外文翻译--粉碎机的三维设计与分析 中文版

1 粉碎 机的 三维设计与分析 H. , 北大学 机械工程及自动化 沈阳 航空工业学院 ， 机械工程系 译者： 林元华 摘要 粉碎 机 的一个主要部分高压磨 机 ，这是一种高效矿石破碎设备。 在 一个研究 报告 中 提出了一种组装 机 ，这 使 分割 机 表面磨损 处 的翻修 更方便。该 组装机的 结构模型的成分设计与固体工程 应力和位移 在两个不同的工作状态 可以 使 行了快速 的 有限元分析 ，并且可以更快更好的 清除 从而 延长 组装机的 工作寿命。 关键词 ： 高压磨 机 ;三维设计 ;组 装 机 ;有限元分析 设备， 基于静态高压 1 原则 ,这 种设备 适用于破碎比较 硬 的 矿石。 粉碎方法是根据物料的物理特性、料块的大小和所要求的细化程度来选择的。对于坚硬物料，应采用挤压、弯曲和劈裂；对于脆性物料，应采用冲击和劈裂；料块较大时，应采用劈裂和弯曲；料块较小或排料粒度要求很小时，则应采用冲击和研磨。粉碎方法如果选择不当，就会出现粉碎困难或过度粉碎现象，两者都会增大粉碎过程中的能量消耗。实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的，一般都是两种和两种以上的形式 联合进行破碎。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理力学性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的。锤式破碎机适用于破碎抗压强度 150灰岩、砂岩、页岩、石膏、煤等原料。它可以将采场的大块矿石一次破碎到入磨需要的粒度。物块分坚硬、中等坚硬和软 。 高压磨机 是主要工 作部分根据 图 1） 。 2 1. of 为了 粉碎 机的性能，我们付出了 很大的努力 ， 已 经 改善 其 表面 抗磨蚀 的 能 力 2 。使用分割表面 的 滚子 ，这是 为了 方便的维护和更换，是另一个有效的 改善过程。 该 构件是 新 运用在 组装 机 上 的 ，碳化钨是 为了 改善 表面 的 抗磨损 性能的。再运用已开发的三维设计和有限元方法 进行 轴 的 强度和阶层分析 ，以确保 在 矿石很重的情况下 其 破碎 的 可靠性。 辊式破碎机 矿石在两个平行且反向转动的圆柱形辊子中受到压碎（光辊）或受压碎和劈裂作用（齿辊）而破碎。当两辊的转速不等时，还有磨碎作用 。 2. 组装机 的 三维虚拟 设计 与 装配 组装 机 由主井 , 粉碎棍的 表面部分 和机架组成。并且在 关键的 粉碎棍 一方 以移动副方式与机架连接 ， 其他与机架连接的部分以 螺钉和碳化钨铆钉 等 连接。 径向 的主要部分 和 中间的主井 以键 槽 和 螺钉连接 ，以保证 主井和 粉碎棍 表 面 部分 安全 和 紧密 的连接。粉碎棍 表面部分是 以凸轮 结构 设计 的 ，以防止应力 在 交配边缘 集中。 组件模型的创建 是 通过 应用三维设计软件 进行 工作 的 。那个模型 得建立 可直接用有限元分析其中设计的合理性 ，以 保证 满足各个方面要求 。组装模型 是 在 组装模式 下 ，根据 配合等的关系 下进行的 。最后，干预之间的部分 ， 检查 和利用 软件测试 其 有效性 和 结构 的合理性 。 图 2和 3为 虚拟装配设计及三维虚拟模型组装 流程图 。 3 of 3. 3D 3. 主井的 有限元分析 构件 主轴 的 负荷模型 见 图 4 ， 4. of 这是通过三维 行的 。径向 主要部分 在 于 主轴 的键 槽。这些细节 的 功能将使强度分析更加困难 ， 但 使用将 更容易 4 。 有限元 分析 软件，它是基于有限元原则，可以在实体模型建立 的基础上， 选 择 主井 计算应力和变形的 程度 ，以下是创建有限元模型 的过程 ： （ 1）附加 材料的 特性 主轴 的 材料是 35中弹性模量 06 擦系数 密度 .9 kg/应力（不锈钢）是 835 （ 2） 压力的 载入 4 所承受的力量主要来自压力，根据工作原理，其终值 2500千牛，装卸区是在形式的弧角 608和 20毫米宽的表面轴 ，其 边界条件是限制了假定轴承。 （ 3）模型的参数如下： 粒度的表示方法 ： (1) 平均直径 d=(L+b+h)/3 式中 L 矿块的长度（ b 矿块的宽度（ h 矿块的厚度（ 或用长、宽的平均值表示： d=(L+b)/2平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸，以确定破碎比。 (2)等值直径 值直径是将细粒物料颗粒作为球体来计算的。 =中 m 矿粒品质（ 矿物密度（ ） V 矿粒的体积 （ (3) 粒级平均直径 过用筛分的方法来确定矿粒群的平均直径。例如上层筛孔尺寸为 过上层而留在下层的其粒度既不能用 不能用 粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过 用粒度平均直径表示即 D=(2否则用 38026点， 24117的 构件 和 114079程度的 自由（自由度） 。 应力图是通过图 5所示 。最大应力是 296 其理论方程 Ss/n（ 1） ,在 常情况下， 。 计算结果表明，应力 能够满足设计要求。此外， 根据米塞斯理论 安全系数 限元 模型 有限元 模型 的 两个不同的工作状态显示在图 5中 : 5 5. of a 图 磨。 图 图 图 图 以下是 创建 有限元模型表面 进程 的 部分： （ 1） 材料附加的特性 。 材料的表面部分 42性模量 06 切模量 擦系数密度 .9 kg/力 极限 （不锈钢）是 930兆帕。 （ 2） 配合及干涉的设计 。 首先 假定 设计 是理想的，合理的状态， 见 图 5 （ a） ， 2500,10:56 ，装卸区是 200毫米宽和 13毫米弧长表面的部分，并固定内部表面 使其 成为约束条件。图 5 （ b） 所示 ,在其中只有两端部分底部的接触轴 处 ，因为不正确的制造过程 ,对于这种 情况下 两端 的 承受是平等的。 （ 3）模型啮合的两个参数 6 相同的固体模型，它们是： 15367点和 46101自由度。 （ 1）计算结果显示在图 6中 。 6. of a 在图 6（ a）中， 表面上的部分 的 最高节点 是 860兆帕的压力 。 第一次的工作状态和最大节点 位移为 第二次工作 的最高点 的 强 度 是 5495兆帕和的最大节点位移 此，第一次工作 是合理的，而与此相反， 在第二个 部分 超过了限制范围。 （ 2）根据计算，该部 分只 承 受 首次 工作部分的 工作负荷 ， 而在第二 次工作部分 不仅部分 承 受工作压力，而且也 承 受 配合 部分的同步 压力 。 因为它的变形 ， 更大的是压力和变形阶层 使 侧接线 有了 更大 的压力 部分。因此，弹性变形和延长材料应 力 的部分设计 配合部分 应适当。 可以利用 限元方法 优化 方法来 计算 以消 误差 （ 3）足够的强度和较高的表面硬度 7 塑性变形 将 该机构 的 碳化物铆钉压入的 机构的 部分 加上了额外的力 。 举一 个例子， 选择 45钢（不锈钢 00 在力很大 的情况下 审查其 在 第一次的工作状态下的 变形。计算结果显示在图 7 。 据冯米塞斯理 论 ,其最大的 压力 为 749兆帕和安全系数 为 这是以后 使用材料 的安全限制。热处理材料 42 280硬度已超过 45钢 的 3倍的强度。因此可以选择表面部分 ， 为了提高抗磨损能力 。 析 （ 1）提出了一种 组合 机 ，见 图 6， 计算 工作表面一个部分的 应力 ， 类型 危险区的几个部分 见 图 7。7. of 已经制定了与三维 件 的 固体工程。这种 结构 的 分割可以使工作 寿命 更长，使 用 滚压 棍 机来取磨 损表面 代很容易。应力和变形的两个 组装机 的 主要部分：主井和表面部分，进行了 有限元 分析。 （ 2） 有限元分析的结果表明 材料 42 280硬度可用于生产的主要 构件 和 主要 表面 上 。 （ 3）底部表面部分 的 联系 均匀主轴表面应力 集中 部分 可使 变形发生，这将使 粉碎 机 工作状态不稳定，甚至导致断裂。 参考资料 1 K. J. 22 (1988) 400 412. 2 2 (1999) 21 23. 3 J. 9 (1996) 23 25. 4 H. J. 36 (4) (2000) 83 85 ( 5 H. 4 (2000) 18 20 ( 8 6 (2001) 42 43 ( 7 H. of 2001, 303 305.