錘式破碎機(jī)錘頭尺寸的有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要:錘式破碎機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)錘頭的沖擊能，對(duì)中硬物料進(jìn)行破碎的主要設(shè)備之一。當(dāng)錘頭對(duì)礦石的打擊正好發(fā)生在錘頭的碰撞中心(或稱(chēng)打擊中心) 時(shí)，可以完全消除錘頭銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸之間的碰撞反力。本文應(yīng)用有限元理論，利用的錘頭銷(xiāo)孔所受碰撞反力的計(jì)算公式，建立了錘頭的有限元模型，分析了錘式破碎機(jī)錘頭的在工作中各點(diǎn)的受力。從而優(yōu)化了錘頭尺寸。

關(guān)鍵詞:錘式破碎機(jī); ANSYS; 有限元優(yōu)化設(shè)計(jì);

一 錘式破碎機(jī)錘頭打擊力理論力學(xué)求法

錘式破碎機(jī)的錘頭鉸接懸掛在轉(zhuǎn)子體上的銷(xiāo)軸上， 當(dāng)錘頭打擊礦石時(shí)， 在錘頭碰撞點(diǎn)上將作用著沖擊力P。如果沖擊力P未通過(guò)碰撞中心， 則有碰撞反力Noy作用于錘頭銷(xiāo)孔(見(jiàn)圖1) ， 根據(jù)作用力與反作用力相等原理，亦有一反作用力N′oy 作用于銷(xiāo)軸[1] [2]。

設(shè)錘頭為具有對(duì)稱(chēng)平面的剛體，可繞垂直于圖面的銷(xiāo)軸OZ 轉(zhuǎn)動(dòng)，錘頭的質(zhì)量為m，錘頭繞銷(xiāo)軸OZ 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jo ，質(zhì)心位于C 點(diǎn)，并令OC = b。設(shè)在錘頭對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)，作用一沖擊力P，此沖擊力的作用線(xiàn)與OC 的延長(zhǎng)線(xiàn)交于K 點(diǎn)，且垂直于OC 的連線(xiàn)，令OK = h，求錘頭銷(xiāo)孔處的約束反力Nox 和Noy 。其中Noy即是由沖擊力所引起的碰撞反力。[2] [3]

由計(jì)算得:

(1) h > h*，Noy > 0 即當(dāng)沖擊力 P 作用線(xiàn)位于碰撞中心上方時(shí)，作用于錘頭銷(xiāo)孔的 Noy力與圖 2 所示方向相同;

(2) h < h*，Noy< 0 即當(dāng)沖擊力 P 作用線(xiàn)位于碰撞中心下方時(shí)，作用于錘頭銷(xiāo)孔的 Noy力與圖 2 所示方向相反;

(3) h = h*，Noy=0