废金属破碎机主轴系统的优化设计.pdf

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1、第1期机械设计与制造2015年1月MachineryDesign&Manufacture109废金属破碎机主轴系统的优化设计张德浩，陈蔚芳，曹丽洁，叶文华(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：主轴系统主要包括主轴辊及悬挂在主轴辊上的破碎锤头，是废金属破碎机的核心部件。主轴系统破碎力、结构强度及抗振性都直接决定了废金属破碎机的动态及破碎性能，因此需要对其进行优化。提出了一种基于综合性能的主轴系统二级多目标优选方法，首先对破碎机主轴系统中锤头的排布形式进行了分析，基于动力学分析结果，采用综合评价法优选了一种动静态特性较好的v型锤头

2、排布形式。其次基于V字型锤头排布结构，以主轴转速、锤头质量、隔板半径以及主轴半径为设计变量，采用正交实验法和综合评价法，得出了动态及破碎性能较优的主轴系统工作及结构参数。关键词：破碎；优化；主轴系统；动态性能中图分类号：TH16；TH122文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)01—0109～04OptimalDesignofScrapCrusherSpindleSystemZHANGDe—hao，CHENWei-fang，CAOLi-jie，YEWen-hua(CollegeofMechanicalandElectricalE

3、ngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuNanjing210016，China)Abstract：indlesystemmainlyincludesaspindlerollerandcrusherhammershangingonspindleroller，whichisthecorecomponentofscrapmetalcrusher．Crushingforce，structuralstrengthandvibrationresistanceofspin

4、dles~temdirectlydeterminesthepe册zⅡ，eofscrapmetalcrusher，andthereforethespindleneedstobeoptimizedAdualmulti-objectiveoptimalmethodofthe~indles~tembasedoncomprehensivepe~orm．,~esispresented．Toimprovethedynamicpe~formo~eandcrushingcapabilityofcrusher，firstly，thearrangementofham

5、mersisanalyzedandoptimized．AnoptimizedVhammersarrangementstructureisobtained．OnthebaseofV-structure，spindles~temparameterssuch∞speedof~indle，weightofhammer，radiu~of~indleareresearchedandoptimizedbyusingorthogonaldesignmethodandcomprehensivepe咖m砌，esevaluationmethod．KeyWords：B

6、roken；Optimization；SpindleSystem；DynamicPerformance1引言ANSYS对板锤进行分析，结合多目标遗传算法，在保证板锤质量与等效应力不大于初值的前提下，提出了一种以减小反击式破碎机破废金属破碎机在工作过程中，锤头与废料发生高速碰撞，锤碎粒度与破碎锤最大变形为目标的多目标优化设计方法。目前来头的动能转化为对废料的冲击功，实现废金属的破碎。这一过程说，比较成熟的结构设计优化方法主要包括形状优化和尺寸优化两是一个复杂的多因素复合过程，在这过程中破碎工具与回收金属方面。文献睬用综合性能法和层次分析法对龙门加

7、工中心大件接触区的应力、应变场十分复杂，包含了复杂的动态非线性问题。文献Ⅱ】根据破碎机理，分析计算了破碎过程中各部件的受力结构的关形状和尺寸分别进行了分析和优化，实现了结构的综合及瞬态响应隋况，并根据破碎参数的影响规律，对反击式破碎机反性能优化设计；文献日基于模糊变换的动静态性能综合评价法，对击板的形状进行了优化，但优化过程比较简单耳．参数的考虑不够周机床床身结构的设计方案进行了优选，对优选方案进行关键尺寸到。文献寸废金属破碎机的转子进行了动力学分析与动平衡设计，的优化，提高了机床床身的动静态性能。得到了破碎锤在起动过程中的运动情况，并探究了各

8、技术参数对转结合上述的研究成果，通过ANSYS对各类锤头排布形式的子运动规律的影响。同时以不平衡力最小为优化目标，基于改进的主轴系统进行有限元分析，根