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雙齒輥破碎機(jī)是一種高效的破碎設(shè)備，廣泛應(yīng)用于煤炭、化工等行業(yè)的破碎作業(yè)。輥齒是其主要的工作部件，直接與物料接觸。因此，輥齒設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到破碎機(jī)的生產(chǎn)效率和使用壽命。在破碎過(guò)程中，不可避免地會(huì)遇到鐵塊等堅(jiān)硬難碎物料，導(dǎo)致卡轉(zhuǎn)，對(duì)輥齒帶來(lái)很大的沖擊。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮這種因素，使設(shè)備安全可靠。但是，現(xiàn)在還缺乏可行的計(jì)算方法，更多的要依賴(lài)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。本研究主要利用有限元分析法來(lái)模擬卡轉(zhuǎn)過(guò)程，力圖提供一種較為有效的強(qiáng)度分析方法。
破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)P660，入料尺寸300，出料尺寸60，輥速10~ 50，電機(jī)功率2X15，破碎強(qiáng)度120。本研究所取的工況為，破碎機(jī)在正常工作時(shí)，突然有鐵塊等堅(jiān)硬異物落入輥齒間造成卡轉(zhuǎn)，異物夾持在兩齒輥3個(gè)交錯(cuò)排列的輥齒尖上，其中一個(gè)齒輥上只有一個(gè)齒受力，此時(shí)該齒輥及與其相連旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的沖擊完全作用在一個(gè)輥齒上。圖為破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，計(jì)算時(shí)破碎輥、聯(lián)軸節(jié)、減速器、電機(jī)均取一個(gè)。為了計(jì)算方便，對(duì)模型作了簡(jiǎn)化，該型號(hào)破碎機(jī)破碎輥采用齒盤(pán)結(jié)構(gòu)，共5個(gè)齒盤(pán)，取1個(gè)齒盤(pán)作為研究對(duì)象，其他齒盤(pán)及旋轉(zhuǎn)部件以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量單元的形式施加到齒盤(pán)上，計(jì)算模型如圖所示。齒盤(pán)轉(zhuǎn)速為50r/min，其角速度5.23rad/s�？ㄨF約束其3個(gè)平移自由度。
由后處理中的動(dòng)態(tài)演示過(guò)程可以看到，當(dāng)輥齒與鐵塊碰撞時(shí)，齒輥突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)力值迅速上升到一個(gè)尖峰之后回落。齒輥應(yīng)力較大的地方集中在齒尖部分，最大Mise應(yīng)力值達(dá)782MPa，超過(guò)了材料的屈服極限，其他位置的應(yīng)力值在150MPa以下，低于材料的屈服極限。由圖可知，齒尖局部區(qū)域的等效塑性應(yīng)令PEEO>0，可以認(rèn)為，在卡鐵時(shí)，輥齒不可能被折斷，只是在齒尖部分可能會(huì)發(fā)生由接觸壓力引起的塑性變形。在破碎機(jī)的正常工作中，輥齒的失效形式主要是磨損。
由于該型破碎機(jī)輥齒失效形式主要為磨損，所以可以通過(guò)在輥齒表面鑲嵌或堆焊耐磨材料等方法來(lái)提高輥齒的使用壽命。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用驗(yàn)證，該方法是可行的，可為齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供參考。
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