【正文】 ssembly, and finally takes full advantage of the ANSYS software for finite element analysis, in order to achieve theoptimal design of mechanical equipment.Key words: clinker crusher； rotor； hammer；scaleboard ；ANSYS；finite element僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！目 錄1 引言 12 破碎機(jī) 2 2 2 2 2 4 8 8 8 8 94 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 11 11 11 12 13 14 145 熟料破碎機(jī)工作部分零件設(shè)計(jì) 15 15 15 15 17 18 19 206 其它零件的選用及其基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 23 23 23 24 鍵 24 24 25 257 三維造型 27 Pro/E技術(shù)的發(fā)展 27 Pro/E軟件應(yīng)用 27 Pro/E行業(yè)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展 27 29 29 29 29 29 30 318基于ANSYS的錘頭在沖擊力作用下的靜力分析 32 ANSYS綜述 32 32 ANSYS發(fā)展概況 33 靜力分析 33 34 35 36 449結(jié)論 45謝辭 46參考文獻(xiàn) 47外文資料 48僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 引言破碎機(jī)械是應(yīng)用機(jī)械力對(duì)固體物料進(jìn)行破碎作業(yè)，使之變?yōu)樾K 、細(xì)粉或粉末的機(jī)械。其工作原理：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，物料受高速運(yùn)動(dòng)的錘頭的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。有時(shí)也將粉磨機(jī)械稱為破碎機(jī)械，這是破碎機(jī)械的狹義含意。破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多行業(yè)的破碎作業(yè)。前者在工作時(shí)動(dòng)顎只作簡(jiǎn)單的圓弧擺動(dòng)，故又稱簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)；后者在作圓弧擺動(dòng)的同時(shí)還作上下運(yùn)動(dòng)，故又稱復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。物料與反擊板碰撞再次破碎后，被彈回到板錘的作用區(qū)，重新受到板錘的沖擊。 旋回破碎機(jī)用兩種方式實(shí)現(xiàn)排料口的調(diào)整和過(guò)載保險(xiǎn)：一是采用機(jī)械方式，其主軸上端有調(diào)整螺母，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺帽，破碎錐即可下降或上升，使排料口隨之變大或變小，超載時(shí)，靠切斷傳動(dòng)皮帶輪上的保險(xiǎn)銷以實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)； 第二種是采用液壓方式的液壓旋回破碎機(jī)，其主軸座落在液壓缸內(nèi)的柱塞上，改變柱塞下的液壓油體積就可以改變破碎錐的上下位置，從而改變排料口的大小。排料口的調(diào)整靠調(diào)整套來(lái)進(jìn)行，轉(zhuǎn)動(dòng)固裝著殼體的調(diào)整套即可借助其外圓上的螺紋來(lái)帶動(dòng)殼體上升或下降，以改變排料口的大小。小于篦條縫隙的物料被排出機(jī)外，大于篦條縫隙的料塊在篦條上再次受到錘頭的沖擊和研磨，直至小于篦條縫隙后被排出。破碎理論主要是研究物料的破碎機(jī)理以及在破碎過(guò)程中的能量消耗問(wèn)題。 C—與物料性質(zhì)、形狀、密度有關(guān)的系數(shù)； 破碎后產(chǎn)品的調(diào)和平均直徑，m。根據(jù)物體受外力而引起變形的結(jié)果來(lái)看，當(dāng)物體受外力后必然在內(nèi)部引起應(yīng)力。（3）裂紋理論這是邦德（）于1952年提出來(lái)的，又稱邦德理論。體積假說(shuō)只是考慮物料變形所消耗的能量，而完全沒(méi)有考慮生成新表面積。還用于破碎纖維結(jié)構(gòu)、彈性和韌性較強(qiáng)的碎木頭、紙張或破碎石棉水泥的廢料以回收石棉纖維等等。 (1) 結(jié)構(gòu)新穎、獨(dú)特、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由上面兩式可得：在碰撞時(shí)，碰撞的顆粒因受到壓縮的作用要產(chǎn)生變形。因此分級(jí)破碎不僅合理利用了破碎空間，而且由于轉(zhuǎn)子不同的線速度還可加速破碎效率。（Kw）查閱同類已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其功率一般取110kw,故取電動(dòng)機(jī)的功率為110kw。 轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有轉(zhuǎn)子直徑D和長(zhǎng)度L。轉(zhuǎn)子的速度n= ()式中 v—— 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s。破碎轉(zhuǎn)子的圓周速度對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品細(xì)度，破碎比的大小起著絕對(duì)性的作用。5 熟料破碎機(jī)工作部分零件設(shè)計(jì)錘頭是錘式破碎機(jī)的主要工作零件。如果錘頭質(zhì)量選得過(guò)小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。為了使錘頭打擊物料后產(chǎn)生的偏倒，能夠由于離心力的作用在下次破碎物料前很快恢復(fù)到正常工作位置，就要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過(guò)大。在材料試驗(yàn)機(jī)上破環(huán)物料的力F1 =бA () ==1560KN式中б——物料的抗壓強(qiáng)度,Pa； A——物料垂直于外力方向的斷面積，m2。錘頭在工作期間，除受到撞擊外，還受到物料的沖刷，這樣長(zhǎng)期反復(fù)使用,錘頭的工作面就會(huì)受到破壞，使表面形狀發(fā)生變化，如果用在可逆式破碎機(jī)上，錘頭兩側(cè)的棱角就都會(huì)被磨成光滑的圓弧面。因此提高錘頭的硬度，可提高其耐磨性，從而減輕撞擊磨損；提高材料的韌性有助抑制裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，有利于減輕沖刷磨損。磨損分為三種：金屬構(gòu)件表面間相互接觸并運(yùn)動(dòng)的摩擦磨損；其它金屬或非金屬物料打擊金屬表面的磨料磨損和流動(dòng)氣體或液體與金屬接觸導(dǎo)致的沖蝕磨損。這是其它材料所不及的。在該殼體結(jié)構(gòu)中有三種類型的襯板。一臺(tái)機(jī)器的總重量當(dāng)中，機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。 殼體（2）上殼體作為覆蓋件，本設(shè)計(jì)中又將上殼體分為三部分。在破碎物料時(shí)的沖擊力、擠壓力主要由破碎主軸來(lái)承受，因此要求破碎主軸的材質(zhì)具有較高的強(qiáng)度和韌性。傳動(dòng)軸的主軸承選擇球面滾子軸承。 錘 盤錘架的作用，主要是通過(guò)錘盤與銷軸將主軸與錘子連接起來(lái)。它要承受大塊物料落到轉(zhuǎn)子上的沖擊載荷，但是不直接應(yīng)用于破碎過(guò)程,因此耐磨性、強(qiáng)度和剛度的要求不是特別的高，因此材料選取ZG270500。 空氣密封圈密封裝置的基本功用是阻止或限制氣體、液體、離子體和破末固體的泄露。Pro /ENGINEER是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)軟件，它集零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開(kāi)發(fā)、數(shù)控加工、鈑金設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、電路布線、裝配管路設(shè)計(jì)等功能模塊和專有模塊于一體，可以實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)(Design For Manufacturing，DFM)、面向裝配的設(shè)計(jì)(Design For Assembly，DFA)、逆向設(shè)計(jì)(Inverse Design，ID)、并行工程(Concurrent Engineering，CE)等先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和模式。* 單一數(shù)據(jù)庫(kù) Pro/ENGINEER是建立在單一數(shù)據(jù)庫(kù)上的，即工程的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使多個(gè)獨(dú)立用戶可以同時(shí)處理同一個(gè)產(chǎn)品的造型。* 靈活的草繪和骨架：柔性特征可以很容易地對(duì)復(fù)雜的幾何體進(jìn)行有效更改。* 制造：高速加工的改進(jìn)功能。模型的幾何尺寸通過(guò)二維零件圖獲得。、（一）（二）（三）殼體上幾個(gè)零件：門、門栓、門把、襯板（一）模型建立過(guò)程中主要用到了拉伸實(shí)體、拉伸去除材料、掃描——伸出項(xiàng)（門把圓柱體）、螺旋掃描——切口（螺紋）、旋轉(zhuǎn)、陣列、鏡像的等命令。然而，對(duì)于大多數(shù)工程實(shí)際問(wèn)題，由于幾何形狀的不規(guī)則，材料的非線形和不均勻性，邊界條件、初始條件的不健全等，其解題能力非常有限，而有限單元法則是將各種復(fù)雜問(wèn)題，簡(jiǎn)化為一種典型模型，應(yīng)用現(xiàn)成算法，總是可以得到節(jié)點(diǎn)處需求未知量的近似值。（4）整個(gè)計(jì)算過(guò)程是通過(guò)編制好的程序在電子計(jì)算機(jī)上自動(dòng)運(yùn)行，具有極大的通用性、在程序功能范圍那，只要改變輸入的數(shù)據(jù)，就可以求解不同的實(shí)際問(wèn)題，這種解法完全改變了解析方法中針對(duì)一種實(shí)際問(wèn)題尋找一種解法的局限性。 靜力分析靜力分析簡(jiǎn)介：靜力是產(chǎn)品家族中7種結(jié)構(gòu)分析之一，主要用來(lái)分析由于穩(wěn)態(tài)外載荷所引起的系統(tǒng)或零部件的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和作用力，很適合求解慣性及阻尼的時(shí)間相關(guān)作用對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響并不顯著的問(wèn)題，其中穩(wěn)態(tài)載荷主要包括外部施加的力和壓力、穩(wěn)態(tài)的慣性力，如重力和旋轉(zhuǎn)速度、施加位移、溫度和熱量。由于錘頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不滿足對(duì)應(yīng)網(wǎng)格時(shí)其體積必須為六面體，相對(duì)應(yīng)邊的線段單元數(shù)目一定要設(shè)定相等。此時(shí)三種不同材料的最大Von Mises應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)屈服極限,材料的屈服極限分別是=450MPa、=355MPa、=370MPa, 、,則安全系數(shù)分別為=、=、=，經(jīng)過(guò)對(duì)比可知三種材料均滿足安全要求，第一種材料的安全系數(shù)更大，安全可靠性更好。（ZGMn13）變形等直線圖（45）變形等直線圖（4）承載區(qū)及其附近區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變的討論為了研究問(wèn)題的細(xì)致化，現(xiàn)對(duì)等效應(yīng)力圖中錘頭一側(cè)面和銷軸孔處上方取部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力與應(yīng)變的研究。由圖可知三種材料的最大應(yīng)力值分別為109MPa、110MPa、, 材料的屈服極限分別是=450MPa、=355MPa、=370MPa,可見(jiàn)錘頭應(yīng)力均在其屈服極限的許用范圍之內(nèi)。通過(guò)對(duì)比以上三圖可以看出三種材料再同一節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力曲線相似，最大應(yīng)力值都發(fā)生在在銷軸與銷軸孔接觸的上邊緣，最小應(yīng)力值發(fā)生的地方與前面相同，只是其應(yīng)力值不同而已。9結(jié)論本設(shè)計(jì)是在查閱大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)熟料破碎機(jī)工作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。從選題，到課題的具體實(shí)施，老師都給予了無(wú)私的幫助和教誨，每一個(gè)細(xì)節(jié)都傾注了其大量心血。最后，感謝我的家人和朋友在我的求學(xué)生涯中給予的始終如一的支持和鼓勵(lì)！參考文獻(xiàn)[1] 郎寶賢，[M].北京: 冶金工業(yè)出版社,2008[2] 董金波，[J].煤礦機(jī)械，2005，6：137138[3] [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,1997[4] 劉建濤,趙紅霞. 水泥生產(chǎn)破碎過(guò)程設(shè)備[M] .武漢理工大學(xué)出版社,2005. 160[5] 鄭祿慶,彭心敬,[J].中國(guó)建材裝備，1990，1[6] [J].中國(guó)建材裝備，1990，4[7] 李春勝，[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007[8] [J]. 硫磷設(shè)計(jì)與破體工程,2001,4(6):1417[9] 鄭水林．超細(xì)粉碎原理、工藝設(shè)備及原理[M]．北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社，2002[10] ,1992(5)[11] [M].北京：[12] 黃新平，李霞等．水泥熟料破碎機(jī)生產(chǎn)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．機(jī)械工程師，2005，3：1213[13] [M].[14] 廖正光．錘式破碎機(jī)的分類及其基本參數(shù)的確定[J]．水泥技術(shù)，1990，4：613[15] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003，6[16] 任小中，陳新建，蘇建新．錘式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子主要技術(shù)參數(shù)的確定[J]．煤礦機(jī)械，2008，29(2)[17] 郎寶賢，郎世平．國(guó)內(nèi)外破碎機(jī)的差距與發(fā)展趨勢(shì)[J]．礦山機(jī)械，2004，09[18] [J].中國(guó)設(shè)備工程，2002，10：24[19] 高瀾慶，王文霞，馬飛．破碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]．冶金設(shè)備，2001年04期：1518[20] ，1983（5）外文資料New Development of the Advanced Manufacturing TechnologyThe new development manufacturing industry of the advanced manufacturing technology is the modern national economy and important pillar of the overall national strength, its total output value generally accounts for a 20%5% of national gross domestic product. In a national enterprise productivity position, the function of the manufacturing technology generally accounts for about 60%. The expert thinks, the petition of each national economy in the world, is mainly a petition of the manufacturing technology. Its petitive power reflects on the occupation rate of market of the products produced finally. With the highspeed development and customer39。值此論文完成之際，謹(jǐn)向兩位老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意！感謝四年來(lái)，所有我的任課老師和輔導(dǎo)員老師。本文基于有限元理論，利用ANSYS的強(qiáng)大分析功能完成了關(guān)鍵零件的有限元分析工作。材料為高錳鋼鑄件（ZGMn13）安全系數(shù)更高。由位移圖中看出，套筒中部節(jié)點(diǎn)位移最大值與最小值之差。綜上所述，在不考慮應(yīng)力集中區(qū)域時(shí)，其應(yīng)力應(yīng)變值在局部波動(dòng)的情況下總體呈類正弦規(guī)律變化。由變形云圖可以看出最大位移發(fā)生在錘頭頂部，最小位移發(fā)生在約束端處。模型共有單元數(shù)51148，節(jié)點(diǎn)數(shù)10029。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)不同材料的錘頭進(jìn)行非線性分析，根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果，在保證其使用性能條件下選擇合適的材料。近年來(lái)，有限單元法在機(jī)械的強(qiáng)度分析方面發(fā)揮了很大的作用，解決了許多實(shí)際課題，例如：滑塊式萬(wàn)向接軸強(qiáng)度問(wèn)題的計(jì)算，軋機(jī)機(jī)架的剛度和強(qiáng)度的平面、VC軋輥、轉(zhuǎn)爐托圈、連續(xù)鑄鋼機(jī)的鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)、拉矯機(jī)構(gòu)件等的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等的計(jì)算，為設(shè)計(jì)和