基于ANSYS粉碎机齿爪磨损的计算机分析及仿真

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1、第53卷第9期农业装备与车辆工程2015年9月Vol．53No．9AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING农业装备与车辆工程September2012015年5doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．09．012基于ANSYS粉碎机齿爪磨损的计算机分析及仿真122222房泽鑫，张宗超，张进凯，贾振超，慈文亮，陈宁（1．255000山东省淄博市淄博市自主择业军队转业干部管理办公室；2．250100山东省济南市山东省农业机械科学研究院）［摘要］针对不锈钢齿爪粉碎机的齿爪磨损过快、影响设备使用寿

2、命和物料粉碎效果的问题，研究了齿爪磨损机理；并基于ANSYSWorkbench仿真分析了齿爪的应力－应变及疲劳寿命。分析结果表明，齿爪失效的主要原因是周期性载荷作用导致的塑性变形和疲劳剥落。［关键词］齿爪；粉碎机；磨损；仿真［中图分类号］U463［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2015)09-0048-04ComputerAnalysisandSimulationofClawWearMechanismofClawCrusherBasedonANSYSFangZexin1，ZhangZongchao2，ZhangJinkai2，JiaZhen

3、chao2，CiWenliang2，ChenNing2（1．ZiboManagementOfficeofSelfJob－seekingDemobilizedArmyCadres，ZiboCity，ShandongProvince255000，China；（2．ShandongAcademyofAgriculturalMachinerySciences，JinanCity，ShandongProvince250100，China）［Abstract］Thepresentstudyprobedintoexistingproblemsofthestainless

4、steelclawcrusher，includingequipmentservicelifeandmaterialcrushingefficiencyinfluencedbytoofastclawabrasion，investigatedthemechanismofclawabrasion，andanalyzedthestress－strainbehaviorandfatiguelifeofclaw．Theanalysisresultsdemonstratedthatthemainreasonsforclawlosingefficacywereperiod

5、icloading－inducedplasticdeformationandfatiguespalling．［Keywords］claw；crusher；wear；simulation0引言法研究冲击磨损的机理会有一定难度，无法得到粉碎过程的各项参数，所以对冲击磨料磨损机理齿爪粉碎机具有转速高、产品粒度细、物料适的研究一直停留在“磨损后”及经验公式阶段。应性广的特点，能满足农产品、化工、矿物质粉碎本文以山东省农业机械科学研究院研制的需求，尤其对不锈钢齿爪粉碎机的市场需求一直FS600型不锈钢粉碎机为样机。齿爪（如图1（a））很旺盛。材质为奥氏体304（0C

6、r18Ni9）不锈钢。经长时间工齿爪是参与粉碎的主要部件，在实际生产实作磨损后，齿爪工作面被磨秃，如图1（b）、图2。践中存在磨损过快的问题。目前，国内只对锤片粉齿爪磨损后，物料由与齿爪正面有效撞击变［1］碎机中锤片的软磨料磨损进行试验分析，缺乏成侧面滑擦，整机粉碎能力下降，同时增加了物料针对不锈钢齿爪粉碎机的磨损研究。本文采用对齿爪的切削作用，进一步加剧了齿爪的磨损。齿ANSYS软件，实现了在虚拟环境下对粉碎过程的爪间的磨损量不同，导致转子盘动不平衡量增加，研究和数字仿真，并与实际生产磨损状况比较，从引发整机振动，影响机器性能，甚至会发生危险。而验证了分

7、析的结果。分析研究软磨料对金属材料的磨损，对提高相关设备性能及产品设计选材等具有较高的参考价值。1齿爪的工作特点物料粉碎过程中，高速旋转的齿爪与物料发生正面碰撞及侧边剪切。由于冲击力作用的时间很短，且又有大量的能量转化发生，因此用实验方（a）（b）图1正常齿爪截面与磨损后齿爪截面收稿日期：2015－08－21修回日期：2015－08－28Fig．1Generalclaw－sectionandwornclaw－section第53卷第9期房泽鑫等：基于ANSYS粉碎机齿爪磨损的计算机分析及仿真49问题。非线性动力学问题由于在时间域上所采用的直接积分法的不同而

8、分为显式和隐式，但是对于碰撞问题，隐式积分法无法保证计算的有效收敛