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颚式破碎机行程特征值的仿真研究
发布时间：2013-09-28 19:07 来源：未知
0、引言
破碎机是矿山生产、建设用料加工以及道路工程施工的主要设备之一，这些领域中的绝大多数物料都离不开破碎机的破碎。那么设计一台效率高、物料粒度均匀、运动性能合理的破碎机很有必要。
近年来，为了缩短产品的开发周期，降低开发成本，在建造第一台物理样机之前通常采用计算机技术建立机械系统模型并进行仿真分析，以图形或其它方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性，根据仿真结果不断修改产品模型最终得到最优设计方案。采用这种技术，在产品的样机设计阶段就能够反映实际产品的特性，包括外观、空间关系以及运动学和动力学特性，并可以模拟真实环境下系统的运动学和动力学特性，证实理论研究的正确性。本文在产品图形用户界面ADAMS/View环境下，建立了双腔颚式破碎机的运动机构模型，并对此机构的运动学特性进行了仿真，双腔颚式破碎机的运动学仿真主要集中在连杆摆动角度以及破碎机两破碎腔进、排料口的水平、垂直行程等。仿真分析使设计人员不必考虑建造样机＆3的安全性，从而在设计时不需过于保守地进行零部件设计。
1、建立ADAMS运动学仿真模型
1.1几何模型的建立
由于ADAMS在进行运动学、动力学运算时，只考虑零件的质心和质量，而对零件的外形不予考虑，因此在模型中精确地描述复杂的零件外形并没有多大的实际意义。为了节省建模时间，并且保证ADAMS的仿真能够顺利进行，在建立模型之前要对实际模型进行必要的简化。本文根据双腔颚式破碎机各部件的实际情况，建立了双腔颚式破碎机的传动机构——曲柄摇杆机构以及左、右两个破碎腔的ADAMS模型，略去了缓冲装置、安全装置以及机架部分的建模，并对它们的几何形状进行了简化，同时尽量保持跟实物相近的几何外观，并且保证各部件的质量、质心位置。
双腔颚式破碎机曲柄摇杆机构包括偏心轴、动颚、左动颚齿板、右动颚齿板、肘板，其中左、右两动颚齿板和左、右两定颚齿板组成左、右两个破碎腔。应用ADAMS软件建立运动学模型，模型的建立可以使用ADAMS自带的几何建模工具箱，应用ADAMS中的连杆模型建立破碎机的曲柄摇杆机构，双腔颚式破碎机的运动模型见图l。图1中，构件l为破碎机偏心轴，构件2为破碎机动颚部件，固接在动颚部件上的左、右构件3和7为左、右两动颚齿板，构件6为破碎机肘板，构件5和9为破碎机左、右两定颚齿板，Nll为破碎机左腔进料口，Mll为破碎机左腔排料口．N21为破碎机右腔进料口，M21为破碎机右腔排料口。构件3和7分别与构件5和9组成双腔颚式破碎机左、右两破碎腔。对破碎机运动学仿真主要就是对Nll、Mll、N21、M21这四个特殊点的运动进行仿真，以分析两破碎腔进、排料口的运动是否通畅，破碎效果是否良好，排料是否顺畅等等。图1中两腔中间4和8为破碎矿石，矿石可以是球体、立方体、多边体等任意不规则的形状�？笫牧峡梢允枪杌已�、青石或花岗岩等。
1.2施加运动副间的约束和驱动
破碎机右腔近料口N21点的水平、垂直位移曲线见图3(a)、(b)，从仿真图上看出N21点的平均最大水
双腔颚式破碎机运动几何模型建立好后，如要对模型进行运动学分析计算，在分析计算之前必须要对模型施加约束，通过施加各种约束可以限制构件之间的某些相对运动，并以此将不同的构件连接起来组成一个机械系统。对模型施加约束后，要想使整个装置运动起来，还要对模型施加驱动。在本模型中使用了4个旋转副，分别为偏心轴和机架、偏心轴和连杆（动颚）、连杆（动颚）和摇杆（肘板）、摇杆（肘板）和机架，其中定颚、肘板基部及偏心轴中心与大地固接；在偏心轴上施加驱动力矩。
2、双腔颚式破碎机进、排料口的水平、垂直行程仿真曲线及特征值分析
破碎机左腔进料口Nll点的水平、垂直位移曲线见图2(a)、(b)，从仿真图上看出Nll点的平均最大水平行程近似为1.2cm，平均最大垂直行程近似为2. 3cm;左腔排料口Mll点的水平、垂直位移曲线见图2(c)、(d)，从仿真图上看出Mll点的平均最大水平行程近似为5cm，平均最大垂直行程近似为4.5cm。平行程近似为2.0cm，平均最大垂直行程近似为3.0cm；右腔排料口M21点的水平、垂直位移曲线见图3(c)、(d)，从仿真图上看出M21点的平均最大水平行程近似为5. 8cm，平均最大垂直行程近似为3.Scm。
破碎机水平行程决定着破碎腔容积的变化，在很大程度上影响了生产效率、破碎比以及能量消耗，因此水平行程是非常关键的参数，这里用s表示水平行
3、结论
从双腔颚式破碎机行程特征值仿真结果看，双腔颚式破碎机左腔与右腔的行程特征值与理论计算值几乎接近，而且无论是左腔还是右腔破碎机行程特征值都几乎控制在1左右，行程特征值从进料口到排料口逐渐减小，这样可使破碎机破碎时排料通畅，防止物料堵塞，减少过粉碎和齿板磨损。因此从行程特征值仿真结果看，该双腔颚式破碎机满足设计要求，运程。同时破碎机垂直行程小，可减少磨损和过粉碎现象，这里用H表示垂直行程。破碎机的行程特征值m=H/S，如果由进料口到排料口破碎机的特征值m逐渐减小，那么破碎机的排料就通畅，无过粉碎现象，破碎效果就好。动特性合理。
