固定式液压破碎机,百度百科

分析结果表明，基于工作装置整体的集成 有限元分析方法极大地降低了因构件简化等原因造成的计算误差，为结构的进一步优化、设计改进提 供依据。 罗 铭，男，1962 年生，研究员，硕士生导师，安徽省“115”机器人学科带头人，现任惊天液压机械制造有限公司董事长兼总经理。 2 发展趋势刮板输送机的结构，从诞生起至今未有大的改 动，且与采煤机、液压支架已形成了成熟的配套体 系，在未来很长一段时间内不会有大的改动。 (1) 大型化 中部槽的规格将随着刮板输送机的 运力增大和配套设备的大型化而相应增大。 (2) 高可靠性 随着一井一面高产高效集约化矿 井的不断涌现，可靠性对生产的影响日益突出，作为 刮板输送机的关键环节和多故障部位，中部槽的可靠 性研究愈发重要。 以价值工程为导向，研究中部槽强 度和耐磨性能。

(3) 效率 刮板链质量较大，刮板与中板摩擦向 前推进，物料也通过刮板的推动作用向前推进，使得 电动机 30% 多的功率浪费在空载运行上。 应研究如 何降低中部槽的摩擦系数，减小运行阻力，降低空载 功率，提高运煤的有效功率。 (4) 加工自动化 自动化生产有助于提高产品质 量和生产效率，增强产品市场竞争力。 要结合中部槽 结构特点，将先进的生产工艺 (如所述的焊接技术)、 缺陷自动检测等运用到中部槽的生产中。 3 结语中部槽的研究是涉及到结构设计、强度理论、 摩擦学、材料学、优化设计理论、价值工程等学科和 理论的综合性系统工程，其发展和煤矿的需求及基础 工业的不断进步密切相关。 为满足工作面设备连续运 行，应从提高运行效率、增强可靠性等方面加强对中 部槽的研究。 工作装置是其承受工作载荷的主要构件，其结 构强度直接影响到破碎机的可靠性和工作性能。

由 于各部件间的耦合作用，不宜采用解析方法得到结 构上任意一点的应力、应变和位移，用有限元法却相 对容易实现。 近年来有限元法在工程机械结构计算分 析中得到了广泛的应用，但是绝大多数应用于对 某个关键部件或者部分结构进行强度、刚度及模态分 析，由于结构件分开计算时，存在边界条件及载荷难 以确定、结构简化等问题，从而影响了计算结果的准 确性。 SolidWorks09 软件对工作装置各部件进行三维建模， 在建模过程中，进行了有限元模型的相关处理，去掉 了螺纹孔、不影响计算结果的倒角、运输吊耳等要 素，在实际模型中焊缝处均按连续处理，其材料按照 与母材相同处理。 然后根据结构特点和功能要求，采 用同心、重合等几何约束关系将各零部件装配起来， 可以得到整体工作装置装配图 (见图 1)。 采 掘1.2 有限元模型建立在 SolidWorks09 软件中激活内嵌插件 Simulation，建立静态算例。

固定式

首先给各部件赋予材料属性， 然后根据实际工作装置中各部件的连接关系，利用连 接菜单中销钉连接模块加以连接，输入销钉连接面和 材料属性参数 (本算例中销钉选用 45 钢，选择轴向无 平移选项)，并对各接触面进行定义无穿透接触类型。

以 GTPH604.0/ 3.0-W 型固定式破碎机为研究对象，采用图 2 销钉模拟实现 Fig 2 Analog diagram of the pin在接合处产生的轴心力及轴向刚度定义相对 轴向运动。

固 定式

选取无平移选项阻止轴向移动； 选择无旋转项以阻止旋转移动 (在接合处产生 的力矩及旋转刚度定义相对旋转运动)1。 这 样，软件可以自动地计算此处销钉连接的 力。 在模型处理中根据油缸特性，将各油缸 等效成销钉连接，即将活塞缸与活塞杆接触 面用销钉接头来定义，同时选择无平移和无 旋转选项，将油缸简化为一整体部件。 将重力载荷加入，并约束底盘和 z 向位移。

(2) 工况 2 动臂油缸全缩，转锤油缸与液压锤 钎杆平行且垂直于斗杆油缸，此时为破碎机打击最深 位置。 (3) 工况 3 动臂油缸全伸，斗杆油缸和铲斗油 缸全缩，此时为破碎机打击位置。 将重力载荷加 入，并约束底盘和 z 向位移。 (4) 工况 4 动臂油缸全缩，钎杆轴线与底盘平 面垂直，并调整油缸使锤尖距底盘下表面 2 250 mm 处 (格筛位置)。 此处模拟液压锤与岩石紧密接触正常 破碎工况，将重力载荷、岩石对钎杆反作用力加入 (本算例在钎杆端面加入 350 kN，模拟钎杆输出能量 不足以击碎岩石，此时所有反作用力通过钎杆传递到 工作装置上的状态)，并约束钎杆径向位移和旋转自 由度。 2 有限元静态分析对于不同工况，根据工作装置承受载荷的不同， 有限元分析结果存在差异。 笔者主要以 4 种典型工况 为例，对工作装置进行强度、刚度及各联接销轴的受 力分析。 为了便于描述，在有限元模型上不同位置选 取 Ⅰ～Ⅶ 个点，并对联接的销轴进行编号 (A～G)， 如图 1 所示。 然后依次对不同工况进行仿真，分别探测所选 7 个点的应力、位移和销轴的受力情况。 当液压锤与岩石紧密接触开始打击时，将岩石的 反作用力载荷加入，此时应力位置发生在测试点 Ⅱ 处，达到 322.38 MPa。

经分析为动臂的销轴与上盖 板联接处，为线接触应力较集中处 (在实际制造中此处 满焊)，其他部位应力都在 200 MPa 以下，位移为 21.741 mm。 在上述几种工况 中，工作装置中所有点 VonMises (冯氏) 应力均小 于材料许用应力 215 MPa，满足强度条件。 位移 发生在锤尖位置约 21.741 mm 处，计算该工况下挠度 与跨长之比约为 0.2%，在材料所允许的范围内，是符 合设计要求的2。