反击式破碎机破碎效率影响因素的数值分析.pdf

昆明昆鼎重型机器厂(昆鼎重机
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.. Test and Research
工程机
第39卷2008年12月
试验·研
Ro传统转向系统的转向半径;
表1两种系统转向半径比较
R复合转向系统转向半径。
转向外轮转角轴转角」转向半径
转向半径
以某一又车为例,车辆的轴距L为1700m,系统、oK)()」Rmし变化率△RR%
我主销偏移距a为87mm,根据公式(1)和(2)可以计传统
0241
算出不同转向系统在相同外轮转角下的最小转向半轮转
径。在轴转角分别为5°、10°和20°的情况下,复轮轴
44
6.93
合转向系统的转向半径比传统转向系统减小167~复合42L10「214
12.32
478mm,相对于又车整体尺寸而言,半径的减小是
20
1934
19.83
比较显著的,最大半径减小率达百分之二十左右(见
表1)。可见利用这种复合转向系统可使车辆转向灵
参考文献
敏度显著提高,对于工作场地狭小的叉车具有较强赵藏,局演,张仲甫,等汽车转向系统的技术发展趋势
的实用价值。
毋汽车研究与开发,200:22-24.
4结束语
2]昌庯厚组合机构设计上海:上海科学技术出版社
1995
利用这种新型转向系统可以使车辆转向半径大杨妙梁.动力转向系统的发展仰汽车与配件,2002(35)
大减小,并很好地节约空间,非常灵活,使车辆快速
28-
在通道间转移,有着较高的作业效率。对于受场地限
制及工作环境多变的叉车等工程车辆具有较强的实通信地址:江苏大学6区1栋50室(21013)
际应用价值,可以进行更为广泛的推厂
收稿日期:2008-07-16)
万方数据
反击式破碎机破碎效率影因素的数值分析
陈龙森,钱林方,徐锋,徐亚栋
(南京理工大学机械工程学院)
4摘要:基于建立的反击式破碎机关鍵部件的三维实体模型以及转子一板锤一反击板一石
率块冲击碰撞系统的动力学有限元分析模型,分析冲击破碎物料时破碎腔中各部件之间的受力状
况,同时分析了转速、转动惯量和各级反击板形状对物料破碎效果的影响。研究表明:增大转子
转动惯量、转速能够増大破碎力,提高破碎效率;改善反击板的角度可以增加物料的二次破碎效
果。这些研究为改善破碎机的性能提供了理论分析基础。
关键词:反击式破碎机;冲击动力学;有限元分析
破碎机在筑路、冶金、矿山、建材、交通等工程技上,反击式破碎机已超过圆锥破碎机,同时新型的反
术领域中有着广泛的应用。例如在公路、建筑中所使击式破碎机已不同于传统的反击式破碎机,只能破
用的各种规格的石料都是由大石块经破碎机破碎而碎中软物料,它能破碎抗压强度300MPa以上的硬
成的。反击式破醉机(冲击式破碎机)是一种新型高物料,具有破碎比大、产品颗粒性好等特点,这使反
效的破碎设备,它将打击、反击、离心冲击、剪切、研击式破碎机在众多的破碎机械中占有重要地位。
磨等破碎原理有机地结合在一起,使其能量和破碎
针对反击式破碎机破碎腔中一些关键部件在实
空腔得到充分、有效利用。目前在二次破碎机的选择际作业过程中出现的问题,例如:转子、板锤部件上
章基金项目:江苏省交通厅科技计划项目(07C02)
作者简介:陈龙(1979-),男,讲师,博上,南长沙人,研究方向:结构优化设计及分析。
16
球磨机磁选机浮选机螺旋溜槽摇床等选矿设备制砂机振动筛等整套砂石生产线
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文机瓶
est and Research
出现裂纹、甚至发生断裂,破碎机破碎效率低等问
题,本文基于建立的反击式破碎机关键部件的三维
实体模型以及转子-板锤一反击板一石块冲击碰
验,研究
撞系统的动力学有限元分析模型,分析了冲击破碎
物料时破碎腔中各部件之间的受力状况,同时分析
了转速、转动惯量,以及各级反击板形状对物料破碎
效果的影响,这些理论研究为改善破碎机的性能提
供了理论分析基础。
1数值仿真模型的建立
反击式破碎机破碎系统的结构模型由转子体
板锤、反击板和石块组成,破碎石块的过程可以看作
是板锤与石块发生碰撞、石块与反击板发生碰撞这
图2破碎系统的有限元模型
两个过程不断交替、不断反复的过程。采用I-DEAS花岗岩材料参数,其属性采用弹脆性材料模型;单元
软件建立的三维模型如图1所示。
属性设为常应变。
转子体与板锤、板锤与石块、石块与反击板、转
反击板
子体与石块之间的界面均采用接触算法。设定接触
对之间冲击力文件输出参数为1。在定义界面接触
石块
万方数据
的各项参数中,定义转子体与板锤间的静动摩擦系
数均为0.15,其余两接触对间的动摩擦系数为0.6。
板锤
模型设置约束时石块在整个破碎过程中都是自
由的,对石块不施加任何位置约束;对转子体转动中
心施加X、Y、Z3个方向的平移约束和X、Y两个方
向的转动约束;对反击板的装配部分也施加X、Y、Z
3个方向的平移和转动约束;板锤安装在转子上被
两挡块紧卡在转子体上,同时加上其自身结构的作
转子体
用,板锤只能随转子体一起绕转轴转动,对板锤施加
图1破碎系统的结构模型
轴向即Z向的平移约束间。
为了对破碎过程进行动态计算与分析,先对几
何实体模型进行适当简化处理,其处理的原则为在2影响破碎效果因素分析
不影响结构整体性能的前提下对几何实体上的倒2.1转子旋转速度
角、螺栓孔等局部结构进行简化,这样有利于网格的
研究转子旋转速度能够指导反击式破碎机在破
划分;然后对几何实体进行网格划分,由于转子体、碎不同粒径、材质的物料时选取合适的旋转速度,从
板锤、反击板形状比较复杂,为了提高网格质量和计而防止物料被过度破碎,同时也有利于减少能耗。在
算的准确性,先对各几何实体进行分区处理,把复杂其它条件不变的情况下,对转子分别以100rmin、
的几何实体划分成许多易于进行大面单元划分的小700r/min和400rmin等3种不同转速作旋转运动
区域,再进行网格划分。转子体、板锤、反击板和石块分析旋转速度对破碎力的影响。
模型都采用规则的六面体单元进行网格划分,图2
由图3可以看出,物料与板锤首次碰撞在时间
为破碎系统的有限元模型。
区域30~40ms之间,物料从反击板反弹后再次与
计算模型中,转子体采用16Mn合金钢,板锤采板锤碰撞在40~48mg之间,由于反弹作用使得板
用40Cr合金钢,反击板采用16Mn强化合金钢,材锤与物料发生接触碰撞要抵消一部分物料反弹时的
料属性都采用 Plastic Kinematic材料模型;石块选用能量,因此物料与板锤第二次碰撞时的冲击力比首
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