基于AWE的陶粒混凝土砌块切割机主轴的分析与优化.pdf

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1、2013年2月机械设计与制造工程Feb．2013第42卷第2期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．42No．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．02．002基于AWE的陶粒混凝土砌块切割机主轴的分析与优化韩立光，秦宝荣，赵海宝，王淑花(特种装备制造与先进加工技术教育部／浙江省重点实验室(浙江工业大学)，浙江杭州310014)摘要：建立了陶粒混凝土砌块切割机主轴的三维模型，通过AWE软件对其进行了有限元分析，得到锯片轴最大应力、变形及其分布情况，并

2、对其进行模态分析，提取其前几阶自然频率及振型，然后根据分析结果对锯片轴进行了结构优化，得到最优结构参数，为锯片轴的设计提供了理论依据。关键词：陶粒混凝土砌块；切割机主轴；有限元分析；优化设计中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：2095—509X(2013)02—0006—04陶粒混凝土砌块是一种符合国家建筑节能要锯片轴通过支承2固定于支承座1内，减速电机带求的新型自保温墙体材料。砌块采用模具成型，金动锯片轴转动，从而实现锯片切割扭矩的传递。刚石圆锯切割的成型方法_lJ。由于砌块成分复锯切过程中，锯片轴在锯片安装部位承受切

3、割杂，切割过程中锯切力复杂多变。切割机主轴作为弧区坯料对锯片的进给压力；驱动部件安装部位承金刚石圆盘锯的关键部件，直接承受切割弧区传来受锯切阻力产生的阻力矩，锯片匀速转动，阻力矩的锯切交变载荷和驱动扭矩，其应力分布、变形程与减速电机的输入扭矩平衡。度以及振动特性直接决定着整机运行的平稳性，砌块的表面加工质量及锯片的使用寿命等J。因／／此，确定切割机主轴在锯切过程中的最大应力、最／l大变形及其分布位置、固有频率和振型，并在此基．Ili}_j蟊尊垃础上进行优化设计，对降低生产成本，提高经济效卜卜}益有一定意义。／＼＼本文借助ANSYS

4、Workbench软件J，通过模拟切割过程的实际工况，对砌块切割机主轴进行有限元分析，得到主轴最大应力值和变形量及其分布l一锯片轴支承座；2一锯片轴支承；3一锯片轴；4一驱动部件；5一连接销轴；6一锯片；7一间隔部件；8一锁紧螺母云图。通过模态分析确定了其前几阶固有频率和图1锯片安装结构图振型，并在此基础上以主轴质量、最大应力和最大变形为目标函数，实现了对主轴的优化_4J。1．2切割机主轴受力分析锯切过程中，锯片轴直接承受锯片切割砌块坯1切割机主轴模型的建立料产生的锯切反力和减速电机输入的扭转力矩。1．1锯片驱动、安装方法混凝土锯

5、切与磨削尤其是蠕动磨削类似，锯切力可本文设计的砌块切割机锯片驱动、安装结构图以分解为法向力F和切向力F。根据磨削力的经如图1所示。验公式J：图l中锯片6、间隔部件7通过销轴5与驱F=k[C][’[口]Ed]卜(1)动部件4连接，驱动部件4通过平键与锯片轴连接，收稿日期：2012—09—03作者简介：韩立光(1986一)，男，河南周口人，浙江工业大学硕士研究生，主要研究方向为机械设计。·6·