技术领域
[0001] 本
发明涉及振动破碎技术领域，更具体地，涉及一种颚式
破碎机。
背景技术
[0002] 振动破碎是一种高效的破碎方法，在处理高硬度、成分复杂等难处理物料方面具有独特的优势。在振动破碎过程中，高频冲击不仅使得物料内部的小裂纹不断扩大直至破碎，还可轻易在晶格错位、不同物质交界面等
缺陷处产生裂缝实现破碎，因此振动破碎过程具有节能降耗的特点，可实现物料的快速解离。例如，惯性
圆锥破碎机在破碎
钢渣过程中可高效实现渣
铁解离，已产生了巨大的经济效益；惯性
颚式破碎机在处理铬铁
合金以及废旧
钢筋混凝土方面具有显著的技术优势。理论上，振动破碎技术能够破碎任何硬度脆性物料。发展振动破碎技术具有良好的工业应用前景。
[0003] 然而，目前多数颚式破碎机的激振器与工作机构会产生共同振动，破碎过程中产生的冲击作用直接传递到激振器上，激振器的
轴承受到较大的冲击作用，轴承使用寿命短，固定
螺栓等受到冲击作用易发生断裂，造成设备故障；激振器由于冲击作用，转速
波动大，激振系统的可靠性差；转速波动导致驱动
电机电流波动大，缩短了电气系统元器件的使用寿命；特别在振动自同步系统中，激振器受到冲击作用使得系统的同步性差，影响了设备的工艺效果。
[0004] 因此，现有颚式破碎机的由于共振造成的较大冲击
力降低了振动破碎设备激振系统的可靠性以及激振作用的传递效率。
发明内容
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 本发明
实施例提供一种颚式破碎机，以解决现有的颚式破碎机因激振器与工作机构共振而导致激振系统可靠性降低以及激振作用传递效率低的问题。
[0007] (二)技术方案
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种颚式破碎机，包括
机架1、激振系统2、动颚部件3、连接
弹簧4和反共振弹簧5，所述激振系统2和动颚部件3均与所述机架1连接，所述机架1上包括与所述动颚部件3配合的定颚
衬板12，所述激振系统2和所述动颚部件3沿竖直方向间隔布置在所述机架1内，所述激振系统2的上端和所述动颚部件3的上端均与所述机架1可转动连接；
[0009] 所述激振系统2的下端一侧通过所述连接弹簧4与所述机架1的内侧连接，所述激振系统2的下端另一侧通过所述反共振弹簧5与所述动颚部件3的下端连接。
[0010] 进一步地，所述机架1还包括：机架体11和第一楔
块组件13；所述机架体11为中空的方形腔体结构，且所述方形腔体结构的顶部和底部均为敞口设置，所述机架体11的内侧依次设有第一安装面111、第二安装面112、第三安装面113以及第四安装面114；
[0011] 所述连接弹簧4的一端与所述第一安装面111连接，所述连接弹簧4的另一端与所述激振系统2的下端连接；
[0012] 所述定颚衬板12安装在所述第三安装面113上并通过所述第一楔块组件13压合固定，所述定颚衬板12与所述动颚部件3配合安装。
[0013] 进一步地，所述激振系统2包括：振动体21、第一激振器组件22、第二激振器组件23、第一悬挂轴24、第一轴承组件25以及第一安装组件26；
[0014] 所述第二激振器组件23与所述第一激振器组件22呈上、下
位置关系连接在所述振动体21上远离所述动颚部件3的一侧，所述振动体21通过所述第一轴承组件25与所述第一悬挂轴24可转动连接，所述第一悬挂轴24通过所述第一安装组件26固定在所述机架体11的上端。
[0015] 进一步地，所述第一轴承组件25包括第一轴承和第一轴承座，所述振动体21的上端设有第一安装孔，所述第一轴承座对称安装在所述第一安装孔的两端；
[0016] 所述第一悬挂轴24的两端分别安装有所述第一轴承，所述第一轴承配合安装在所述第一轴承座内；
[0017] 所述第二安装面112和所述第四安装面114的上端对称设置有第一安装槽，所述第一安装组件26将所述第一悬挂轴24的两端分别固定在对应的所述第一安装槽内。
[0018] 进一步地，所述第一激振器组件22包括：偏心块机构、柔性万向
联轴器以及
驱动电机，所述驱动电机通过所述柔性万向联轴器与所述偏心块机构传动连接；
[0019] 所述第二激振器组件23与所述第一激振器组件22的结构相同，且所述第一激振器组件22的偏心块机构与第二激振器组件23的偏心块机构的转速相同且转向相反。
[0020] 进一步地，所述动颚部件3包括：动颚体31、动颚衬板32、第二楔块组件33、第二悬挂轴34、第二轴承组件35以及第二安装组件36；
[0021] 所述动颚体31靠近所述定颚衬板12的一侧设有衬板安装面，所述动颚衬板32安装在所述衬板安装面上并通过所述第二楔块组件33压合固定，所述动颚衬板32与所述定颚衬板12配合安装；
[0022] 所述反共振弹簧5的一端与所述动颚体31靠近所述振动体21一侧的下端连接，所述反共振弹簧5的另一端与所述振动体21的下端连接；
[0023] 所述动颚体31通过所述第二轴承组件35与第二悬挂轴34可转动连接，所述第二悬挂轴34通过所述第二安装组件36固定在所述机架体11的上端。
[0024] 进一步地，所述第二轴承组件35包括第二轴承和第二轴承座，所述动颚体31的上端设有第二安装孔，所述第二轴承座对称安装在所述第二安装孔的两端；
[0025] 所述第二悬挂轴34的两端分别安装有所述第二轴承，所述第二轴承配合安装在所述第二轴承座内；
[0026] 所述第二安装面112和所述第四安装面114的上端对称设置有第二安装槽，所述第二安装组件36将所述第二悬挂轴34的两端分别固定在对应的所述第二安装槽内。
[0027] 进一步地，所述连接弹簧4包括：多个第一弹簧体41、机架连接板42和第一激振系统连接板43；
[0028] 多个所述第一弹簧体41并列连接于所述机架连接板42与所述第一激振系统连接板43之间；
[0029] 所述机架连接板42通过固定螺栓与所述机架1的内侧连接；
[0030] 所述第一激振系统连接板43通过固定螺栓与所述激振系统2连接。
[0031] 进一步地，所述反共振弹簧5包括：多个第二弹簧体51、第二激振系统连接板52和动颚连接板53；
[0032] 多个所述第二弹簧体51并列连接于所述第二激振系统连接板52与所述动颚连接板53之间；
[0033] 所述第二激振系统连接板52通过固定螺栓与所述激振系统2连接；
[0034] 所述动颚连接板53通过固定螺栓与所述动颚部件3连接。
[0035] 进一步地，还应满足下列关系式：
[0036]
[0037]
[0038] J1＝J2；
[0039] 其中，ω0为所述激振系统2的
转子转速，单位：弧度/秒；J1为所述动颚部件3关于旋转中心的
转动惯量，单位：千克·米2；k1为所述动颚部件3的有效
刚度，单位：
牛顿/米；l为反共振弹簧5与动颚部件3连接处与动颚部件3旋转中心的距离，单位：米；k2为所述激振系统2的有效刚度，单位：牛顿/米；J2为所述激振系统2关于旋转中心的转动惯量，单位：千克·米2。
[0040] (三)有益效果
[0041] 本发明实施例提供的颚式破碎机，由激振系统、动颚部件、连接弹簧和反共振弹簧形成双
自由度振动系统，系统通过反共振原理设计，实现系统的振动作用主要体现在动颚部件上，而振动体的振幅仅保持微幅振动甚至接近静止，系统通过反共振弹簧，将激振系统提供的按简谐规律变化的激振力传递到动颚部件上，动颚部件受到激振力作用相对于机架往复振动，可有效实现振动破碎，能够处理高硬度、成分复杂的难处理物料，同时可有效避免振动冲击对激振器的直接作用，延长振动系统的使用寿命，提高激振系统的可靠性，改善振动破碎过程的
稳定性。
附图说明
[0042] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043] 图1为本发明实施例中颚式破碎机的内部结构示意图；
[0044] 图2为本发明实施例中颚式破碎机的内部结构的正视图；
[0045] 图3为本发明实施例中颚式破碎机的顶部结构示意图；
[0046] 图4为本发明实施例中颚式破碎机的俯视图；
[0047] 图5为本发明实施例中颚式破碎机的机架的结构示意图；
[0048] 图6为本发明实施例中颚式破碎机的振动系统的结构示意图；
[0049] 图7为本发明实施例中颚式破碎机的动颚部件的结构示意图；
[0050] 图8为本发明实施例中颚式破碎机的连接弹簧的结构示意图；
[0051] 图9为本发明实施例中颚式破碎机的反共振弹簧的结构示意图。
具体实施方式
[0052] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054] 如图1至图5所示，本发明实施例提供一种用于破碎机的颚式破碎机，颚式破碎机作为破碎机的核心部件，主要包括：机架1、激振系统2、动颚部件3、连接弹簧4和反共振弹簧5，机架1坐落于在地基上，连接弹簧4和反共振弹簧5均采用刚性弹簧。机架1内侧包括定颚衬板12，定颚衬板12与动颚部件3配合形成破碎腔。
[0055] 其中，机架体11为中空的方形腔体结构，且方形腔体结构的顶部和底部均为敞口设置，激振系统2和动颚部件3沿竖直方向间隔布置在机架1内部，激振系统2的上端和动颚部件3的上端均与机架1的上端可转动连接。激振系统2的下端一侧通过连接弹簧4与机架1的内侧连接，激振系统2的下端另一侧通过反共振弹簧5与动颚部件3的下端连接。
[0056] 具体地，激振系统2、动颚部件3、连接弹簧4以及反共振弹簧5形成双自由度振动系统，双自由度振动系统根据反共振原理设计，可实现系统的振动作用主要体现在动颚部件3上，而激振系统2的振幅仅保持微幅振动甚至接近静止。双自由度振动系统通过反共振弹簧5，将激振系统2提供的按简谐规律变化的激振力传递到动颚部件3上，动颚部件3受到激振力作用相对于机架1往复振动，实现破碎腔中物料的
粉碎。
[0057] 本发明实施例提供的基于反共振原理的破碎机构，通过激振系统、动颚部件、连接弹簧以及反共振弹簧形成双自由度振动系统，不仅可有效实现振动破碎，能够处理高硬度、成分复杂的难处理物料，同时可有效避免振动冲击对激振器的直接作用，延长了振动系统的使用寿命，提高了激振系统的可靠性，增加了振动破碎过程的稳定性。
[0058] 在上述实施例的
基础上，如图2所示，机架1还包括：机架体11、和第一楔块组件13，机架体11的内侧依次设有第一安装面111、第二安装面112、第三安装面113以及第四安装面114，第一安装面111和第三安装面113相对布置，第二安装面112和第四安装面114相对布置。
[0059] 其中，第一安装面111上设有螺栓孔，用于安装连接弹簧4。连接弹簧4的一端通过螺栓与第一安装面111上的螺栓孔连接。激振系统2的下端设有安装面，安装面处开设有螺栓孔，连接弹簧4的另一端与激振系统2下端的螺栓孔固定连接。
[0060] 本实施例中，定颚衬板12为耐磨件，材质设为高锰钢，定颚衬板12上设计有齿形凸棱，定颚衬板12布置在第三安装面113处，并通过第一楔块组件13压合将其固定在机架体11上。第一楔块组件13包括楔形块与压紧螺栓，压紧螺栓从外侧穿过机架体11与楔形块连接。
[0061] 此外，为了实现破碎效果，定颚衬板12与动颚部件3需要配合安装，通过动颚部件3的振动运动实现对物料的破碎。
[0062] 如图6所示，激振系统2具体包括：振动体21、第一激振器组件22、第二激振器组件23、第一悬挂轴24、第一轴承组件25以及第一安装组件26。振动体21的两侧均设计有安装平面和两个安装螺栓孔，分别用与安装连接弹簧4和反共振弹簧5
[0063] 具体地，第二激振器组件23与第一激振器组件22呈上、下位置关系连接在振动体21上远离动颚部件3的一侧，振动体21通过第一轴承组件25与第一悬挂轴24可转动连接，并且第一悬挂轴24通过第一安装组件26固定在机架体11的上端，从而实现激振系统2上端与机架1上端的可转动连接。
[0064] 进一步地，第一轴承组件25包括第一轴承和第一轴承座，振动体21的上端设有第一安装孔，第一轴承座对称安装在第一安装孔的两端。第一悬挂轴24的两端分别安装有第一轴承，并且第一轴承与第一轴承座配合安装从而实现振动体21与第一悬挂轴24的可转动连接。
[0065] 具体地，第一悬挂轴24对称设计有轴承安装面、轴承
定位螺纹以及固定面，第一轴承组件25包括两个第一轴承、
轴承外圈定位
密封件、
轴承内圈定位密封件、
轴承外圈密封固定螺栓、
轴承内圈定位螺栓。第一轴承通过的轴承安装面定位安装在第一悬挂轴24上，第一悬挂轴24穿过振动体21内的第一安装孔，第一轴承对应定位于第一轴承座内。
[0066] 其中，轴承外圈密封固定螺栓穿过轴承外圈定位密封件上的孔与
轴承盖固定螺栓孔连接，将轴承外圈定位密封件固定在振动体21两侧，轴承内圈定位密封件用于定位第一轴承的内圈，由第一轴承的内圈定位螺栓固定在第一悬挂轴24相应位置，与轴承外圈定位密封件形成
迷宫密封。
[0067] 为了方便安装激振系统，机架体11上的第二安装面112和第四安装面114的上端对称设置有第一安装槽116，第一安装组件26将第一悬挂轴24的两端分别固定在对应的第一安装槽116内。其中，激振系统安装组件26具体包括：第一压块以及第一悬挂轴固定螺栓，第一压块的中间凸起，用以压紧第一悬挂轴24的固定面，第一压块的两侧设计有第一安装孔，第一悬挂轴固定螺栓穿过第一安装孔，将第一压块
压实在第一悬挂轴24上，因而将悬挂轴24固定在机架体11上的第一安装槽116内。
[0068] 在上述各实施例的基础上，如图6所示，第一激振器组件22包括：偏心块机构、柔性万向联轴器以及驱动电机，柔性万向联轴器安装在振动体21上，偏心块机构与柔性万向联轴器连接，驱动电机通过柔性万向联轴器与偏心块机构传动连接并驱动偏心块机构工作。
[0069] 其中，第二激振器组件23与第一激振器组件22的结构相同，第同样包括偏心块机构、柔性万向联轴器以及驱动电机。设备正常工作时，第一激振器组件22与第二激振器组件23可实现振动自同步，转速相同，方向相反，产生的
离心力合力方向为
水平，合力大小简谐规律变化。
[0070] 在上述各实施例的基础上，如图7所示，动颚部件3具体包括：动颚体31、动颚衬板32、第二楔块组件33、第二悬挂轴34、第二轴承组件35以及第二安装组件36。
[0071] 本实施例中，动颚体31靠近定颚衬板12的一侧设有衬板安装面，动颚衬板32安装在衬板安装面上，并通过第二楔块组件33压合固定在动颚体31上。动颚衬板32同样为耐磨件，材质设为高锰钢，其工作面设有与定颚衬板12对应的齿形凸棱，与定颚衬板12配合安装形成“V”型破碎腔。动颚体31靠近振动体21的一侧的下端设置有安装面，安装面内设置有螺栓孔，螺栓孔用于连接反共振弹簧5。
[0072] 需要说明的是，上述各实施例中的反共振弹簧5的一端与动颚体31靠近振动体21一侧的下端连接，反共振弹簧5的另一端与振动体21的下端连接。而动颚体31的上端通过第二轴承组件35与第二悬挂轴34实现可转动连接，第二悬挂轴34通过第二安装组件36固定在机架体11的上端，进而实现动颚体31的上端与机架1的可转动连接。
[0073] 具体地，所述第二轴承组件35的结构与第一轴承组件25的结构相同，主要包括：第二轴承和第二轴承座，动颚体31的上端设有第二安装孔，第二轴承座对称安装在第二安装孔的两端。第二悬挂轴34的两端分别安装有第二轴承，第二轴承与第二轴承座内配合安装从而实现动颚体31与第二悬挂轴34之间的转动连接。
[0074] 其中，机架体11的第二安装面112和第四安装面114的上端还对称设置有第二安装槽115，第二安装槽115与第一安装槽116间隔设置在机架体11的顶端，第二安装组件36将第二悬挂轴34的两端分别固定在对应的第二安装槽115内，从而实现动颚体31与机架体11的可转动连接。
[0075] 具体地，第二悬挂轴34对称设计有轴承安装面、轴承定位螺纹以及固定面，第二轴承组件35包括两个第二轴承、轴承外圈定位密封件、轴承内圈定位密封件、轴承外圈密封固定螺栓、轴承内圈定位螺栓。第二轴承通过的轴承安装面定位安装在第二悬挂轴34上，第二悬挂轴34穿过动颚体31内的第二安装孔，第二轴承对应定位于第二轴承座内。
[0076] 其中，轴承外圈密封固定螺栓穿过轴承外圈定位密封件上的孔与轴承盖固定螺栓孔连接，将轴承外圈定位密封件固定在动颚体31两侧，轴承内圈定位密封件用于定位第二轴承的内圈，由第二轴承的内圈定位螺栓固定在第二悬挂轴34相应位置，与轴承外圈定位密封件形成迷宫密封。
[0077] 在上述各实施例的基础上，如图8所示，连接弹簧4包括：机架连接板42、第一激振系统连接板43和多个第一弹簧体41，本实施例中第一弹簧体41为两个，两个第一弹簧体41并列连接于机架连接板42与第一激振系统连接板43之间，本实施例中的第一弹簧体41的两端分别与机架连接板42和第一激振系统连接板43
焊接。
[0078] 机架连接板42上设有与第一安装面111上的螺栓孔相对应的圆孔，机架连接板42通过螺栓与机架体11的内侧连接，从而将第一弹簧体41的一端与机架1连接。第一激振系统连接板43上设有与激振系统2的安装面上的螺栓孔相对应的圆孔，第一激振系统连接板43通过螺栓与振动体21连接，从而将第一弹簧体41的另一端与激振系统2连接。
[0079] 与连接弹簧4主体结构类似，如图9所示，反共振弹簧5包括：第二激振系统连接板52、动颚连接板53以及多个第二弹簧体51。本实施例中第二弹簧体51为两个，两个第二弹簧体51并列连接于动颚连接板53与第二激振系统连接板52之间，本实施例中的第二弹簧体51的两端分别与动颚连接板53和第二激振系统连接板52焊接。
[0080] 动颚连接板53上设有与动颚体31上的螺栓孔相对应的圆孔，动颚连接板53通过螺栓与动颚体31连接，从而将第二弹簧体51的一端与动颚部件3连接。第二激振系统连接板53上设有与激振系统2的安装面上的螺栓孔相对应的圆孔，第二激振系统连接板52通过螺栓与振动体21连接，从而第二弹簧体51的另一端与激振系统2的下端连接。
[0081] 在上述各实施例的基础上，激振系统2、动颚部件3、连接弹簧4、反共振弹簧5形成双自由度振动系统；为实现激振系统2以及动颚部件3的反共振效应，使得系统的振动作用主要体现在动颚部件3上，而振动体21的振幅仅保持微幅振动甚至接近静止。按照下列关系式选取系统的工作参数：
[0082]
[0083] 其中，ω0为激振系统2的转子转速，单位：弧度/秒，可通过
变频器直接读取。
[0084] J1为动颚部件3关于旋转中心的转动惯量，单位：千克·米2。
[0085] k1为动颚部件3的有效刚度，单位：牛顿/米，应当指出，虽然此处的有效刚度与反共振弹簧5的刚度接近，但并非反共振弹簧5的刚度，具体大小应进行测量，测量的方法是将激振系统2固定，再通过力学仪器测量。
[0086] l为反共振弹簧5与动颚部件3连接处与动颚部件3旋转中心(第二悬挂轴34的轴心)的距离，单位：米。
[0087] 进一步地，为了使反共振效果更加明显，设计还要求：
[0088]
[0089] J1＝J2；
[0090] 其中，J2为所述激振系统2关于旋转中心的转动惯量，单位：千克·米2。k2为所述激振系统2的有效刚度，单位：牛顿/米，虽然此处的有效刚度与反共振弹簧4的刚度接近，但并非反共振弹簧4的刚度，具体大小应进行测量，测量的方法是将动颚部件3固定，再通过力学仪器测量。
[0091] 由本发明
说明书可看出，本发明提供了一种基于反共振原理的颚式破碎机，该破碎机不仅可有效实现振动破碎，能够处理高硬度、成分复杂的难处理物料，同时可有效避免振动冲击对激振器的直接作用，延长了振动系统的使用寿命，提高了激振系统的可靠性，增加了振动破碎过程的稳定性。
[0092] 本发明实施例提供的颚式破碎机，由于破碎腔具有竖直“V”字型结构，可破碎长径比较大的物料，特别是废旧
钢筋混凝土，可快速实现钢筋和混凝土的解离，并高效生产再生
骨料。同时，破碎腔进入不可破碎物时，不会造成设备损坏，在处理钢渣、铬铁合金、
电子废弃物等方面具有突出的优势。一个具体的实例，当入料口设计为800×1000毫米时，系统可进入600毫米以下宽度的物料，装机功率为30千瓦，在处理铬铁合金时，可产生50～100毫米左右粒径的物料，且过粉碎少，产量为100吨每小时。
[0093] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
