機架是鄂式破碎機的重要部件之一,在破碎機工作過程中,機架會受到不斷沖擊而出現裂紋。為了使機架有更好的力學性能,并延長其使用壽命,需要對機架進行結構優化。
優化方法可利用ANSYS軟件進行數值模擬,對破碎機的機架建立有限元模型,通過對優化前后機架進行應力場、應變場、位移廠計算,應用對比方法分析應力場分布情況,得到優化對機架整體強度的提高程度。
機架破壞的主要原因是機架橫梁缺少轉動自由度,在橫梁軸承座處產生很大的應力,再加上機架處于高交變應力的環境下工作,因此很容易因為疲勞而失效,從而影響破碎機的工作效率。
對機架進行結構優化的目的就是要消除機架上產生的較大應力,這就需要增加橫梁的轉動自由度。根據有限元分析,有效的解決辦法就是將橫梁由焊接代替鑄造,橫梁與機架之間的連接方式改為螺栓連接。
對優化后的機架進行有限元分析,可知機架側板在螺栓孔處存在應力集中現象,是機架易產生裂紋的區域。機架其他部位還沒有達到屈服狀態。優化后機架的轉動自由度足夠,不會引起較大的應力,產生的是分布較為均勻的低應力。
通過上述分析,可知上面介紹的優化方法是有效的。同時,優化后的機架側板位移大值在左邊尖角處,但應力較小,因此在一定程度上滿足了位移需求,減小了應變,在很大程度上降低了機架破壞的幾率。