立轴冲击式破碎机主抛料头载荷研究 英语部分.doc

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1、立轴冲击式破碎机主抛料头载荷研究张军明，赵方，王潍，员向博，苏东宇（济南大学机械工程学院，山东济南）邮件：junmingzhangl978@163.com摘要：转子是立轴冲击式破碎机的主要工作部件，而主抛料头是转子上磨损最为严重的零部件，通过分析立轴冲击式破碎机结构和工作原理的基础上，进行了转子的SolidWorks三维建模。通过将模型导入ADAMS•

2、•进行动力学仿真.模拟破碎机在运转屮物料的抛出过程，得到了转子上主抛料头随转速的不同变化所受最人冲击力和平均冲击力仿真分析表明。转速是影响立轴冲击破碎机破碎质量和效率的重要因素，但破碎效果不总是随着转速的提高而提高.还会加剧主抛料头的磨损；1

3、400-1500r/min以及1600一1750r/min是主抛料头受力均衡,转子能获得平稳运转的转速区间：此外，为了全面兼顾破碎机的破碎质量、效率以及使用寿命，降低最人冲击力的值和频率是至关重要的.因此既需要考虑转子结构及相关参数的优化，还要分析进料粒度均匀性的影响。关键词：立轴冲击式破碎机；主抛料头；ADAMS；载荷近几年來，国家对公路、铁路等基建的投入口益加大，迫切需要大量的砂石。然而有限的天然砂资源已经不能满足持续发展的需要。因此机制砂市场越来越人。机制砂市场的不断壇长.带动了制砂设备的需求，特别是制砂用的立轴冲击式破碎机成为市场的热点转子是立轴冲击式破碎机的主要工作部件，而主抛料头

4、是转子小损坏最为严重的部件，其状况如何不仅决定着破碎机的生产质量和效率。而且直接影响破碎机的可靠性、使用寿命和成本的首要因素。资料显示，在我国H前所应用的立轴冲击式破碎机屮，强度本身已经不是影响其寿命的主要问题，最关键的问题是主抛料头的磨损[1],而主抛料头的磨损首先与抛料头所受的载荷有关，所以对抛料头的载荷研究是至关重要的。1破碎机的工作原理立轴冲击式破碎机主要由转子、破碎腔、传动机构和机架构成，其屮转子是立轴冲击式破碎机的主要工作部件，如图1所示。物料由人料口进入破碎机，转子在电机的带动下高速转动（转速一般为1400—1800r/min）,矿石靠转子表面摩擦力和导向板等的作用随转子转动.

5、同吋受离心力的作用向外抛射，当离开转子时与主抛料头发生碰扌童，矿石以几乎达到了转子边缘的线速度向外抛射.冲击于破碎腔壁和分料器四周自由落下的一部分物料上发生粉碎，被破碎的物料由下部排料口排出，和循环筛分系统形成闭路，经多次循环.达到所要求的产站粒度[2]。图1立轴冲击式破碎机转子结构示意图立轴冲击式破碎机的主要破碎形式就是击碎。经过加速的石块.在抛料头的碰撞下。一部分与破碎腔发生碰撞破碎.一部分与石块发生破碎，主抛料头在石块长吋间的冲击下磨损非常严重.经过一段时间后就必须更换.不然不但会影响破碎效果还会影响到转子本体，转子本体的磨损会影响其动平衡，容易造成主轴断裂等不良后果，而更换一次立轴冲

6、击式破碎机的抛料头需要0.3—0.5万兀,造成很大的浪费。主抛料头的磨损主要是受到冲击以后所产生的冲击磨损（磨损后的抛料头如图2a所示）,每一•组抛料头是有9个组成，从实际工况看，每次都是屮间的3个磨损最为严重，为了不影响转子的动平衡，每次更换都是全部更换造成很大的浪费，这时候就需要研究主抛料头所受的载荷，以达到延长抛料头的寿命的H的，但是试验机不能很好地模拟立轴冲击式破碎机的真实工矿，现实试验又太费时费力，虚拟样机技术是很好解决这个问题的方法，而ADAMS为实现虚拟样机提供了很好的平台。2破碎机转子建模立轴冲击式破碎机转子（以山特维克生产的RP109）主要由转子本体、主抛料头、副抛料头、耐

7、磨夹板、上耐磨板、下耐磨板、分料锥、定位块、挡料板等180多个零件构成。在转子本体的内侧有6块挡料板，这种结构使得转子在加速物料的同吋形成死料区以减少自身磨损，配合一定范围的转速，使物料的破碎过程发生在转子外部由物料自动形成的冲击墙上。在转子屮，主抛料头的作用是导向。通过转子对石块的加速，在转子内部形成涡流状，通过主抛料头的导向作用，使石块改变方向沿着转子的切线方向向外抛射，这样就注定了主抛料头的主要失效形式为冲击磨损，因此需要对主抛料头的材料进行特殊处理，來増加主抛料头的耐磨性。显然，对应于破碎机的正常工作状态，建模吋，应当按照物料在转子内部形成料层以后的实际形状进行简化。简化后的转子模型

8、内部呈圆柱状，物料与转子的接触由石子与金属的接触变为石子与石子的接触。而且，石料被转子加速后更容易抛出，这样除主抛料头外其余的零部件都与转子合为一体，以此來模拟主抛料头的实际工作过程。以SolidWorks为工具进行建模，并将SolidWorks文件另存为PARASOLID格式导入ADAMS屮。导入的模型如图2b所示。3设定模型的参数及约束条件材料的设定：因为简化后的转子模型内部呈圆柱状，物料与转子的接触由石