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來源：互聯網

顎式碎石機（Jaw crusher），俗稱顎破或老虎口，是一種工程和礦山應用中常用的破碎設備，其主要工作部件由定鄂齒板和動顎齒板組成。這兩個齒板在機器運行過程中進行周期性的相對運動，以實現物料的壓碎和破碎。當動顎齒板靠近定鄂齒板時，物料受到壓碎作用；當兩者分離時，物料由于自重而向下移動，從而從排料口排出。這一設計不僅實現了高效的破碎作用，還通過定鄂齒板的齒形結構增加了折斷、劈裂和磨碎的附加作用。

與傳統破碎機相比，顎式破碎機具有多方面的優勢。首先，它能有效地減少在破碎過程中產生的粉塵。其次，由于其較大的口徑，顎式破碎機能夠處理直徑達到1-1.2米的大型物料，從而解決了傳統破碎機因破碎能力有限而導致的供需矛盾。隨著社會經濟快速發展和基礎設施建設的擴大，如水利和鐵路項目，石料需求逐年增加。這增加了顎式破碎機的市場需求，并推動了其向高性能、低能耗方向發展?，F代顎式破碎機設計更注重滿足不同應用場景和工藝要求下的多種用戶需求。顎式碎石機的主要分類有：復擺顎式破碎機、雙腔顎式破碎機、外動顎式破碎機、振動顎式破碎機。

在十九世紀中期，工業革命正處于全盛時期，蒸汽機和電動機等動力機械得到了迅速的發展和廣泛的應用。這一時期，不僅動力機械技術得到了飛速的進步，同時，多個工業領域，包括冶金、礦業、建筑和化工等，也對破碎機械有著日益增長的需求。在1806年，一個由蒸汽機驅動的輥式破碎機出現了，標志著破碎技術的重要進步。此項創新使得礦石和其他硬質材料的處理變得高效和簡便。半個世紀后，1858年，由E.W. Blake設計和研發的第一臺顎式破碎機也成功問世。且因顎式破碎機相較于傳統破碎機的多方面優勢，受到了廣泛的關注和應用。1895年，美國的William發明了低能耗的沖擊破碎機，這是顎式破碎機以外的另一重要發展?。20世紀80年代以來：顎式破碎機的生產效率得到了極大的提升，大型顎式碎石機每小時可以破碎800噸物料，其進料尺寸已達到大約1800毫米。

發展歷程

背景

在十九世紀中期，工業革命正處于全盛時期，蒸汽機和電動機等動力機械得到了迅速的發展和廣泛的應用。這一時期，不僅動力機械技術得到了飛速的進步，同時，多個工業領域，包括冶金、礦業、建筑和化工等，也對破碎機械有著日益增長的需求。

簡史

在1806年，一個由蒸汽機驅動的輥式破碎機出現了，標志著破碎技術的重要進步。此項創新使得礦石和其他硬質材料的處理變得高效和簡便。半個世紀后。

1858年：美國的E.W. Blake（也稱為Black）設計并制造了世界上第一臺顎式破碎機，此項發明開啟了顎式破碎機的發展歷程?。并且因顎式破碎機相較于傳統破碎機的多方面優勢，受到了廣泛的關注和應用。

1878年：美國開發了連續動作循環的破碎機，其生產效率高于間歇動作的顎式破碎機?。

1881年：Philetus W. Gates為旋回破碎機申請了專利，這是在Blake顎式破碎機發明后的重要發展。

1895年：美國的William發明了低能耗的沖擊破碎機，這是顎式破碎機以外的另一重要發展?。

20世紀80至20年：顎式破碎機的生產效率得到了極大的提升，大型顎式破碎機每小時可以破碎800噸物料，其進料尺寸已達到大約1800毫米。

此外，隨著時間的推移，顎式破碎機的結構和設計也不斷優化，例如顎式破碎機顎板的運動軌跡、結構、形式和移動顎的支架方式等得到了改進，使得顎式破碎機更加適應不同的破碎需求，應用范圍也逐漸擴大。

工作原理

全世界各種類型的顎式破碎機約有百余種，其中也發展創新了很多異型顎式破碎機，這些機型有各自的特點和優缺點，它們的主要區別在于動顎結構的設計不同，進而導致動顎擁有不同的運動特性，如，運動軌跡、速度和加速度、行程長度，受力情況等。但工作原理基本相同，都是由以下基本原理進行物料的破碎：

顎式破碎機中的破碎工作是一個動態和連續的過程，涉及多個組成部分和動態交互。該機的核心工作部分主要由兩塊顎式破碎機顎板組成，其中一塊是固定顎板，垂直固定在機體前壁上。另一塊則是活動顎板，其位置傾斜，并與固定顎板構成大小不一的破碎腔。這兩塊顎板在電動機驅動的偏心軸作用下，通過皮帶和皮帶輪進行周期性的往復運動。在這一過程中，當活動顎板上升時，肘板和動顎之間的夾角逐漸變大。這種變化促使活動顎板逐漸推動至固定顎板的位置，導致夾在兩顎板之間的物料受到擠壓、劈裂和沖擊的作用。相反，當活動顎板下行時，肘板和動顎之間的夾角會進一步變小。此時，拉桿和彈簧的作用使活動顎板與固定顎板分離，已經被破碎的物料則在重力的作用下經由排料口排出，完成整個破碎過程。

圖中(a)是顎板張到最大位置，即活動顎板離同定顎板最遠的位置。此時，物料進入破碎腔；(b)是活動顎板逐步向固定顎板方向移動，導致物料受到擠壓并因此產生裂紋，進而被破碎；(c)是活動顎板靠近固定顎板最近時的位置。該位置物料會被破碎成小塊；(d)是活動顎板又張到最遠位置，壓碎的物料經重力作用而卸出破碎腔，新的物料又進入破碎腔，開始又一輪破碎，如此周而復始地完成破碎任務。

組成結構

基本組成

顎式碎石機的組成部件由機架、進料斗、動顎總成、防護、調整機構、動力機構、潤滑系統等組成，有的產品還配有液壓系統。

機架

按照結構進行劃分，能夠將顎式破碎機分為組合式機架（又稱組裝式機架）和整體機架。整體機架主要由于在運輸，安裝以及制造等方面存在難度，因此無法應用在大型破碎機當中，大多數都是應用在中小型破碎機當中。該種結構形式在剛性方面顯著優于組合式機架，但是在實際制作期間存在較大難度。因此組合式機架和整體機架都有與之相對應的應用場景及提升空間。

組合式機架

由于在運輸、安裝、維修方面的便捷性，組合式機架被廣泛應用于大型碎石機。其組合過程主要包括兩種形式：

第一種是通過使用架壁之間的螺栓和嵌銷來進行組合。以1500×1200顎式破碎機機架為例，這種機架結構被分為兩個主要部分：上架體和下架體。這兩部分通過螺栓進行緊固連接，而在結合面上，使用鍵和銷釘來承擔剪力和提供額外的穩定性。除了作為連接元件外，這些銷釘和鍵還在裝配定位過程中發揮了重要作用。但傳統老款顎式破碎機機架一般采用螺栓將主機直接固定在底座上，由于動顎的周期性工作產生較大的沖擊力，造成底座經常出現疲勞破壞，新款顎式碎石機通常需要采用減振安裝設計，以吸收設備振動峰值，同時允許破碎機在垂直和縱向方向上產生小量的位移，從而降低對底座的沖擊

第二種方式是焊接組合式機架。以1200×900顎式破碎機機架為例，這種焊接組合方式在結構剛性方面相對于使用嵌銷和螺栓的連接方式有著明顯的優越性。因為焊接提供了更為緊密和持久的連接，這樣的機架更加便于加工、裝配以及折裝。

整體機架

整體機架在運輸、安裝和制造過程中面臨一系列技術和操作的困難，這些因素限制了其在大型破碎機中的應用。因此，這種機架結構主要被用于中小型破碎機。盡管如此，整體機架在結構剛性方面具有明顯的優勢，相較于組合式機架，其提供了更高的穩定性和耐用性。然而，在實際制作期間存在較大難度。

從制造工藝的角度來看，整體機架可以進一步細分為兩種主要類型：鉆桿整體焊接式和整體鑄造式。鉆桿整體焊接式機架在制造加工方面相對更為簡單，同時也具有較輕的機架重量。

進料斗

進料斗位于機器的上部，是用于接收待破碎物料的部件。

動顎總成

在顎式破碎機中，動顎總成是一個至關重要的組成部分，由動顎體、偏心軸、透蓋、擋圈、軸承、皮帶輪、飛輪等組成。動顎體通常由鋼板焊接而成，經過熱處理和退火以消除焊接應力，進一步通過打磨的焊縫來消除焊接產生的缺陷，從而提高動顎體的強度。動顎體正面裝有活動顎式破碎機顎板，上部通過偏心軸和軸承懸掛在機架上，下部則支撐在肘板上，并與肘板形成鏈。偏心軸兩端裝有皮帶輪和飛輪，降低電動機的額定功率，并確保機器工作時的轉速不會波動太大。

新款的顎式破碎機通常采用V型腔設計，這種設計可以增大肘板的傾角，從而增大物料的處理量和提高破碎效率。此外，動顎一般采用高強度鑄鋼件，軸承采用振動機械專用的調心滾子軸承，偏心軸則采用重型鍛造偏心軸，軸承密封采用迷宮式密封形式（油脂潤滑），軸承座則采用鑄造軸承座。在顎式破碎機的創新發展過程中，一直圍繞著“改善動顎運動特性”這一主線進行，如果機器具有良好的動顎運動特性，則產量會隨之增加，能耗和鋼耗也會相應降低。

調整機構

在顎式碎石機中，調整機構起著至關重要的作用，尤其是在控制出料口大小方面。出料口的大小直接影響破碎效果和生產效率。具體來說，一個較小的出料口可能導致破碎效果更細致，但這通常會降低生產效率，因為機器需要更多時間來處理相同量的物料。相反，一個較大的出料口可能提高生產效率，因為更多的物料可以快速通過，但這可能會犧牲破碎效果的細致度。因此，調整機構的設計和操作方式對于平衡破碎效果和生產效率具有重要意義。

動力機構

動力機構是顎式碎石機中的一個核心組件，通常由電動機，帶輪，三角帶組成，負責將電能轉化為機械能，從而驅動破碎機的各個運動部件，包括動顎、偏心軸等，以完成破碎過程。動力機構的安裝方式有兩種：采用地腳螺栓將電機底座安裝在基礎上的獨立安裝和將電機底座與破碎機機架一體安裝

分類

簡擺顎式破碎機

簡擺顎式破碎機是一種傳統的破碎機型號，主要由定顎、動顎、前推力肘板、后推力肘板、飛輪、偏心軸等核心組件構成。在這種設計中，動顎體與偏心輪是完全獨立的，依賴于推力肘板將作用力有效地傳遞到動顎體上。動顎體頂端固定在懸掛軸中，實現圍繞懸掛軸的往復擺動。這種設計的優點在于其動顎體的運動軌跡相對簡單，能產生較大的破碎力，特別適用于大塊、堅硬、難以破碎的物料。由于動顎體主要進行簡單的擺動，大部分的機械行程都用于破碎，這意味著襯板的磨損較小，維修也相對容易。然而，這種設計有其局限性，包括整機的重量和體積較大，以及成本相對較高。

復擺顎式破碎機

復擺顎式破碎機是對簡擺顎式破碎機的一種改進和優化。在這種設計中，動顎體與連桿被合并為一個整體，偏心軸同時也作為動顎體的懸掛軸。這種集成設計簡化了肘板的數量，從兩個減少到一個。復擺顎式碎石機還可以根據動顎體偏心軸與入料口高度的相互位置關系，進一步細分為正懸掛、零懸掛和負懸掛；以及根據動顎體下端肘板的支撐方式不同，可分為正支撐、零支撐和負支撐。這些不同的配置方式使得復擺顎式破碎機在處理量、功耗、襯板磨損和動顎行程方面具有更高的靈活性和優化空間。

雙腔顎式破碎機

雙腔顎式破碎機是一種更為先進和復雜的顎式破碎機設計，它分為簡擺雙腔顎式破碎機和復擺雙腔顎式破碎機兩種。這種設計的主要特點是偏心軸裝置位于破碎機的下部，動顎機構被分為左右兩個獨立的工作面。這樣的設計允許左右兩個破碎腔在偏心軸旋轉的過程中交替完成物料破碎任務。這不僅提高了破碎效率，還使得在動顎擺動的任意時刻，都存在著破碎行程與排料行程的運動過程。

外動顎式破碎機

外動顎式破碎機是一種創新性的顎式破碎機設計，其主要特點是機體傾斜，從而有效地降低了整機的高度。這種設計特別適用于井下或其他空間受限的應用場合。在這種設計中，動顎體的連桿部件經過一系列的優化和演變，通過邊板的連接，形成了一種傾斜布置的動顎體。這種結構不僅降低了設備的整體高度，還通過優化后的動顎運動軌跡，實現了更大的破碎比和更低的襯板磨損。

振動顎式破碎機

振動顎式破碎機是一種全新的顎式破碎機設計，最早由蘇聯選礦設計研究院提出。與傳統的四連桿機構顎式破碎機不同，這種設計通過減振裝置、彈性連接裝置和偏心激振器組成的動力裝置，實現了工作原理的根本性改變。這種設計允許動顎體的運動特性不再受到四連桿機構的限制，從而實現了一種全新的振動破碎方式。這種破碎方式特別適用于料層狀態的物料，能夠實現更高的破碎效率和更低的能耗。

技術參數

性能指標

破碎比

破碎比是顎式破碎機的一個關鍵參數，它影響了機器的容量、質量和能耗。高破碎比意味著較小的產品尺寸和更多的細料，同時也意味著較高的破碎力和能耗。相反，低破碎比意味著較大的產品尺寸。

顎板幾何形狀

顎板的幾何形狀會影響流動應力和破碎過程中的變形行為，優化顎板設計可以提高破碎效果?。

壓碎壓力

該參數表示顎式破碎機在單位面積上施加的力，壓碎壓力越大，破碎效率越高。

破碎效率

指顎式破碎機在破碎過程中的運行效率，高效的顎式破碎機能夠在較短的時間內完成破碎任務，降低能耗。

顎式破碎機的容量

為了計算顎式破碎機的容量，需要三個基本參數，這些參數是間隙尺寸 (G)、破碎機寬度 (W)和顎式破碎機的?閉合單設置 (CSS)。

影響因素

物料的硬度

顎式破碎機可以破碎抗壓強度不超過320兆帕的硬質物料，物料硬度越大，破碎起來越困難，而且對設備的兩顎板等部件的磨損也越嚴重。隨之，破碎的速度變慢、能力降低。

物料的組成

物料的組成成分也影響顎式破碎機的生產能力，顎式破碎機物料里含的細粉越多，這些細粉越容易黏附，不利輸送而影響破碎，對于細粉含量多的物料應提前過一次篩，將細粉盡量從物料中篩選出來，以免影響顎式破碎機的正常工作。

物料的細度

破碎后物料的細度影響顎式破碎機的生產能力。排料細度要求高，即要求破碎機出來的物料越細，則破碎能力越小。如無特殊要求，一般將物料的細度設置為中細即可。

物料的黏度

物料的粘度影響顎式破碎機的生產能力。物料的黏度越大，越容易黏附。黏度大的物料在顎式破碎機內會黏附在破碎腔的內壁上，如不能及時進行清理，將影響顎式破碎機的工作效率，嚴重時還可能影響顎式破碎機的正常工作。因此，在選擇物料時，物料的黏度不宜太大。

物料地濕度

物料的含水量影響顎式破碎機的生產能力。物料中含的水分較大時，物料在顎式破碎機內容易黏附，也容易在下料輸送過程中造成堵塞，造成破碎能力減小。

發展趨勢

研究現狀

關于顎式破碎機的改進和優化，國內外學界已經進行了大量的理論研究和實驗工作。這些研究主要集中在運動學分析、動力學分析、有限元仿真分析、腔型優化、組合拆分設計、節能增效以及多學科交叉設計等多個領域。

運動學分析

運動學分析主要關注物體間的相對運動，包括位移、速度和加速度隨時間的變化關系。這一分析僅關注物體運動的幾何性質，而不涉及運動的成因。在顎式破碎機中，特別是動顎的運動軌跡對破碎產品質量和襯板磨損有著至關重要的影響。隨著計算機輔助設計技術的發展，運動學分析的計算精度得到了顯著提高。

動力學分析

動力學分析則更為全面，它研究物體運動變化與其受力之間的關系。通常，這一分析的步驟包括建立動力學模型、運動微分方程和數學模型，并通過數值分析來獲取頻率、振型等關鍵參數。這種分析能夠揭示動態力的變化規律，對于設備運行的穩定性具有重要意義。

優化設計

優化設計主要研究在各種約束條件下，如何從多個參數中選擇最佳組合以達到最優目標。通過應用最優化，可以確保設備在特定條件下以最小的代價獲得最佳的工作性能。隨著現代仿真優化軟件的快速發展，這一領域在工程實踐中得到了廣泛應用。

有限元仿真

有限元仿真主要用于分析機械設備零部件的應力、強度、剛度、模態和振型等數值關系。這些分析結果有助于選取合適的安全系數，并進一步優化設備設計以提高性能。特別是對于振動設備，有限元分析能有效地降低振動的有害影響。

離散元分析

離散元法是一種專門用于分析顆粒狀離散物料的方法。它通過迭代的方式，求解不連續體的運動特性，并能模擬出顆粒物料的運動規律。這一方法在解決顆粒物料受力狀態和相關設備研發方面提供了有效的工具。隨著計算機技術的快速發展，離散元法已經在圓錐破碎機和磨機的開發設計中得到了廣泛應用，并逐漸應用于顎式破碎機的改進和優化。

創新方向

現代設計計算方法的應用

在工程領域，計算機輔助設計和分析軟件（如MATLAB、ansys、ADAMS等）的出現標志著一個重要的轉折點。這些軟件不僅提供了強大的數值計算能力，還支持復雜的模擬和優化任務。在顎式破碎機的設計和制造過程中，這些現代計算方法正在逐漸取代傳統的手工或半自動計算方法。具體而言，這些軟件可以用于進行精細的力學分析、流體動力學研究，以及多體動力學模擬等。這些高級計算方法的應用，使得設計人員能夠更準確地預測和優化顎式破碎機的性能，特別是動顎的運動特性和運動軌跡。

力求結構簡單

科技的快速發展和新型耐磨材料、軸承技術的進步為顎式破碎機的大型化提供了可能。在這一背景下，復擺顎式破碎機由于其結構相對簡單，逐漸顯示出在大型應用中替代簡擺機的潛力。例如，新型的“單段顎式破碎機”采用了層壓破碎原理，并在原有腔型的基礎上進行了創新，實現了多功能和高效率。這種趨勢表明，未來顎式破碎機的設計將更加注重結構的簡化和優化，以適應不斷變化的市場需求和技術條件。在所有現代設計計算方法的應用中，顎式破碎機機構優化設計是核心，因為機構優化的目標就是得到最佳的動顎運動特性。

顎式破碎機的高能化

能效問題一直是顎式破碎機研究和應用中的一個核心話題。隨著全球對可持續發展和環境保護意識的增強，降低設備能耗、提高能量利用效率成為了研究的重點。在這方面，多種高能效理論和方法，如表面積學說、體積學說和裂縫學說等，被用于指導顎式破碎機的設計和優化。這些理論和方法不僅有助于更準確地理解和描述物料破碎過程，還為設備參數優化提供了科學依據。

應用新技術、創新新機型

進入21世紀，信息技術、傳感技術、控制技術和電子科技等多個領域都取得了顯著進展。這些技術的應用，特別是與新材料、新工藝、潤滑和液壓等機械技術的綜合應用，為顎式破碎機的機電一體化和智能化提供了強有力的支持。例如，通過應用先進的傳感和控制系統，顎式破碎機的操作和維護過程可以更加自動化和智能化，從而提高設備的運行效率和可靠性。

應用領域

顎式破碎機在多個工業領域中得到了廣泛應用，特別是在采礦、冶金、建材、陶瓷和工程行業中，其主要的功能是對大質量的礦石和其他材料進行中小顆粒尺寸的破碎??。

礦業

顎式破碎機廣泛用于礦山的初級破碎過程，能有效處理多種礦石，例如鐵礦石、銅礦石等，將大塊的原礦石破碎成較小的粒度以便進一步的加工和提煉。

建筑材料

在建筑行業中，顎式破碎機主要應用于對各種建筑材料如花崗石、玄武巖、碳酸鈣、石英石、砂巖等的破碎，為后續的材料加工和利用打下基礎?。

廢棄物回收

顎式破碎機也被廣泛應用于廢棄物回收領域，如混凝土和瀝青回收，通過破碎將廢棄的建筑材料轉化為再生聚合物，實現資源的循環利用

公路和鐵路建設

在公路和鐵路建設中，顎式破碎機用于生產所需的礫石和其他建筑聚合物，為基礎設施的建設提供必要的材料支持??。

冶金和化工行業

在冶金和化工行業中，顎式破碎機用于對各種礦石和化學原料的初步破碎，為后續的冶煉和化學反應提供了基礎??。

水泥原料破碎

顎式破碎機在水泥生產中用于原料的破碎，為水泥的生產提供初步處理?。

采石場

在采石場，顎式破碎機是用于大型巖石和礦石的初級破碎，以便進一步的加工和銷售?。

特點

優點

顎式破碎機具有構造簡單、重量輕、價格比較低、便于維修和運輸、外型高度小、需要廠房高度小、工作可靠、調節排礦口方便破碎潮濕礦石及含黏土較多的礦石時不易堵塞等優點

缺點

破碎過程單一：不能實現多功能破碎，在工作過程中，如果待破碎的物料性質是多項的，傳統的破碎工藝不能使他們完全離解，還容易出現物料過粉碎現象。這種過粉碎使有用成分減少，形成了破碎作業中的廢品，造成資源上的浪費?。

工藝水平落后：目前的顎式破碎機在技術工藝條件下實現超細粉碎很困難，需要經過多段作業才能實現粉碎，由于設備整體比較大，也比較笨重，在安裝過程中需要占用很大的面積及空間，還要堅固的支撐基礎。

能源消耗大：在破碎抗壓強度極限達到一定程度的時候，破碎設備將會消耗大量的能源但并不能達到理想的破碎效果，電耗、鋼耗等能源消耗很大，不能有效地實現節能作用。

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