由偏心軸、動顎和肋板等構(gòu)件組成的運動機構(gòu)，是顎式破碎機的主要工作裝置，不僅結(jié)構(gòu)特殊，而且受力復(fù)雜。破碎機在負荷下運轉(zhuǎn)時，各運動件都具有一定的加速度，會產(chǎn)生很大的慣性力，而且大小、方向呈周期性變化。運動件的慣性力會在機構(gòu)的運動副中引起附加動載，是引起機座振動，造成零件早期磨損的主要原因。因此，對破碎機運動機構(gòu)的載荷特性進行計算分析，了解各構(gòu)件的受力狀況和規(guī)律，對提高和改善破碎機工作性能和使用壽命具有重要意義。

以目前廣泛使用的復(fù)擺顎式破碎機為研究對象，在對其運動機構(gòu)進行簡化的基礎(chǔ)上，進行運動機構(gòu)的受力分析，建立機構(gòu)的動能學(xué)模型和表征機構(gòu)動能學(xué)特征的數(shù)學(xué)模型，求出各構(gòu)件在機構(gòu)運動中的受力大小及變動規(guī)律，為復(fù)擺顎式破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和動能學(xué)參數(shù)優(yōu)化提供載荷依據(jù)。

1、運動分析

復(fù)擺顎式破碎機的工作原理是，由電動機帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，懸掛在偏心軸上的動顎隨著偏心軸的轉(zhuǎn)動做周期性的上下擺動。物料進入由動顎與定顎構(gòu)成的破碎腔后，動顎上行時，肋板與動顎間的夾角增大，從而推動動顎板向固定顎板靠攏，破碎腔橫截面寬度減小，破碎腔內(nèi)的物料被壓碎或劈碎，從而達到破碎的目的；動顎下行時，肋板與動顎間夾角減小，動顎板遠離固定顎板，已破碎物料從破碎腔下口排出。

根據(jù)機構(gòu)學(xué)原理，破碎機運動機構(gòu)可以簡化為一個平面四桿機構(gòu)。偏心軸偏心距、動顎軸承中心到動顎肋板襯墊中心距離、肋板長度、偏心軸固定支座中心到肋板固定支承點距離，分別對應(yīng)于四桿機構(gòu)的曲柄、連桿、搖桿和機架。

2、機構(gòu)的動能學(xué)分析

（1）機構(gòu)受力分析

破碎機運動機構(gòu)在載荷工況下各構(gòu)件的受力分析是一個已知質(zhì)點的運動規(guī)律求質(zhì)點所受的力的問題。達朗伯原理提供了研究非自由質(zhì)系動能學(xué)的一個普遍方法，由動能學(xué)問題轉(zhuǎn)變?yōu)椤办o力學(xué)”問題，用靜力學(xué)研究平衡問題的方法來解決動能學(xué)問題。運用達朗伯原理，將慣性力、慣性力矩作為虛擬外力施加到構(gòu)件上，建立達朗伯平衡力系，運動機構(gòu)在外力及慣性力系作用下處于平衡。

注意到受力分析中沒有構(gòu)件重力和物料摩擦力的作用，這是因為破碎機運動機構(gòu)屬于高速運動機構(gòu)，重力、摩擦力等與慣性力相比很小，一般忽略不計。此外，肋板相對于主軸和動顎的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量亦很小，其慣性力和慣性力矩與其他構(gòu)件相比亦可不予考慮。

（2）破碎力的計算

破碎力是破碎機的外載荷，是作用于破碎機破碎腔內(nèi)動顎齒板上的分布載荷的合力，隨主軸轉(zhuǎn)角而變化。有研究表明，當物料種類確定時，物料受壓縮時的壓縮比是決定破碎力的主要因素，單位面積的破碎力與壓縮比一般呈線性關(guān)系。

設(shè)想將破碎腔沿高度方向分成許多薄層，則總的破碎力等于所有薄層破碎力的總和。而物料的壓縮比是指物料被壓縮前后體積的變化率，等于被壓縮的體積與原體積的比。因為破碎腔寬度是固定的，故每個薄層壓縮前后體積的變化可以近似等于其長度的變化。

（3）慣性力的計算

慣性力是由于物體的慣性引起了對外界抵抗的反作用力。破碎機工作時運動機構(gòu)產(chǎn)生的慣性力主要為主軸和動顎的慣性力和慣性力矩。

破碎機工作時主軸通常被視為在平衡力矩的作用下做等速回轉(zhuǎn)運動，故角速度為常量，角加速度為0，質(zhì)心處只有法向加速度。

3、分析得出結(jié)論

通過優(yōu)化設(shè)計，盡可能減少由于運動構(gòu)件的慣性力引起的附加動載對機械性能和壽命的影響，是破碎機設(shè)計研究的重要內(nèi)容。以復(fù)擺顎式破碎機為研究對象，在對其運動機構(gòu)進行運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)達朗伯原理對機構(gòu)進行動態(tài)靜力分析，建立在負載工況下的破碎機運動機構(gòu)的動能學(xué)數(shù)學(xué)模型，求解破碎機在負載工況下的載荷特性。

結(jié)果顯示，破碎機在負載工況下，機座所受作用力主要取決于破碎力，且大部分載荷作用于肋板端支座。機座上產(chǎn)生的振擺力和振擺力矩隨主軸轉(zhuǎn)角呈不同步周期性變化，這個結(jié)果對破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和動能學(xué)參數(shù)的優(yōu)化具有重要的理論參考價值。