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發布時間：2016-10-14 11:11
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液壓圓錐破碎機是利用液壓調整物料受破碎后的排料口，并利用液壓實現過載保護。本文主要以破碎機主軸為研究對象，對其進行結構靜力學分析與模態分析，為圓錐破碎機的進一步改進和優化提供參考。
（1）添加模型材料屬性
進行結構靜力學分析主要分為以下步驟：導入幾何模型、添加材料屬性、添加模型材料屬性、網格劃分、計算施加載荷和約束。主軸添加材料為34CrMo4，主軸材料的力學性能參數：
彈性模量E/Pa2.1×1011；泊松比0.28；抗剪模量/Pa7.9×1010；質量密度/kg·m-37800；張力強度/Pa7×108；屈服強度/Pa6×108；熱擴張系數/k-11.1×10-5；熱導率/W·（m·K）-114。
（2）劃分網格
把實體模型導入后，倒角和圓角等特征已經簡化后，劃分網格，修改網格參數中的ElementSize設置為5mm，RelevanceCenter中選擇Fine選項，其余采用默認設置。圓錐破碎機的主軸劃分成54987個節點和31593個單元。
（3）添加主軸的約束及載荷的施加受力時，主軸的兩端固定即為頂部和底部，受到力的部位為它與其相互接觸的區域，此破碎機是圓錐破碎機，所以破碎力是根據液壓缸給出的壓力所計算出作用在動錐上的破碎力，最大破碎力為233MPa。
（4）結果后處理
主軸受力后分析所得出主軸的最大應變為8.3356mm/m，最小變形量為0.021458mm/m，可以得出最大變形發生在主軸與破碎機其他部位受力的區域。
進一步分析得出主軸受到的最大應力為1.7505×109Pa，最小應力為3.4478×106Pa，出現最大應力區域為主軸與破碎機軀體接觸的部分。
最后總結得出，主軸的最大變形量為5.7807mm，最小變形量為0。主軸變形的趨勢是向軸線凹陷，之所以出現這種現象是主軸頂端連著十字滑塊，底端連著單向軸承，即兩端固定。可知主軸性能滿足破碎機所需的強度和剛度要求。
分析主軸的前6階固有頻率及最大變形量可以得出：主軸的其中第1階和第2階固有頻率、第3階和第4階固有頻率、第5階和第6階固有頻率之間的數值接近；主軸的固有頻率遠遠大于其工作所需要的頻率，所以其在工作的過程中就不會發生共振現象。主軸的振型主要是呈現出波浪形狀的彎曲振型，并且振型的危險點大部分集中在主軸的中間部位。
通過分析模型，對主軸進行了結構靜力學分析與模態分析，驗證主軸在選材與結構設計上能滿足破碎機的設計要求，為破碎機優化設計提供參考。首先，主軸選擇34CrMo4材料，符合破碎機機械的性能要求；其次，通過分析模型，對主軸進行結構靜力學分析與模態分析得出主軸結構設計滿足破碎機的使用性能要求。
