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基于仿真的反击式破碎机反击板形状的设计与分析
作者:管理员    发布于:2016-06-14 08:44:24    文字:【】【】【

  反击式破碎机属于连续式非机械力破碎机械。

  它主要是利用高速回转的锤头冲击料块,使其沿薄弱部分(例如层理、节理等)发生选择性破碎。受到冲击的料块以高速冲向反击板,或与后续进入的料块之间相互撞击而形成二次破碎。上述过程反复进行,直至获得合格粒度的产品w.由于反击式破碎机是将打击、反击、离心冲击、剪切、研磨等破碎原理有机地结合在一起,使得其能量和破碎腔的空间得到充分有效的利用。因此,耐磨锤头具有破碎比大、产品颗粒好、能耗较低、出料细而均匀、易损零件少、维护保养方便等优点。由于产品针片状少,粒度连续且粉末少,因此反击式破碎机常用作对骨料要求较高的高速公路等水泥混凝土路面的终级破碎,也可用于建材、化工、矿山、冶金工业的细碎作业,是实现“多破少磨”的理想设备。为反击式破碎机的结构示意图。

  图i反击式破碎机的结构示意图我国是从60年代起开始制造反击式破碎机的,随着国民经济的发展,反击式破碎机的应用越来越广泛,市场需求持续增加。与传统的反击式破碎机收稿曰期:2005- 11-09相比,新型的反击式破碎机能破碎抗压强度肝妁慰林设计及及理盟士士falmecic醋翊虚上的硬物板设计上。级反击板采用整体锰钢件,以增加其质量,加大大块物料的破碎效果。第二级反击板尽可能靠后,而且下端排放口接近转子水平线。而第三级反击板用来避免有大块物料未被破碎,保证出料尺寸达到要求。物料受到冲击后,获得较大的能量,以很高的速度飞出,撞向反击板,形成二次冲击破碎。如果反击板的内表面形状设计合理,物料的飞行方向将与反击板表面成近似垂直关系,即为反击板的法线方向,从而大限度地利用物料动能,提高破碎效果。

  2反击板形状的仿真分析物料的冲击破碎是一个极其复杂的瞬态动力学过程,而且岩石的性质非常复杂,冲击碰撞的接触状态又多种多样,这些都给冲击破碎的理论分析带来了很大的困难。大型瞬态动力学分析软件MSC.DYTAN功能强大,从理论上讲几乎可以模拟任何力学过程,而且能够完成对多种参数的计算和输出,如节点与单元的应力、应变、力、位移、速度、加速度、位置坐标等。MSC.DYTAN的输出经过MSC.PATAN进行后处理,可以对各参数以灵活的方式进行显示和输出。故本论文拟采用MSC.DYTAN,利用其强大丰富的功能,对冲击破碎过程进行仿真分析。

  我们选用结构的反击式破碎机来进行仿真试验。为板锤一岩石冲击碰撞系统的有限元模型。左侧长方体为板锤,选用KmTB26(抗磨白口铸铁,又叫高铬铸铁),尺寸为142mmx386mmx1000mm.其旋转线速度是根据旋转角速度(由主轴转速计算得到)和转子半径计算得出的:破碎物料选用中硬岩的花岗岩,其物理性质如150MPa;弹性模量:欲破碎的岩石物料形状复杂,为了便于进行有限元仿真,我们假设一种理想状况为球形。取球形岩石的直径为大进料边长325mm.冲击碰撞前岩石的初速度与锤头的冲击速度相比很小,可以忽略不计,即可将岩石的初始状态看作静止。锤头与物料之间的接触定义为主从表面接触,且锤头为主,物料为从。

  设球的中心横截面上的一条直径为AB,球心设为点0.表示的是板锤的上表面与岩石的中心横截面AB碰撞,将这种位置关系定义为C.岩石向上或向下分别移动一定距离,即可获得板锤与物料之间的其它位置关系。岩石的碰撞点相较于中心横截面直径AB向下或向上的位置分别用L和H来表示,并在后面用数字表示向下或向上移动的距离(mm)。如所示。

  反击板的形状受诸多因素的影响,其中岩石物料的尺寸、形状、冲击速度等因素对其形状的确定起2 1丨有限元模型的建备ademic了疆福ectrnicPublis了重要的作用。因此从这几个方面来倪限元仿限元模型不同位置关系的碰撞有限元模型真试验。

  2.2反击板形状的仿真试验岩石受冲击碰撞后,各个部位的运动轨迹是不同的。进行仿真分析时,将岩石作为质点处理,即将岩石中心点O点的运动轨迹作为整个岩石的轨迹。

  其仿真结果见。X轴和Y轴分别为质点运动过程中X方向和Y方向的位置坐标(m)。取6组不同的位置关系,可得到6条飞行轨迹。如果在各个飞行轨迹上存在反击板,则反击板的法线应与岩石的飞行轨迹平行。由此可得到对应于6组飞行轨迹仿真得到的反击板形状从中可以看到,6条飞行轨迹的截距不同,截距反映了岩石中心点O位置高度的变化。而C325和H40、H60三条曲线的斜率非常接近。这是由于在H40和H60的情况下,虽然岩石和板锤的相对位置与中心碰撞位置C相比分别向下移动了40mm和60mm,但两者发生碰撞时,碰撞点仍是在岩石的左侧中心横截面A点处,因此岩石的飞行轨迹接近于平行。

  2.3不同形状的岩石模型的仿真试验在实际的破碎生产中,需要破碎的岩石物料大小不一,形状各异。用同样的方法对直径220mm的球形岩石和边长220mm的立方岩石进行仿真试验,其对心碰撞的有限元模型如所示。仿真结果见和。

  分。

  24不同冲击速度的岩石模型的仿真试验选用直径325mm的球形岩石模型,改变冲击速度,用同样的方法来进行仿真。在v=25m/s、=50m/s两种速度下进行冲击碰撞的仿真试验结果如0所示。将试验得到的数据和曲线作以比较,并分别与v=36. 6m/s时得到的结果相比较,可以发现岩石飞行轨迹的斜率虽有所不同,但变化幅度很小,对反击板的形状影响不大。因此,在进行反击板形状设计时,如果冲击速度变化不是很大,可以不必考虑冲击速度的影响。

  3结论根据仿真结果可以来设计一种反击板的形状:以中心碰撞c的位置关系为分界,在c轨迹以上,反击板形状可采用一个平面,该平面的法线平行于某条轨迹Li;C轨迹以下,采用另一个平面作为反击板形状,其法线平行于某条轨迹Hi.(i为相对于中心位置C向上或向下移动的距离)。将两个平面平滑连接,即可得到完整的反击板形状。

  不同的冲击速度对反击板的形状影响不是很大,而物料的尺寸和形状对反击板形状的确定起到决定性作用。

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