剪切式海绵钛破碎机关键结构的有限元分析与结构优化

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1、硕士学位论文6．3．2设计结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．426．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．44主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51III硕士学位论文摘要海绵钛是一种结构呈海绵状的金属

2、钛，它作为钛及钛合金关键部件的唯一原材料，被广泛用于宇航、化工、舰船等行业，在金属工业中占有极其重要的地位。但由于海绵钛具有硬且韧的特殊性质，对其进行破碎一直是一项难度很大的技术，对破碎机的性能有着很大的考验。剪切式单辊破碎机作为海绵钛的主要破碎设备，在环境恶劣、持续时间长的工况中，存在着不少突出问题：首先，破碎机齿辊很容易磨损失效而导致设备寿命很低；其次，破碎机破碎线过长，造成海绵钛破碎效率低，且破碎粒度不够均匀。因此，对剪切式单辊破碎机的关键结构进行结构优化设计，改善破碎机的工作性能，提高破碎

3、机的寿命和效率显得意义十分重大。本文针对上述问题，在介绍了剪切式单辊破碎机破碎理论、结构和工作原理的基础上，对剪切式单辊破碎机的关键结构着重进行分析和设计，具体工作如下：建立了破碎机齿辊破碎物料的破碎模型，分析了破碎机齿辊的主要受力形式，并对齿辊所受切向力的大小做出计算；建立了破碎机齿辊的三维几何模型，并运用ANSYS有限元分析软件对其进行了应力分析，了解了齿辊所受应力力分布规律和最大变形量，明确了最大受力发生在齿刃位置；同时还对齿辊进行模态分析，分析齿辊是否会因发生共振而遭到破坏；运用有限元法对

4、剪切式单辊破碎机的齿辊进行了参数化结构优化，优化后齿辊所受最大应力减小，力学性能有所改善；最后，对破碎机的固定颚板进行结构优化，设计出一种新型破碎结构，有效地增大了破碎机的破碎比，提高了破碎效率，均匀了破碎粒度。关键词：海绵钛破碎机；有限元分析；结构优化：高效剪切式海绵钛破碎机关键结构的有限元分析及结构优化AbstractTheTitaniumspongeisonespongystructureoftitanium，whichistheonlykeycomponentoftitaniumandti

5、taniumalloys．Thisuniquerawmaterialiswidelyusedintheindustryareasuchasaerospace，chemical，vessels，ect．andhasoccupiedanextremelyimportantpositioninthemetalindustry．However,astheTitaniumspongehasaspecialnatureofhardnessandtoughness，ithasalwaysbeenaverydif

6、ficultworktocrushthismaterial，whichisalsoahugechallengefortheperformanceofthecrusher．Inthiscase，asthemaincrusherwhichisworkinginharshenvironmentandlongdurationmining，theShearedSingleRollcrusher(hereinafterreferredtoasSSRcrusher)appearsmanyshort-coming

7、s：Firstly，theSSRcrusherhasashortlifesinceithadseriouslyabrasion；Secondly，SSRcrusherhasawidecrushlengthwhichresultedinlowefficiencyandbrokenparticlesizeisnotuniform．Therefore，itissignificanttooptimizethestructureofSSRcrushertoimprovetheperformance，effi

8、ciencyandlifetimeofthecrusher．Aimingattheseproblems，thisarticlehasadeepAnalysisanddesignonthekeystructureofSSRcrusherafterthebasictheoryofSSRcrusherbeingintroduced．Thespecificworksareasfollows：Thecrushingmodelofcrusherrollhasbeenestablished，th