破碎机运行研讨剖析

　　1圆锥式破碎机的受力分析

　　动锥及偏心轴套的受力。

　　2有限元模型的建立

　　根据主轴、动锥、偏心轴套的结构以及受力情况 ，建立其有限元模型。

　　（1） 主轴的下端固定在机座的轴孔当中 ，由于机座（下架体） 的刚性较大 ，主轴的下端可简化为固定端 ，各向位移均被约束。 在计算过程中 ，将主轴划分为 1 440 个单元 ，1 299 个节点。 划分过程中 ，考虑到主轴过渡圆角处可能有较大的应力集中 ，故在分析中对此处采取单元细划。

　　偏心轴套与固定主轴为间隙配合 ，当破碎机处于破碎状态时 ，以其厚边压向主轴 ，因此主轴限制了偏心轴套厚边的径向位移 ，而轴向并无约束 ，可在偏心轴套内孔厚边加半圆周的径向约束。 偏心轴套下端通过滑动轴承支撑于机座上 ，且由螺栓与大圆锥齿轮把紧 ，可在偏心轴套下端加轴向约束。 又因为偏心轴套是由锥齿轮带动旋转的 ，因此应在下端加Y轴的转动约束，限制其转动。

欢迎光临环球破碎机网　　在计算过程中，将偏心轴套划分 1 607 个单元，490 个节点，当破碎机处于破碎状态时，其下衬套孔压向偏心轴套厚边，因此偏心轴套限制了动锥与厚边接触处的径向位移，而轴向并无约束，可在动锥下衬套孔内与偏心轴套厚边接触处加半圆周的径向约束；又因为动锥是由偏心轴套带动而做旋摆运动，在动锥的下衬套孔处可加Y轴的转动约束，限制动锥的转动。动锥的上部是支撑于固定主轴上端的球面轴承中，因此限制了其轴向的位移，可在动锥的上部平台部分加上轴向约束。在计算过程中，将动锥划分为 3 720 个单元，4 224 个节点，其模型。

　　3外载荷特点及计算

　　破碎力是一个用来描述破碎机破碎矿石能力的近似概念。在破碎过程中，破碎力的大小由于受矿石的物理、机械性质、块度、破碎方法以及矿石在破碎腔中的分布状态等因素的影响，很难用理论公式来计算。普通式圆锥式破碎机通常是根据弹簧的压力来计算破碎力，本文讨论的某型圆锥式破碎机，压力由液压缸产生，采用液压缸的压力来计算动锥上的破碎力。　工作中，过铁时的破碎力P max最大，计算中将其作为受力分析的危险工况ΔP为压强变量； S为液压缸活塞面积； n为液压缸数量； p为工作压； G为定锥总重量； f为摩擦系数； R为固定锥中心线到凸缘边点的距离； l P′为P max作用线到凸缘边点的距离； l F为矿石与衬板摩擦力作用线到凸缘边点的距离。

　　4有限元分析

　　411 材料的物理参数

　　某破碎机主要部件材料的物理参数。

　　412 有限元计算结果分析

　　应用 ANSYS 软件系统对所建立的数学模型进行分析计算，得出了计算结果，位移值和应力值以及相应的位移分布图、应力分布图。

　　根据计算结果，本文对各计算部件的应力分布进行了全面综合分析，并应用有关强度理论对各计算部件的应力较高部位进行了强度核算，进而对各部件的危险点加以明确。主轴。这个图形可以清楚地表达出主轴的应力分布情况。可以看到，主轴的过渡圆角处产生了较高的应力分布，即出现了应力集中；在力作用位置出现了应力峰值。

　　这是由于集中载荷的作用而产生的，其他部位的应力水平相比之下较低。因此，可把力作用位置视为主轴的第一危险点，该点的等效应力值为 3411421 MPa。在力作用一侧，主轴过渡圆角处受拉应力，对称部位则受压应力作用，两处等效应力绝对值同为 1041190 MPa。在机器设计中，对塑性材料通常采用最大剪应力理论计算。

　　最大剪应力理论认为，当一复杂应力系统的最大剪应力等于临界值时就发生破坏。

　　由这一理论确定的材料发生流动破坏的条件，σs为材料的屈服极限。这个图形可以清楚地表达出动锥的应力分布情况，可以看到，动锥在载荷作用位置处产生了较高的应力分布，其他部位的应力水平相对较低。

　　因此，可把载荷作用位置视为动锥的危险点，该处的等效应力绝对值为 811375 MPa。

　　采用最大剪应力理论对其进行强度校核，σs = 275 MPa，其安全系数。

　　由于动锥表面覆盖着强度较高的衬板，该安全系数值的选取对于动锥来说可以满足要求。

　　（3）可以清楚地表达出偏心轴套的应力分布情况。

　　偏心轴套在载荷作用位置处产生了较高的应力分布，其他部位的应力水平相对较低。因此可把载荷作用位置视为偏心轴套的危险点，该处的等效应力绝对值为 481598 MPa。采用最大剪应力理论对其进行强度校核，σs = 275 MPa，其安全系数为n 3 =σs /σmax3≈ 5166可见，偏心轴套的强度是足够的。

　　5结语

　　在计算过程中，对破碎力进行了简化，将其作为集中力处理，并选取过铁状态作为受力分析的工况，该计算处理可满足工程实际的需要。由于计算过程中将均布载荷简化为集中载荷，且计算选取了力作用点处的应力值，因此，该计算偏于安全。根据圆锥式破碎机的具体测绘及其实际破碎状态建立的各部分结构有限元模型是切合实际的。在以上处理的基础上，在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的工作站，应用 ANSYS软件进行了计算，得出了较为理想的结果。经结果分析可知，本文讨论的圆锥式破碎机的主轴、动锥及偏心轴套的强度均有一定的裕量。