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(xiàn)裂紋。為了使機架有更好的力學(xué)性能,并延長其使用壽命,需要對機架進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
優(yōu)化方法可利用ANSYS軟件進行數(shù)值模擬,對破碎機的機架建立有限元模型,通過對優(yōu)化前后機架進行應(yīng)力場、應(yīng)變場、位移廠計算,應(yīng)用對比方法分析應(yīng)力場分布情況,得到優(yōu)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(zhuǎn)動自由度,在橫梁軸承座處產(chǎn)生很大的應(yīng)力,再加上機架處于高交變應(yīng)力的環(huán)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(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的就是要消除機架上產(chǎn)生的較大應(yīng)力,這就需要增加橫梁的轉(zhuǎn)動自由度。根據(jù)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(yōu)化后的機架進行有限元分析,可知機架側(cè)板在螺栓孔處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,是機架易產(chǎn)生裂紋的區(qū)域。機架其他部位還沒有達(dá)到屈服狀態(tài)。優(yōu)化后機架的轉(zhuǎn)動自由度足夠,不會引起較大的應(yīng)力,產(chǎn)生的是分布較為均勻的低應(yīng)力。
通過上述分析,可知上面介紹的優(yōu)化方法是有效的。同時,優(yōu)化后的機架側(cè)板位移大值在左邊尖角處,但應(yīng)力較小,因此在一定程度上滿足了位移需求,減小了應(yīng)變,在很大程度上降低了機架破壞的幾率。