬動物的兩顎運動完成物料破碎作業的破碎機。其廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業中各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎。現有技術顎破中存在兩大缺陷一是呈“V”型的破碎腔在每一個循環沖程作功后，排出的是一堆三角形容積的物料。因顎式破碎機是典型的單顆粒破碎(沒有層壓破碎)，所以三角形容積容納的顆粒大小尺寸集中度差，出料經篩分后的篩上物料(超過符合規格尺寸的物料)返回重破的比例高，影響破碎效率；二是進入破碎腔的物料堆積并不結實，從而影響破碎效率。我們可以從三個方面來分析1.由于破碎物料大多是形狀不規則、大小不一，物料與物料之間形成很大的空腔間隙，所以，使單位時間內通過的物料密度降低，破碎效率不充分；2.由于每臺破碎機的破碎沖程(指兩塊齒板的相對運動距離)是一定值，當具有較大間隙的物料流進入破碎腔時，破碎沖程的前一段就會消耗在壓實物料堆這一過程(只有物料堆壓實后，破碎沖程才起實質性的破碎作功)，所以，物料流松散降低了破碎沖程的有效破碎作功；3.由于顎破破碎腔是“V”型結構，上口大、下口小，兩齒板咬合物料時有一個使物料向上的分力存在，所以，當物料松散時，很容易使物料轉向、位移或向上跳起，從而影響破碎沖程的有效破碎作功。以上分析可見，物料流的松散或密集程度是影響顎破破碎效率的重要因素。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術顎破由于進料的物料流松散和出料的物料尺寸集中度不高的缺陷，提供了一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，從而提高破碎作功效率、改善顎破設備工況、降低能耗。為了達到以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，包括機架、傳動裝置、雙曲柄搖桿機構和破碎副。其特征在于，所述的雙曲柄搖桿機構包括前曲柄搖桿機構和后曲柄搖桿機構；前曲柄搖桿機構包括前動顆、IU射板和偏心驅動軸；后曲柄搖桿機構包括后動顆、后射板和偏心驅動軸；IU、后動顆分別樞接在偏心驅動軸上，偏心驅動軸與傳動裝置相連接；前肘板一端樞接在前動顎后側下方，另一端樞接在后動顎前側下方，后肘板一端樞接在后動顎后側下方，另一端樞接在機架上；破碎副包括設置在機架上的固定齒板和設置在前動顎上的活動齒板，活動齒板與固定齒板對峙形成三折三腔結構的側部破碎腔，其中下腔形狀呈平行區間狀。本發明的核心思想在現有技術破碎腔的上方，設計一個夯實腔以實現物料流密度來提高破碎效率，再在其下方設計一個亞平行腔以實現均勻細碎功能，且巧妙地把組成夯實腔齒板的一端與組成平行腔齒板的一端設計成對稱互換式。本發明有二大顯著的結構特征一是在現有技術顎式破碎機破碎腔的下端增設一個亞平行細碎腔，上端增設一個夯實腔(呈三腔式)；二是形成上述三腔的顎板，其上、下角度和長度均對稱，兩頭可互換使用。本發明有三大顯著的功能特征第一項功能亞平行腔型結構的功能。本發明中，在現有破碎腔的下端增設一段平行腔形狀結構(由于活動齒板是在偏心軸、動顎、肘板組成的曲柄連桿機構中作曲線運動，這里的平行區是動態的、近似的，故下稱為亞平行區)。亞平行腔形狀結構的功能是(I)、使物料均勻細碎。從側視截面上看，現有技術破碎腔基本上是呈“V”字形的。它在每一次破碎作功沖程完結時排放出一堆呈倒三角容積的物料，參見如圖3 (abed倒三角容積的物料排放區，EF為沖程開邊)。在這三角形容積排放區域里，上部尺寸大、下部尺寸小。又由于顎式破碎機基本上是單顆粒破碎的特性，所以從這三角形容積排放區域里排放出來的物料就是下部細、上部粗，不均勻，物料尺寸的集中度較差。因此，本發明設計了亞平行結構腔來替換，亞平行結構腔在每次破碎作功沖程完結排放出來的是一個亞長方體容積的物料，參見如圖4(a’ b’ c’ d’亞長方體容積的物料排放區，E’F’為沖程開邊)。假設亞長方體容積與倒三角形容積相等，顯然，前者物料的顆粒比后者要均勻得多，即物料尺寸的集中度高。再分析極端情況，在倒三角腔型狀態下，哪怕是排放口調到最小，(即破碎副下端的間隙調到零，但超過將會齒板相撞而毀機)，還是會排放出粗料來。而在亞平行容積下，完全可根據所需物料成品尺寸大小設置排放口尺寸(要保證每次排放的容積都是該平行區中的料，不讓上腔物料漏排。設計時要計算好平行腔的長度。在排放容積相同條件下，排放料越細，平行腔長度越長，反之可短)。顯然，下部設置了亞平行結構腔型比現有技術“V”字形結構腔型破碎出來的成品料要細、且更均勻，這是亞平行腔結構的優越性之一。(2)、實現“小顆粒，大產量”。亞平行結構腔型為破碎機實現高破碎比(即“小顆粒，大產量”)提供了最有力的必要條件。在現有技術條件下，顎破有一個先天性不足，就是“求破碎細度與求破碎產量”是一對矛盾。即要求物料粒度細時，需縮小排放口，這時產能就大為降低；反之，如要增大產量時，則需放大排放口，但這時出料粒度就大。二者不可兼容。亞平行結構腔型能解決上述弊端，實現“小顆粒與大產量”的兼容。根據上述亞平行結構腔型的特性。我們只要保證每次破碎作功沖程后排放的物料容積都是小于亞平行腔內的容積，就可利用“小緊邊，大排放”的方法來解決(在動顎下部作功沖程最小止點時稱緊邊尺寸，最大止點時稱松邊尺寸)。緊邊尺寸決定物粒細度，松邊尺寸決定排放速度。拉大緊邊與松邊的距離(也即加大沖程)，有利于排放(但排放速度要符合自由落體規律，有一個極限)。總之，現有技術下“求細碎與求產量”的矛盾在亞平行結構腔型的條件下，用“小緊邊、大沖程”的方法得到了解決。第二項功能夯實腔結構的功能。通過在破碎腔上端增設一個夯實腔，使其最大限度消除物料與物料之間的空隙，提高物料流密度，提高破碎沖程的作功效率，在不改變顎破任何參數(包括破碎沖程)的前提下，大幅度地提高了破碎效率。1.利用夯實腔夯實進入的物料流，提高了物料流的密度。經夯實腔夯實了后的物料流，最大限度地消除物料之間的間隙，物料密度提高，進入破碎腔破碎的物料在相同的破碎時間內，破碎量相應提高。2.物料流處于或接近于“必要間隙”狀態進入破碎腔，從而提高破碎沖程作功效率。從破碎沖程與“必要間隙”、“自然間隙”的關系分析“自然間隙”與“必要間隙”這兩個概念。當一堆形狀不同、大小不一的物料堆在一起時，物料之間會存在間隙，這種間隙稱為“自然間隙”。自然間隙是不穩定的，如果有外力使物料不斷改變方向或做相對運動，自然間隙會不斷變小(即物料堆被不斷夯實)，當自然間隙小到一定值后，不論怎么運動物料都不能再繼續減少間隙了，這時的物料間隙稱為“必要間隙”。“必要間隙”不是一個絕對概念，是理論相對概念。離“必要間隙 ”越遠的物料流彈性越大，越接近“必要間隙”的物料流彈性越小。破碎沖程指顎破兩齒板從緊邊到松邊的運動距離。每一臺顎破的破碎沖程是一個定值。破碎沖程分兩個階段一是由于自然間隙具有彈性，破碎沖程開始階段先克服物料流的彈性，這時破碎沖程沒有產生實質性的破碎作用；二是等完全消除了物料彈性后，破碎沖程才對物料產生破碎作用。處于“必要間隙”下的物料流沒有(或極少有)彈性(理論上可以這樣分析認定)。所以，物料流有沒有進過夯實這一關，對于在同一破碎沖程下的破碎作功效率是完全不同的。物料經夯實，物料處于或接近于“必要間隙”狀態進入破碎腔，從而提高破碎沖程作功效率。3.利用重力阻止物料在破碎過程中的位移與彈跳。由于顎破破碎腔呈” V”字形結構，上口大、下口小，兩齒板咬合物料時呈一個角度，使物料有一個向上推的分力。雖然在設計顎破時已把該夾角設置在最大摩擦力允許的極限角α (26° )以內，但當物料流松散時，很容易使物料轉向、位移或向上跳起，影響破碎沖程的有效破碎作功。在破碎腔上端增設了一個夯實腔后，破碎腔中的物料上方壓著厚厚的一層物料，這層物料本身的重量壓住破碎腔中的物料，起到阻止物料轉向、位移和向上跳起的作用。④使供料更加平穩。在現有技術條件下，由于種種因素影響，進入破碎機的物料總有一些波動，時少時多。這種物料波動即影響生產量，又降低設備使用壽命。在發明中，增設了夯實腔，相當于設置了一個儲蓄物料倉，當進料過大時由它儲蓄，過小時由它補供。在一定的程度上內起到平穩供料作用，既能穩定產量，又有利于延長設備使用壽命。第三項功能齒板設計成“三折對稱互換”的功能。本發明將活動齒板設計成兩端同時向一側折轉一個角度并延伸一段，折轉角度等于原破碎副的角度α (α為小于等于26度)，每邊長度均為原破碎副的1/4 1/6。也可固定齒板和活動齒板同時三折(但這時的折角是上述方案的1/2 α)，下端同樣是一個平行腔，效果相同。這樣的三折齒板在組合成破碎副后形成下端為平行腔，換過來仍然下面是平行腔。由于亞平行腔是細碎腔，其作功要超越粗破碎腔，所以是高磨耗區，而夯實腔不實質性產生破碎，磨耗極微，讓這一重一輕的磨耗部位對稱互換，有利于延長顎板的利用率，降低破碎機總體磨耗成本。改進破碎腔設計，設置夯實腔和平行腔，提升破碎腔功能，以提高破碎效率，并巧妙地把組成夯實腔的一端與組成平行腔的一端設置成對稱式互換是本發明的核心技術。作為優選，對峙形成三腔形狀結構的破碎副中，活動齒板兩端分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折結構，活動齒板的下折端齒板面平行于對側固定齒板的齒板面。活動齒板兩端向外側延伸的延伸段每段各占整個自身齒板長度的1/6 1/4，所述延伸段與齒板為一體結構或者分體結構。
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對峙形成三腔形結構的破碎副中，活動齒板兩端分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折結構，折角是破碎腔的角度α (α的范圍17度< α < 26度)以保證下腔平行，活動齒板的下折端齒板面平行于對側固定齒板的齒板面，下端是一個平行腔。作為上述方案的替換方案，對峙形成三腔形結構的破碎副中，活動齒板和固定齒板兩端均分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折結構，活動齒板的下折端齒板面平行于固定齒板下折端的齒板面。固定齒板和活動齒板兩端向外側延伸的延伸段每段各均占整個自身齒板長度的1/6 1/4,所述延伸段與齒板為一體結構或者分體結構。也可固定齒板和活動齒板同時三折，但這時的折角是上述方案的1/2 α (α的范圍17度< α <26度)以保證下腔平行。下端同樣是一個平行腔，效果相同。作為優選，偏心驅動軸包括前偏心驅動軸和后偏心驅動軸，前動顎樞接在前偏心驅動軸的軸套上，后動顎樞接在后偏心驅動軸的軸套上；傳動裝置包括前傳動齒輪、后傳動齒輪和傳動輪，前傳動齒輪和后傳動齒輪相嚙合并與傳動輪相連接，前偏心驅動軸與前傳動齒輪相連接，后偏心驅動軸與后傳動齒輪相連接。利用雙偏心驅動軸組成雙軸雙曲柄搖桿機構，雙軸雙曲柄搖桿機構合理利用了兩個傳動齒輪，兩傳動齒輪相嚙合同步運行，這個結構帶來了如下好處第一點，發明通過選擇不同的兩個傳動齒輪直徑可以設計出多種速比(指兩根偏心驅動軸之間的速比)的細碎機，可以制造出多種不同功能特點的機種。第二點，兩根偏心驅動的相位角可調，而且調節非常容易(拉出其中一個傳動齒輪，換一個角度再裝回去)，可以獲得更多功能變化。第三點后動顎可以設計呈垂直角度狀態，其與前、后肘板形成一個增力結構，即后動顎往上拉一個小力，前肘板就能獲得一個放大了的力作用到前動顎上，增強破碎能力。以上為優選方式，為保證兩傳動齒輪同步運行，我們還可以采用同步電機加數控系統控制，實現同步驅動。作為上述方案的替換方案，偏心驅動軸包括前偏心驅動軸，前偏心驅動軸上套設有軸承座和軸承瓦，軸承瓦位于前偏心驅動軸的中段上，軸承座位于軸承瓦兩側的前偏心驅動軸上；前動顎掛設在軸承座上，后動顎掛設在軸承瓦上；傳動裝置包括傳動輪，前偏心驅動軸與傳動輪相連接。利用單偏心驅動軸組成單軸雙曲柄搖桿機構，單軸雙曲柄搖桿機構合理利用了同一偏心驅動軸上可以同時隔離設置軸承座和軸承瓦的特點，合理利用空間，節省材料，節約成本。
圖1為本發明的一種結構示意圖；圖2為本發明的另一種結構示意圖；圖3為現有技術排放物料示意圖；圖4為本發明排放物料示意圖。圖中11_機架，12-前傳動齒輪,13-后傳動齒輪,14-前偏心驅動軸，15-后偏心驅動軸，16-前動顎，17-后動顎，18-前肘板,19-后肘板,20-活動齒板，21-固定齒板，22-上側部破碎腔，23-中側部破碎腔，24-下側部破碎腔，25-軸承座，26-軸承瓦，27-傳動輪。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。實施例1 :如圖1所示，一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，包括機架11和傳動裝置，傳動裝置包括前傳動齒輪12、后傳動齒輪13和傳動輪27，前傳動齒輪12和后傳動齒輪13相嚙合并與傳動輪27相連接。機架11上設置有雙軸雙曲柄搖桿機構，雙軸雙曲柄搖桿機構包括前曲柄搖桿機構和后曲柄搖桿機構，前曲柄搖桿機構包括前動顎16、前肘板18和前偏心驅動軸14 ;后曲柄搖桿機構包括后動顎17、后肘板19和后偏心驅動軸15 ;前偏心驅動軸14與前傳動齒輪12相連接，后偏心驅動軸15與后傳動齒輪13相連接；前動顎16分別樞接在前偏心驅動軸14上,后動顆17分別樞接在后偏心驅動軸15上；如射板18 —端樞接在如動顆16后側下方，另一端樞接在后動顎17前側下方，后肘板19 一端樞接在后動顎17后側下方，另一端樞接在機架11上。破碎副包括設置在機架11上的固定齒板21和設置在前動顎16上的活動齒板20，活動齒板20兩端分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折齒板結構，活動齒板20的三折齒板結構與固定齒板21對峙形成上側部破碎腔22、中側部破碎腔23、下側部破碎腔24的三腔形結構的側部破碎腔。下側部破碎腔24的腔形呈平行區間狀，即活動齒板20下折端的齒板面平行于對側固定齒板21的齒板面。活動齒板20兩端向外側延伸的延伸段兩端各占整個自身齒板長度的1/6，延伸段與齒板為一體結構。實施例2 :如圖1所示，破碎副包括設置在機架11上的固定齒板21和設置在前動顎16上的活動齒板20，活動齒板20兩端分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折齒板結構，固定齒板21兩端也分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折齒板結構。活動齒板20的三折齒板結構與固定齒板21的三折齒板結構對峙形成上側部破碎腔22、中側部破碎腔23、下側部破碎腔24的三腔形結構的側部破碎腔。下側部破碎腔24的腔形呈平行區間狀，即活動齒板20下折端的齒板面平行于固定齒板21下折端的齒板面。固定齒板21和活動齒板20兩端向外側延伸的延伸段均占整個自身齒板長度的1/5,延伸段與齒板為一體結構。其余同實施例1。實施例3 :如圖2所示，一種增力細碎顎式破碎機，包括機架11和傳動裝置，傳動裝置包括傳動輪27。機架11上設置有單軸雙曲柄搖桿機構，單軸雙曲柄搖桿機構包括前曲柄搖桿機構和后曲柄搖桿機構，前曲柄搖桿機構包括前動顎16、前肘板18和前偏心驅動軸14 ;后曲柄搖桿機構包括后動顎17、后肘板19和前偏心驅動軸14 ;前偏心驅動軸14與傳動輪27相連接。前偏心驅動軸14上套設有軸承座25和軸承瓦26，軸承瓦26位于前偏心驅動軸14的中段上，軸承座25位于軸承瓦26兩側的前偏心驅動軸14上；前動顎16掛設在軸承座25上，后動顎17掛設在軸承瓦26上。前肘板18 —端樞接在前動顎16后側下方，另一端樞接在后動顆17如側下方，后射板19 一端樞接在后動顆17后側下方，另一端樞接在機架11上。其余同實施例2。實施例4 :固定齒板21和活動齒板20兩端向外側延伸的延伸段均占整個自身齒板長度的1/4，延伸段與齒板為分體結構。其余同實施例3。以上所述之實施例只為本發明之較佳實施例，并非以此限制本發明的實施范圍，故凡依本發明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，包括機架、傳動裝置、雙曲柄搖桿機構和破碎副，其特征在于，所述的雙曲柄搖桿機構包括前曲柄搖桿機構和后曲柄搖桿機構；如曲柄搖桿機構包括如動顆、如射板和偏心驅動軸；后曲柄搖桿機構包括后動顆、后射板和偏心驅動軸；前、后動顎分別樞接在偏心驅動軸上，偏心驅動軸與傳動裝置相連接；前射板一端樞接在如動顆后側下方，另一端樞接在后動顆如側下方，后射板一端樞接在后動顎后側下方，另一端樞接在機架上； 破碎副包括設置在機架上的固定齒板和設置在前動顎上的活動齒板，活動齒板與固定齒板對峙形成三折三腔結構的側部破碎腔，其中下腔形狀呈平行區間狀。
2.根據權利要求1所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，對峙形成三腔形狀結構的破碎副中，活動齒板兩端分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折結構，活動齒板的下折端齒板面平行于對側固定齒板的齒板面。
3.根據權利要求2所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，活動齒板兩端向外側延伸的延伸段每段各占齒板總長度的1/6 1/4，所述延伸段與齒板為一體結構或者分體結構。
4.根據權利要求1所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，對峙形成三腔形狀結構的破碎副中，活動齒板和固定齒板兩端均分別向外側打開延伸形成呈等腰梯形狀的三折結構，活動齒板的下折端齒板面平行于固定齒板下折端的齒板面。
5.根據權利要求4所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，固定齒板和活動齒板兩端向外側延伸的延伸段每段各均占總齒板長度的1/6 1/4，所述延伸段與齒板為一體結構或者分體結構。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，偏心驅動軸包括前偏心驅動軸和后偏心驅動軸，前動顎樞接在前偏心驅動軸的軸套上，后動顎樞接在后偏心驅動軸的軸套上；傳動裝置包括前傳動齒輪、后傳動齒輪和傳動輪，前傳動齒輪和后傳動齒輪相嚙合并與傳動輪相連接，前偏心驅動軸與前傳動齒輪相連接，后偏心驅動軸與后傳動齒輪相連接。
7.根據權利要求1或2或3或4或5所述的齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，其特征在于，偏心驅動軸包括前偏心驅動軸，前偏心驅動軸上套設有軸承座和軸承瓦，軸承瓦位于前偏心驅動軸的中段上，軸承座位于軸承瓦兩側的前偏心驅動軸上；前動顎掛設在軸承座上，后動顎掛設在軸承瓦上；傳動裝置包括傳動輪，前偏心驅動軸與傳動輪相連接。
全文摘要
本發明公開了一種齒板三折對稱互換式三腔多功能顎式破碎機，在現有技術顎式破碎機破碎腔的上端增設一個夯實腔，再在其下端增設一個亞平行細碎腔(即呈三腔式)。夯實腔有利于提高破碎效率，亞平行細碎腔有利于均勻破碎細料。本發明的另一個技術特征是形成上述三腔的齒板上、下角度和長度呈對稱設計，兩頭可互換使用。亞平行細碎腔是高磨耗區，夯實腔是微磨耗區，兩者設計成互換性，可互補以延長齒板的使用壽命，降低磨耗之生產成本。
文檔編號B02C1/06GK103041891SQ20111033692
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者朱興良 申請人:義烏市黑白礦山機械有限公司