颚式破碎机动颚体的有限元分析.pdf

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1、第28卷第3期有色矿冶Vo1．28．№32012年6月NON—FERR0USⅡNGANDMETALLURGYJune2012文章编号：1007—967X(2O12)03—0062—03颚式破碎机动颚体的有限元分析杨晨，于冠英[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳110141]摘要I通过CAD软件对颚式破碎机的动颚体进行三维几何建模，并利用有限元软件ANSYS对动颚体进行有限元分析，揭示复杂结构形状下的应力分布规律，从而为结构设计或改进提供合理依据。利用有限元对铸件分析比常规计算法更加直观、准确可靠。关键词：破碎机；动颚体；强度分析；

2、有限元；ANSYS中图分类号：TD451文献标识码：B1引言颚式破碎机其工作部分由固定颚板和活动颚板组成，当活动颚板周期性地接近固定颚板时，借压碎作用破碎物料。目前美国、德国等少数发达国家的产品处于国际领先水平，我国各厂家制造的颚式破碎机技术水平相差悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与相比差距较大。图1简摆式颚式破碎机动颚是破碎机重要件之一，也是结构较复杂的l——机架部；2——动颚部；3——偏心轴部；零件。保证颚式破碎机最佳性能的根本因素是动颚4——连杆部；5——肘板部；6——拉杆弹簧部体最佳的运动特性。目前经

3、长期运转实践，发现动颚是在其下部肘板偏上处常产生裂纹，所以需要通3颚式破碎机的设计参数过理论计算判断危险截面是否与实际情况相符。用3．1给矿口宽度的选择有限元法相对于其他的理论计算对其最大危险截面给矿口宽度是破碎机规格选择的重要数据，决的位置和应力分布的提取更加直观、便捷和精确，因定了破碎机最大给矿块度的大小，也是破碎机的操此对动颚的结构进行有限元分析是十分必要的。作工人和采矿工人应该了解的数据，以免生产中由2颚式破碎机结构介绍于块度太大的物料进入破碎机，而影响正常生产。颚式破碎机的最大给矿块度是由破碎机啮住物料的颚式破碎机的机型有两种，

4、即简摆颚式破碎机条件决定的。一般颚式破碎机的最大给矿块度(D)和复摆颚式破碎机。本文以简摆颚式破碎机为例，是破碎机给矿口宽度(B)的75％一85％，即D=见图1。其工作原理是：电动机带动皮带轮，通过偏(0．75—0．85)B，或者B=(1．25～1．15)D，通常，复心轴3使连杆4上下运动。当连杆上升时，肘板部5两肘板夹角变大，从而推动动颚板2向固定颚板摆颚式破碎机可取给矿口宽度的85％，简摆颚式破接近，与此同时物料被压碎；当连杆下行时肘板部5碎机则取给矿口宽度的75％。由所给参数得破碎两肘板夹角变小，动颚板在拉杆弹簧6的作用下离机的给矿

5、口宽度为B=1500mm。开固定颚板，此时被压碎的物料从破碎腔排出。随3．2破碎腔高度的确定着电动机连续转动而破碎机动颚做周期性的压碎物在啮角一定的情况下，破碎腔的高度由所要求料。这种破碎机由于动颚是绕悬挂点做简单摆动，和破碎比而定，通常，破碎腔的高度，H=(1．5～故称简摆颚式破碎机。2．5)B，取H=2500mm。·收稿日期：2012—02—27作者简介：杨晨(1984一)男，本科，助理工程师，现从事矿山设备设计及研发工作。第3期杨晨等：颚式破碎机动颚体的有限元分析633．3工作参数的选择与计算4动颚体的有限元分析3．3．1啮角啮角是

6、指钳住物料时可动颚板和固定颚板之间4．1几何模型的建立的夹角。在碎矿过程中，啮角应该保证破碎腔内的在有限元分析过程中，建模是非常关键的步骤，物料不至于跳出来，也不向上滑动，这就要求物料和按照实际结果进行建模，因为一些无关紧要的部分颚板工作面之间产生足够的摩擦力，以阻止矿块破会影响网格划分的质量和计算的速度，所以在建模碎时被挤出去。过程中，去掉了对计算结果影响很小的细微结构。颚式破碎机的啮角一般在l7。～24。之间。啮角通过ProE软件对动颚部进行几何建模，见图2。的下限值在破碎硬物料时采用，上限值则在破碎软物料时采用。正确地选择啮角对于提

7、高破碎机的破碎效率具有很大意义。减小啮角，可使破碎机的生产率增加，但会引起破碎比减少；增大啮角，虽可增加破碎比，但同时又会减少生产率。因此，选择啮角时，应该全面考虑。在此取啮角ot=22。。3．3．2最大破碎力的计算破碎机的破碎力是判定其关键零件强度和刚度图2动颚模型的原始数据。破碎力的大小与很多因素有关，因而4．2有限元模型的建立确定破碎力的方法也有很多，概括起来有理论计算通过接口，可以把在ProE建好的动颚三维模型法、功耗计算法、实验分析法。直接导人ANSYS。实体单元Solid187由l0个节点目前，国内多是采用实验分析法来确定颚式

8、破定义，每个节点X、Y、z方向3个自由度，具有塑性，碎机的破碎力。根据对简摆颚式破碎机的固定颚和超弹性，应力强化，蠕变，大变形，大应变能力。因此动颚的实际受力测定，在破碎机动颚上所产生的破选用