关键词:
惯性圆锥破碎机
有限元分析
虚拟样机
模态分析
疲劳寿命分析
摘要:
惯性圆锥破碎机是在普通圆锥破碎机上发展起来的新型物料破碎设备,其独特的结构特点使其实现了先进的物料选择性破碎。随着国民经济的快速发展,每年都有大量的原材料需要进行破碎处理。而惯性圆锥破碎机具有破碎比大、破碎力大、能耗低、产品粒度均匀等优点,因此得到了广泛的应用。虚拟样机技术能够在计算机上生成设备的虚拟模型,进行动态仿真,工作参数的调节和优化等,不需要多次制造物理样机和实验测试,能够使生产设计部门部分甚至完全脱离对物理样机的依赖,对于缩短设计周期、降低设计成本、提高产品市场竞争力具有重要意义。而有限元分析法是处理各种复杂工程问题,进行科学研究的重要分析方法。目前,世界上大多数的机械产品和装备都要采用有限元方法进行分析,进而进行设计修改和优化。本文以GYP600惯性圆锥破碎机为研究对象,首先进行了惯性圆锥破碎机的运动学分析,了解惯性圆锥破碎机稳定工作状态下的运动特性。然后计算了该破碎机的最大破碎力。利用最大破碎力,对破碎机的主轴进行力学分析,得到了由最大破碎力引起的激振器对主轴的最大作用力以及主轴受力的计算公式,并对主轴破碎部件进行建模,利用ADAMS对惯性圆锥破碎机主轴破碎部分进行虚拟仿真,得到主轴的受力并与理论计算结果进行验证。为获得破碎机的动态性能,使用ANSYS分析软件建立了主轴的有限元模型,对其主轴进行结构静力学分析与动力学分析。静力学分析结果显示主轴主要变形在偏心激振器内圆柱面与主轴外圆柱面的切线附近,得到了其最大变形量与最大等效应力,验证其是否满足强度要求。使用DesignLife软件对主轴进行疲劳寿命分析,验证其是否满足疲劳强度要求。模态分析得到主轴的各阶固有频率及相应的模态振型。结果表明破碎机激振器旋转频率远小于主轴各阶固有频率,将不会产生共振现象,工作安全可靠。利用谐响应分析获得惯性圆锥破碎机工作状态下的振动形式。以上分析结果为惯性圆锥破碎机主轴的设计提供了一定的依据。