颚式矿石破碎机在工作过程中，动颚承受很大的冲击载荷。因此，要求它有足够的强度和刚度。它又是破碎机中除机架外，最重的零件，结构也较复杂。动颚的运动特性又是决定破碎机性能好坏的关键。所以，动颚结构设计是十分重要的，现详述如下。

一、对动颚结构的分析

据统计国内大约有100余家生产颚式矿石破碎机的厂家，其中多数属乡镇企业，有些还是 采用50年代从苏联引进的技术生产破碎机。有的破碎机动颚结构不尽合理，使动颚沉重而 强度又较低，从而降低其使用寿命，浪费原材料，例如PE250X400、PE400X600颚式矿石破碎机动颚结构（图1、2)均不合理。

经长期运转实践，发现动颚是在其下部肘座偏上处，即在I-I截面附近产生裂纹。根据动颚受力分析可知，动颚上最大作用力位于I一I截面附近，而且从直观可知，此截面面积又比较小，故产生较大的应力，致使在此处损坏。

经动颚结构有限元分析，求得应力沿动颚边界分布如图3所示。从图中看出，在肘座附近A、B、C三点应力最大，故动颚常在此处损坏，而D、E、F三点应力较小，且与前三点应力差值太大。

图4所示为PE400X600破碎机动颚应力测试结果。I-I截面应力δ1 = 172MPa, I-I截面δ1= 100MPa, ⅡⅡ截面 δ2=47MPa, IV — IV截面 δ4 = 39MPa。由此可知，应力最大截面位于动颚肘座附近偏上一点；其次各截面应力之差值以IV—IV截面与I-I截面相差最大，达133MPa。

根据上述两种典型破碎机动颚应力分析可知：（1)动颚在肘座附近产生最大应力，致使它常在此处产生裂纹损坏； (2)动颚体上部与下部（I 一 I与IV — IV截面）应力值差的悬殊，即I — I截面太薄弱，降低动颚使用寿命，而IV — IV截面又太粗大，使得动颚笨重, 浪费材料，放这两种动颚结构极不合理急需改进，借以提髙企业经济效益和社会效益。

动颚体纵向截面尺寸大致呈梯形，即上大下小但相差不能悬殊。因此设计动颚绾构时， 按着动颚受力与损坏实际情况，应适当减小动颚体上部截面尺寸，增大其下部截面尺寸，即如图1、2虚线所示。这样，既保证动颚强度和刚度要求，延长其使用寿命，又减轻动颚重量节省材料。

图5所示为某矿山机械厂生产的老式PE400X600颚式矿石破碎机动颚（与图2所示动颚相同）整体折断的情况。这种情况有几个，都是在动颚肘座偏上一点折断。因此，提出如 何在原有基础上增加动颚强度又保持原破碎机主体结构与主要件结构不变的条件下，加以修复（改进），矿对上述两种破碎机动颚结构作如下改进：

按图1、2所示虚线改变动颚结构（图6)，此时连杆长度由AB变为AB'、肘板长度由BC变为B'C'，此时传动角增大使动颚运动特性变坏。为此，将轴座C点前移至C'点，这样，尚能在一定程度改善动颚运动特性。

为了说明这种改进动颚结构的效果，现举一实例：

某矿山机械厂曾有8台PE400X600颚式矿石破碎机，用户使用后要求退货，原因是破碎腔 严重堵塞，破碎机不能正常排料。为了解决此问题我们对该机进行了检测后发现，破碎机 给料口尺寸为470mm、啮角约27%实测给料口水平行程为13mm、排料口水平行程仅有 8mm。此时，厂家要求尽量保持原破碎机主要零件不变的条件下解决问题。具体办法是，将动颚向后转一个角度到图7所示虚线位置，在定颚齿板后加垫便齿板处于图中虚线位置并恢复给料口尺寸为400mm左右，此时啮角在21°左右。这样，为使传动角不变，即将肘座由C点前移至C'点，则肘板由原BC变为B'C'。

经使用证明，基本解决破碎机不排料的问题，其原因是，经上述改动后，使啮角变小 增加产量，连杆与肘座位置变动改善动颚运动特性使排料口水平行程略有增加，从而排除了破碎腔堵塞现象，与此同时若将原偏心距10mm增加到12mm会有更明显的效果。由此实例说明图6所示改进动颚结构的办法是可行的。

应该指出，这种改进办法只能是一种应急的措施，从长远观点，只有重新设计动颚结 构以及必须淘汰这种破碎机。

二、动颚结构设计

颚式矿石破碎机动颚结构形状和尺寸，主要取决于两个因素：其一是动颚受力；其二是动 颚的制造工艺性和外观。前者是保证动颚强度和刚度的最根本依据，在满足此要求的基础 上，动颚重量越小越好，特别是其回转中心离重心越近越好。同时还要考虑工艺性以及外观等。

根据前面对动颚结构分折可知，在满足危险截面强度和刚度要求后，尽量使动颚各截面应力差值小。这样不仅能延长动颚使用寿命，又减轻动颚重量。

从图6动颚结构的改进可以看出，动颚结构设计与机构设计尺寸有关。由此可知：老产品的机构设计也不尽合理；新的颚式矿石破碎机在机构设计时应该考虑到动颚结构设计问题。

动颚结构型式按其横截面形状分有三种："E"形截面、反"E"形截面和箱形截面。同样截面尺寸第二种比第一种型式强度增加。在实际设计中，视具体情况选定。一般情况下，中小型破碎机动颚采用第一和第二种型式而大型破碎机动颚采用箱形结构。

动颚一般都是采用ZG35材料铸成，因为它的结构比较复杂。国外也有采用焊接结构动 颚而国内几乎没有。

动颚体的壁厚可根据强度计算并考虑刚度来选定。还可参考实际数据（表1)选定。

表1中给出的数据设计动颚时仅供参考，不能照抄，因为各厂家生产的同一规格破碎 机其动颚结构也不尽完全一样。特别是动颚重量误差较大，如负悬挂与正悬挂的动颚，虽 然破碎机同一规格其重量相差较大。此外，动颚头部应力较小，但考虑到刚度影响，一般不能减薄，否则会影响轴承寿命，严重时将使轴承产生事故磨损。

动颚头部主要是借助装轴承部位传递动力，为了减轻重童可适当将两轴承之间一段壁厚减薄。

动颚结构设计首先是在装配草图中确定动颚结构，然后根据装配草图中的动颚结构再画动颚施工图。

在画装配草图前已知破碎机机构尺寸以及破碎腔尺寸等。如图8所示，偏心距为OA， 连杆长为AB,肘板长为BC,后肘座C点位置尺寸a和B,动颚悬挂高度破碎腔高度H和啮角α等等。

根据所选定的动颚滚动轴承外径尺寸之半为半径以A点为圆心画出动颚内孔，参考表1中数据选定δ1值画出动颚头部外圆；根据肘垫和肘板头部尺寸以B点为准画出肘槽尺寸，参考表1中数据选δ3值使它等于fH，过f点作Ef线使该线与垂直线或者与定颚齿板齿面线成α角，EfG长度尺寸依据动颚悬挂高度h和破碎腔高度H以及动颚齿板尺寸确定；参考表1中数据选定δ4值使dE=δ4则可定d点，然后连接dH线；选定动颚型式，如图中选为"E"型，再参考表1数据定δ2值。其他部位几何形状和尺寸依前述动颚结构设计原则按经验确定。

动颚沿偏心轴轴向方向的结构尺寸，根据破碎腔长度尺寸，或者说根据动颚齿板宽度尺寸来确定，而动颚背面的筋板数目和尺寸主要按保证动颚有足够的强度和刚度原则来确定。

动颚头部内孔在两端的滚动轴承部位的尺寸，应按轴承宽度等尺寸来确定。至于其他 如动颚头部吊钩，脚部与拉紧装置拉杆连接的挂钩以及动颚的铸造工艺要求等，这里不再赘述。

上述动颚结构的确定过程要经反复^改完善后才能定案。然后作强度计算确认无误再画动颚施工图。

三、结束语

(1)已有两种老式PE250X400、PE400X600颚式矿石破碎机动颚结构不尽合理，可参考本文提供的改进方法改善动颚结构。

(2)动颚肘座位置是由机构设计所决定，因此上述两种破碎机机构设计也不佳。在机构设计时应注意到对动颚结构的影响。

(3)动颚结构设计时，在保证最危险截面尺寸的条件下，尽童使动颚体各截面应力趋于接近。这样，动颚有足够的强度和刚度，既保证耐久又使动颚重量减轻节约材料。