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2.3 螺栓组的设计计算
螺栓组联接的结构设计
结构设计的主要目的在于合理地确定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式。螺栓组联接结构设计的基本原则：尽可能使各螺栓或联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。具体设计时，应综合以下几个方面的问题：（1）联接接合面的几何形状必须与整台机器的结构协调一致，且尽量设计成轴对称的简单几何形状。（2）螺栓的布置应使各螺栓受力尽可能均等。（3）螺栓的排列应有合理的间距和边距，以便保证联接的紧密性和必要的扳手空间。（4）分布在同一圆周上的螺栓数目应取成4、6、8等偶数，以便分度和划线。同一螺栓组中螺栓的性能等级、直径和长度均应相同。（5）为避免螺栓手附加弯曲应力，螺栓头、螺母被联接件的接触表面均应平整，螺纹孔轴线与被联接件各承受面应保持垂直。
螺栓组联接受力分析的目的是为了确定螺栓组中受力最大的螺栓及其所受载荷。为了方便简化计算，在进行螺栓组受力分析时，一般作如下假设：（1）同一组联接中各螺栓的材料、直径、长度和预紧力均应相同。（2）联接承受工作载荷后其结合面的“刚体平面性”
采用普通螺栓联接时，必须有足够的预紧力，使接合面产生的摩擦力矩足以抵抗转矩T。假设预紧后各螺栓联接处产生的摩擦力集中作用在螺栓中心处，起方向应为阻止运动趋势的方向。根据受力平衡条件，可得
fFr?fFr0102???fFr0Z?KsT
则各个螺栓所需的预紧力F0为
F0?TKTK?f?r?r???r?f?rSsz12zi?1
iKs?1.2
F0?1.2?23.875?100.15?440?1266?36.2KN
T23.875?10N???44N R543 1
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则工作载荷为 F?螺栓承受的总拉力
N?3.67N 12F?F0??c?cbcbmF?F0?KCF
?36.2?0.3?3.67?37.3KNd1?4?1.3F??????4?1.3?37.7?103.14?3753?164.7?12.8?13mm
其最大拉应力为
??max?4F??d12????34?37.3?103.14?302
?52.79?375Mpa该螺栓组符合强度要求
2.4 颚板的设计和计算
2.4.1 颚板的设计
破碎机的破碎部件是外颚和内颚.外颚直接承受物料的破碎力,要求有足够的强度.因此,外颚应用优质钢铸成.
颚板用于直接破碎物料,为了避免磨损,提高颚板使用寿命,在颚板和颚板腔两侧都镶有衬板.衬板用耐磨材料做成,一般小型的用白口铸铁,大型的用高锰钢制成.所有衬板均用埋头螺栓固定,报废后可以随时拆换.为了使衬板各受力均匀,常在衬板和颚板之间垫以塑性衬垫,如铅板、铝板、锌合金板、低碳钢板或灌注水泥砂浆,以保证衬板与颚板紧密结合.
衬板的表面通常铸成波浪形或三角形,安装时两衬板的齿峰和齿谷正好凹凸相对.这样的衬板对物料不仅施予挤压作用,还兼施弯曲和劈裂作用.使物料易于破碎.衬板的齿峰角α一般为90°～120°,粗碎时宜采用波浪形表面,夹角α取大些.齿距t的大小取决于物料粒度,通常t接近于破碎粒度.齿高h 和齿距之比一般取1/2～1/3。
对衬板各部位的磨损是不均匀的，通常下部磨损较快，为了延长其使用寿命，常做成上下对称的，待下部磨损后调换使用，大型圆锥式破碎机是用几块拼成的，各块间均可互换，这不仅节省材料，而且给安装和运输带来方便。
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图5 钳角示意图
2.4.2 钳角的设计
圆锥式破碎机动颚与定颚间的夹角?称为钳角。如图，减小钳角，可使破碎机的生产能力增加，但会导致粉碎的减小，相反，增大钳角，虽可增加破碎比，但会降低生产能力，同时落在颚腔中的物料不易夹牢，有被推出机外的危险。因此，钳角应有一定的范围。钳角的大小可以通过物料的受力分析来确定。
设夹在颚腔中的球形物料质量为G，颚板同物料接触处，颚板对物料的作用力为
P和P12均与颚板垂直。由这两个力所引起的摩擦力为
12fP1和
fP2，其方向向下
?X?0 P?P1co?s?2fP2sin??0
2?Y?0 fP?fP将第一式乘以摩擦系数
co?s?fPsin??0
f之后，与第二式相加，消去P1，得
?2fcos??(1?f2)sin??0
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f或tg??1?f22
因摩擦系数
f与摩擦角?的关系为
f?tg?
2tg??tg2? 21?tg?则 tg??为了使破碎机工作可靠，必须令
??2?
即钳角应小于物料与颚板之间的摩擦角的2倍 一般摩擦系数
f=0.2～0.3，则钳角的最大值为22°～33°，实际上，当破碎机
喂料粒度相差太大时，虽然??2?，仍有可能产生物料被挤出情况。这是由于大块物料在两个小块之间，这时物料的钳角必然大于两倍物料之间的摩擦角。所以该钳角取24.7°。
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结论
对立轴破和反击破而言，由于没有粒度控制装置，大块料较多。对卧式破而言，虽有篦板，出料粒度容易控制，但锤头的磨损形式极不合理。对于超高速离心冲击破碎原理的破碎机，在使用中因磨损不均匀很难得到平衡，导致振动极大，功耗高。以上几种破碎机都因为转速高，物料重复破碎摩擦多，所以即使耐磨机件材质硬，也磨损很快，机件易损。采用钢棒滚压破碎原理的破碎机，振动大，致使机件易损，进料稍多一点就导致饱仓，失去破碎功能而恶性循环，检修极为不便。熟料挤压机属强制硬挤压，挤压辊易磨损，设备故障多，功耗大。
采用熟料圆锥式破碎机，克服了以上各种破碎机的弱点，打破常规设计，达到了无重复破碎，提高有效功率，减少了物料摩擦功率，由此单位电耗极低。
经分析，熟料圆锥式熟料细碎机比离线速度细碎机的出料粒度粉末状少，但易损件的使用寿命要长7倍，出机最大粒度有10mm到磨损后调整前的15mm，一般为三个月。调整更换次数少、使用寿命长、粒度分布窄、稳定性高。 建议水泥厂家选择水泥熟料细碎机时，应考虑如下几点原则：
1） 2） 3） 4） 5） 6）
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锤头工作线速度漫，耐用，运转率高；
出机物料粒度分布窄而稳定，有利于磨机球段优化级配； 耗电低，配件费用低； 结构设计合理，加工制作精细； 配件维修方便；
避免金属物误入机内，需安装除铁 器及金属探测仪。