厂家根据产品性能要求设计了剪切式破碎机的机体结构,并应用有限元分析软件 ANSYSWorkbench对结构进行了强度和刚度校核,对存在应力集中而不能满足设计要求的零件进行优化改进,然后设计出的破碎机机体结构达到了工作要求。该设计的破碎机机体重心低,稳定性较好,可安装在高度较低的车间。有限元分析不但能验证结构的合理性,而且就结构受力及变形趋势给出了直观的评估,对改进结构和优化设计有着重大的参考价值。
其中剪切式破碎机机体结构的改进如下:
根据有限元分析出的结果,上横梁刀座安装槽的内棱边存在应力过大的设计隐患。本设计提出了两种改进方案:一为增大安装槽内棱边的倒圆角半径,以减少力集中造成的疲劳损坏;二为改变安装槽形状,由原来的矩形改为梯形。利用 Solidworks软件建立两种新方案的模型,并导入到AWE中进行分析,经过多次分析、比较和改进,方案二较方案一在制造工艺、承受载荷、安装刀座等方面具有显明优势,故终端确定并实施了方案二中改进优化的刀座安装槽结构。梯形刀座安装槽的顶面与棱边成45°角,可使侧面分担一定的工作载荷,减小顶面的受力。经过软件分析得到的应力分布较满足液压破碎机的工作要求。从改进后的剪切式破碎机机体总变形和应力分布云图看出,此时机体的较大变形为1.122mm,位于上横梁刀座安装槽正中部;较大应力为275.34MPa,位于立柱与上横梁配合处的立柱上,由表1可知275.34MPa<355MPa;而上横梁所受的较大应力位于横梁底部开槽处,大小为235.67MPa,小于材料的屈服强度270MPa;具有一定的安全性,满足设计要求。
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