复摆颚式破碎机振动能平衡优化

复摆颚式破碎机在工作期间，偏心轴及动颚产生周期性波动的惯性力，该惯性力是引起破碎机振动的主要激励。振动产生噪声，可引起偏心轴回转不均匀，加剧运动副的磨损，降低轴承和肘板的使用寿命。为了减小振动对破碎机的影响，我们采用部分平衡法，通过在飞轮和带轮上添加主配重和辅助配重来平衡振动能，优化配重质量，使机架受到的振动能小。

破碎机竖直方向振动能比自重小很多，且破碎机下方有减振橡胶弹簧，整体竖直方向激振力对基础的影响可以忽略；水平激振影响破碎机的位移，如果破碎机安装在移动式破碎站上，水平方向激振力对桁架的强度、刚度影响更大，所以要关注水平方向振动能。

1、颚式破碎机机架振动能分析

动颚质心水平方向加速度较大为4.9788m/s²，较小为-5.08m/s²；垂直方向加速度为11.2588m/s²，较小为-11.4853m/s²。垂直与水平方向加速度不同步，滞后180°左右，整个周期内机架都会受到较大的冲击，引起机械及其基础部件产生振动。

肘板与肘板座接触面为曲面，靠接触面间的压力连接，当动颚的惯性力背离接触面时，肘板与肘板座接触面有脱离的趋势。为了防止动颚与肘板脱离，通常在动颚下端安装一拉杆弹簧以平衡动颚的惯性力，肘板只受压不受拉，肘板受压时弹簧不起作用，肘板受拉时动颚作用在肘板上的力被弹簧平衡，肘板不受力。

动颚作用在肘板及偏心轴上的力为破碎机的内力，对机架基础振动没有直接影响。动颚作用在肘板上的力较大为51825N，作用在偏心轴上的力较大也达到了47177N，且均呈周期性变化，在动颚与偏心轴及肘板连接的运动副中产生了较大的动压力。

经过复摆颚式破碎机参数化建模及优化分析，我们得出颚式破碎机运动机构通过支撑偏心轴的轴承座与支撑肘板的肘板座与机架连在一起，机架振动主要是由偏心轴及肘板对其共同作用产生的。机架上产生较大的水平振动能，且呈周期性变化，较大值为33076N，振动幅度高达64814N，给破碎机带来了较大的冲击和振动。为了降低破碎机的安装费用，延长其使用寿命，满足其在移动式破碎站的工作要求，客观上需要降低机架的振动能，可通过添加配重的方法，力求达到破碎机工作时的动态平衡。

2、机架振动能优化

国内复摆颚式破碎机振动平衡方式通常为在飞轮和带轮上各安装一个配重，安装位置在曲柄反方向。近年来成熟的破碎机公司纷纷采用主配重和辅助配重并用的平衡方法，主配重安装在曲柄反方向，辅助配重安装在轮辐孔上，从而有效克服了安装一个配重在加工制造中角度不易控制，且铸造缺陷难以调节带来的问题。

3、优化后的效果分析

（1）优化后，在曲柄顺时针旋转99°位置，出现机架水平方向振动能正值峰值5057N；在曲柄顺时针旋转168°位置，出现机架水平方向振动能负值峰值-9523N；分别在曲柄顺时针旋转66°、113°、225°、258°位置出现机架水平方向振动能较小值，接近0。

（2）通过优化，添加主、辅配重，机架较大水平振动能由33076N下降到9523N，减少了71.2%，振动幅度减小了77.5%，配重平衡效果明显，大大削弱了破碎机的冲击、振动和噪声，提高了轴承和肘板的寿命。

（3）添加辅助配重，机架较大水平振动能由15364N下降到9523N，减少了38%，证明添加辅助配重的思路和方法是可行的。

（4）为了增加破碎机与基础的摩擦力，破碎机与基础间增加了橡胶弹簧，机架与橡胶的摩擦因数为0.9。PE-1007型破碎机整机质量为21.6t，破碎机和基础摩擦力为194400N，当颚式破碎机工作时，添加配重，机架所受水平方向的较大力为9523N，远小于破碎机和地基间的摩擦力，为实现无地脚安装提供了理论依据。

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