廠家根據產品性能要求設計了剪切式破碎機的機體結構,并應用有限元分析軟件 ANSYSWorkbench對結構進行了強度和剛度校核,對存在應力集中而不能滿足設計要求的零件進行優化改進,然后設計出的破碎機機體結構達到了工作要求。該設計的破碎機機體重心低,穩定性較好,可安裝在高度較低的車間。有限元分析不但能驗證結構的合理性,而且就結構受力及變形趨勢給出了直觀的評估,對改進結構和優化設計有著重大的參考價值。
其中剪切式破碎機機體結構的改進如下:
根據有限元分析出的結果,上橫梁刀座安裝槽的內棱邊存在應力過大的設計隱患。本設計提出了兩種改進方案:一為增大安裝槽內棱邊的倒圓角半徑,以減少力集中造成的疲勞損壞;二為改變安裝槽形狀,由原來的矩形改為梯形。利用 Solidworks軟件建立兩種新方案的模型,并導入到AWE中進行分析,經過多次分析、比較和改進,方案二較方案一在制造工藝、承受載荷、安裝刀座等方面具有顯明優勢,故終端確定并實施了方案二中改進優化的刀座安裝槽結構。梯形刀座安裝槽的頂面與棱邊成45°角,可使側面分擔一定的工作載荷,減小頂面的受力。經過軟件分析得到的應力分布較滿足液壓破碎機的工作要求。從改進后的剪切式破碎機機體總變形和應力分布云圖看出,此時機體的較大變形為1.122mm,位于上橫梁刀座安裝槽正中部;較大應力為275.34MPa,位于立柱與上橫梁配合處的立柱上,由表1可知275.34MPa<355MPa;而上橫梁所受的較大應力位于橫梁底部開槽處,大小為235.67MPa,小于材料的屈服強度270MPa;具有一定的安全性,滿足設計要求。
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