反擊式破碎機反擊板工作過程中的應力分析

作者:紅星機器 發布時間:2015-09-15 13:35:03

反擊式破碎機工作過程主要通過高速旋轉的轉子對物料進行沖擊破碎,受沖擊的物料被賦予能量,在其他物料與反擊板之間相互碰撞破碎。在破碎機工作過程中,反擊板不斷受到物料的沖擊,作用在反擊板每個瞬間的載荷不等,加上反擊板體的形狀復雜,在實際設計中無法計算反擊板各處的受力情況。下面本文針對國內反擊式破碎機工作過程中物料與反擊板的碰撞的過程進行動能學研究,對反擊板受力的變化和物料與反擊板碰撞前后的運動情況進行分析。

反擊式破碎機

一、反擊板應力分析

由于石塊與反擊板發生碰撞的時間很短,在計算時定義石塊與反擊板接觸瞬間為0時刻,并設定截止時間為2ms。石塊與反擊板碰撞過程中,反擊板受到的平等效應力變化,石塊與反擊板碰撞0.40059ms時其等效應力達到極值。所以選取該時刻的應力云圖可以用來校核反擊板的強度是否滿足要求。出現較大應力的部位在反擊板基體上,較大應力值為767MPa,小于反擊板基體材料的失效應力,所以可初步判斷其強度滿足設計要求。

另外針對應力較大的區域進行應力變化過程進行分析,分析得出反擊板基體兩端的頂點,其應力情況決定反擊板的工作性能。較大應力偏大的地方,說明應力集中比較嚴重,在反復的碰撞過程中,會降低反擊板的疲勞強度。所以應該對此處進行優化,比如增大圓角或是在設計時增加此處的厚度以減少應力集中。

以上主要對反擊板基體的應力進行分析,下面研究反擊襯板在碰撞過程的受力情況。其受力較大的地方就是與巖石碰撞的位置,并且應力小于200MPa,說明反擊襯板的強度滿足破碎過程的要求。

通過對碰撞過程中反擊板各部位受力進行分析,可以得出,在石塊沖擊反擊板時,主要承受沖擊力的部位為反擊板的基體。所以在設計時反擊板基體強度必須達到設計要求,并且應盡量地避免應力集中,以提高反擊板的使用壽命。在實際生產過程中,耐磨襯板與石塊發生直接碰撞,磨損嚴重,需定期更換。在更換襯板的同時,應對反擊板基體應力較大危險點進行檢査,一旦出問題,應及時修復或更換,防止反擊板基體因疲勞失效造成事故。

二、碰撞過程中石塊的運動

另外對石塊碰撞前后的飛行速度進行分析,初步分析其速度為零的時問為0.4ms左右,這也是反擊板受到較大平等效應力的時間。在此之后石塊以較高的速度被反彈回去,其動能損失僅為20%,即在碰撞過程中石塊只有少部分的動能轉化為了破碎能,而被反彈回去的石塊會與后續的石塊發生高速碰撞,達到更好的破碎效果。

反擊式破碎機

對碰撞過程中石塊的運動情況進行分析,說明了反擊式破碎機中物料的破碎形式主要是靠物料之間的相互碰撞與摩擦。而轉子與反擊板雖然對物料有破碎效果,但是其主要作用是為物料的破碎提供動能與破碎路徑。

經以上對物料破碎過程的分析,在設計破碎機時,應當重點考慮如何延長物料的反擊路徑與提高物料之間的碰撞效果。并且在實際生產過程中,合理的給料速度(單位時間進入破碎機入料口的石塊質量)也是影響破碎機生產效率的重要因素。如果給料速度過低,同一時刻破碎腔中的石塊過少,會降低石塊間的碰撞機會,影響破碎效率。但如果給料速度過快,破碎腔內的物料過多,影響石塊間的碰撞效果,所以在實際生產中應根據轉子的轉速和破碎腔的大小確定破碎機給料設備的給料速度,以提高破碎機的生產效率。

本文首先分析了反擊板在碰撞過程中的應力變化情況,為反擊板結構的設計與優化提供依據。并對實際生產過程中反擊板的檢修和維護有一定的指導作用。其次又對碰撞過程中石塊的運動情況進行分析,證明了在破碎過程中,石塊之間的自由沖擊破碎為破碎過程的主導,并指出合理的給料速度對破碎機生產效率有很大影響。