使用ADAMS软件完成颚式破碎机设计及其仿真实例

2015-04-17 18:01 作者:cuifucheng 来源:未知 浏览: 我要评论

摘要:本篇技术文章由网友 sawyer 分享。 首先说明,这是基于我们学校的课程设计,完全独立完成的成果,希望能够给大家在Adams的使用

本篇技术文章由网友 sawyer 分享。
 
首先说明,这是基于我们学校的课程设计,完全独立完成的成果,希望能够给大家在Adams的使用中提供一定的参考价值。
 
颚式破碎机是矿山生产、建设用料加工及聚合化工生产的主要设备之一,被广泛地应用于各种金属与非金属矿山、化工矿物以及水泥、建材等物料的生产加工中。近年来,随着矿山生产和建材加工中一些新理论的提出,用户希望散体矿石能够在破碎阶段尽可能地得到粒度更细、块度更好的产品。此外,随着全球矿产贫化现象的出现,在保持或增加各种金属与非金属矿产量的前提下,要求处理的原矿量就大大增加,这对破碎设备提出更高的要求,也面临更大的挑战。无疑,现行落后的颚式破碎机不能承担新时期的生产任务,必须开发高性能、低能耗的新型颚式破碎机。
 
颚式破碎机是典型的曲柄摇杆机构,主要由机座、偏心轴、颚板、连杆、调节机构与闭锁弹簧等部分组成。
 
颚式破碎机工作方式为曲动挤压型,其工作原理是:电动机驱动皮带和皮带轮,通过偏心轴使动颚上下运动,当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大,从而推动动颚板向固定颚板接近,与其同时物料被压碎或劈碎,达到破碎的目的;当动颚下行时,肘板与动颚夹角变小,动颚板在拉杆,弹簧的作用下,离开固定颚板,此时已破碎物料从破碎腔下口排出。随着电动机连续转动而破碎机动颚作周期运动压碎和排泄物料,实现批量生产。
 
其机构图如图1所示。

图1
 
图1中四杆机构中AB曲柄为破碎机偏心轴,BD连杆为破碎机动颚,CD摇杆为破碎机肘板,EF为破碎机定颚。增大曲柄AB的长度,将增大破碎动颚上各点的水平行程值,从而提高破碎机生产能力,但另一方面也会增加破碎机功耗,恶化破碎腔受力状况。减小A点相对于E点的高度(减小悬挂高度h),可增大动颚上各点的水平行程,减小破碎机高度,减轻破碎机重量,减小动颚上各点行程特性系数,从而大大提高破碎机工作性能。减小连杆长度则有利于增大动颚下端水平行程,减小行程特性系数,对提高生产能力和延长颚板使用寿命都是极为有利的。但过短的连杆给机架结构设计带来困难并使动颚受力恶化。连杆倾角对应于破碎腔啮角,减小破碎腔啮角有利于提高破碎机产量,改善破碎作用力并有利于采用新的破碎原理(如层压破碎原理)。但啮角过小,将使破碎机高度增大,机重增加,机架长度加长。传动角的大小对破碎机性能影响很大,增大传动角有利于改善破碎机受力,提高散体物料破碎力,但同时也会减小动颚下端水平行程,增加垂直行程,从而加大动颚衬板磨损,减小衬板寿命。
 
我设计了两种机构,简图如图2和图3.

图片2

图片3
 
然后对它们进行施加约束,如图4和图5.

图片4

图片5
 
仿真及其动画截图如图6和图7.

图片6

图片7
 
机构1中E点的位移、速度、加速度分别如图8、9、10.

图片8

图片9

图片10
 
机构2中F点的位移、速度、加速度分别如图11、12、13.

图片11

图片12

图片13
 
两种机构的比较:1号在从动件行程不大的情况下,采用了凸轮机构,使结构简单,紧凑。可以实现从动件的位移,速度,加速度按给定的规律运动。由于凸轮与从动件为线接触,故容易磨损,只适用于小型破碎机;并且由于凸轮加工较困难,初期设计成本可能较高。
 
2号采用三角形机构,增强了稳定性和刚度。
 
把ADAMS引入到颚式破碎机的优化设计中,根据不同型号的破碎机,针对不同的设计变量、目标函数与约束条件,在ADAMS中定义各机构杆件不同的端点坐标即可对不同型号的颚式破碎机进行优化仿真设计,从而克服以往对颚式破碎机优化设计中需要根据不同破碎机型号,不同设计变量、目标函数及约束条件需要编写不同仿真设计程序的缺点,大大缩短了产品开发周期,加快了产品的市场反映能力,优化了产品性能,提高了产品的市场竞争力。
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