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立轴冲击式破碎机破碎及磨损仿真研究

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第一章绪论

1.1概述

1.2立轴冲击破碎机简介

1.2.1立轴冲击破碎机的主要结构

1.2.2立轴冲击破碎机的工作原理

1.3立轴冲击破碎机的研究现状和发展趋势

1.3.1立轴冲击破碎机结构设计的研究现状

1.3.2立轴冲击破碎机易损件磨损的研究现状

1.4需要关注的几个问题

1.5本文研究的主要内容

1.5.1主要理论及方法

1.5.2主要研究内容

第二章立轴冲击破碎机破碎机理和磨损理论

2.1物料的破碎机理

2.1.1物料在破碎机内的状态

2.1.2冲击速度及冲击力分析

2.2影响磨损的主要因素

2.3本章小结

第三章冲击破碎仿真分析

3.1粒度分布数学模型的研究

3.1.1破碎数学模型

3.1.2模型参数研究

3.2产品粒度分布的数值分析

3.2.1分析产品粒度分布的方案设计

3.2.2产品粒度分布的仿真分析

3.2.3仿真分析结果的讨论

3.3本章小结

第四章冲击磨料磨损的有限元分析

4.1 LS-DYNA简介

4.2冲击磨料磨损模型的建立

4.2.1模型建立的步骤

4.2.2分析目标的选择

4.3分析方案的设计

4.4分析结果的讨论

4.4.1仿真分析

4.4.2仿真结果分析

4.4.3优化方案的验证

4.5本章小结

第五章转子及轴承箱模态分析

5.1模态分析的基本理论

5.2转子模态分析

5.2.1转子本体三维建模

5.2.2模态分析结果

5.2.3对分析结果的讨论

5.3轴承箱支架模态分析

5.3.1轴承箱支架的三维建模

5.3.2模态分析结果

5.3.3对分析结果的讨论

5.4本章小结

第六章总结

6.1概述

6.2本文完成的主要工作及结论

6.3对未来的展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间论文、科研情况

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摘要

立轴冲击破碎机以能提供立方形石料产品而受广大用户青睐,长期以来被广泛应用于矿山、建材等行业。特殊的工作环境及工作原理决定了立轴冲击破碎机的破碎机理及磨损方式,也使得获得良好的产品粒度分布以及有效减少易损件磨损,延长其使用寿命成为企业追求的两个重要目标。因此,从物料破碎及磨损机理入手,对产品粒度分布和易损件磨损进行分析具有重要意义和实用价值。 本文在充分分析立轴冲击破碎机的物料破碎机理及磨损机理的基础上,分别建立了产品粒度分布模型和冲击磨料磨损有限元模型,并对影响两者的主要因素进行分析,找出了对分析结果影响显著的因素。 针对产品粒度分布主要受给料粒度分布、转子转速以及给料速度等因素影响的问题,以产品中0~15mm物料含量为目标,通过建立数学模型和仿真分析,得出给定粒度分布情况下物料含量随转子转速和给料速度的变化情况,确定出了转子转速为主要影响因素,进而在不同转子转速及给料速度的情况下,对产品粒度分布进行了预测,得出了一些有益的结论。 采用接触碰撞有限元算法来求解转子物料的冲击碰撞瞬态响应问题,建立了冲击磨料磨损有限元模型。以物料—抛料头为研究对象,对物料及抛料头模型进行了简化,并对影响磨损的主要因素—冲击速度、冲击角度及物料粒径进行了极差分析。以易损件受冲击后的凹坑深度为目标,确定了三因素的主次顺序,并模拟冲击过程分析了各因素变化时抛料头的应力、应变及大变形情况,在此基础上对冲击磨料磨损机理进行了探讨。 破碎机的工作过程一直是物料的流动过程,关键部件转子以及轴承箱支架部分要承受巨大的冲击载荷,当进料不均匀或是有异物进入时容易引起高转速转子的巨大振动。因此,对转子和轴承箱支架进行模态分析,分别得出在自由状态下前20阶的固有频率,为改善结构设计提供了理论参考。

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