颚式破碎机受力分析及主要零件强度计算.doc

第四章 受力分析及主要零件强度计算 4.1破碎力的计算 破碎机的破碎力是计算机器各个零件强度和刚度的原始数据。破碎力的大小与很多因素有关，因而确定破碎力的方法也很多，概括起来有以下几种方法： （1）理论计算法：根据破碎矿石所需的破碎功导出破碎力的计算公式，因而计算结果与实际相差较大，故在实践中应用很少。 （2）功耗计算法：根据电动机的安装功率，结合破碎机的结构特点，导出破碎力的计算公式。 （3）实验分析法：根据实验数据导出的公式来计算破碎力。 目前，国内是采用实验分析法来确定颚式破碎机的破碎力。根据对复摆颚式破碎机的固定颚和动颚的实际受力测定，在破碎机动颚上所产生的破碎力系与矿块纵断面面积成正比。因此，作用在动颚上的最大破碎力可以按下式计算： （式4—1） 式中：q——衬板单位面积上的平均压力，其值可取公斤/厘米； L、H——破碎腔的长度和高度。 则 （式4—2） 当计算破碎机零件强度时，考虑冲击载荷的影响，应将增大50%，故破碎机的计算破碎力为： （式4—3） 4.2 受力分析 计算颚式破碎机各个零件的强度和刚度以前，必须先求得作用在各个部件上的外力。计算破碎力是确定这些外力的原始数据。根据力利用图解法即可求得各个部件上的计算载荷。 机构运动简图受力分析，如下图所示 图 4—1 由三角几何关系可得： ； ； 。 4.3 主要零件强度计算 颚式破碎机的主要零件有：偏心轴、动颚、推力板、动颚的拉杆弹簧、轴承、机架以及飞轮等。 4.3.1 偏心轴强度计算 鉴于皮带拉力，飞轮与皮带轮的重量相对破碎力在偏心轴的分力来说其值甚小，为了方便起见可略去不计，这样，偏心轴的受力、扭矩、弯矩及当量弯矩就可按照图所示进行分析计算。 图 4—2 ①求支承的反作用力 ； （式4—4） ②求弯矩 ； （式4—5） ③求扭矩 （式4—6） ④当量弯矩 = = =61887.729（N·m）； （式4—7） 校核轴径 d = = =120.4mm130mm； （式4—8） ⑤求许用弯曲应力 ； （式4—9） 式中为弯曲疲劳极限，材质为40Gr，经高频淬火加调质处理后其=1100MPa n—安全系数 取n=1.8 —表面质量系数 取β=0.9×1.8=1.62 b—受弯矩作用时的绝对尺寸系数，查表得=0.54 K—受弯矩作用时的有效应力集中系数，查表得=1.69 所以有 ； （式4—10） ⑥求断面系数W （式4—11） ⑦危险截面的弯矩应力 （式4—12） 即 []=316.33（MPa） （式4—13） 故由上可得偏心轴的设计符合强度要求。 4.3.2 动颚强度计算 1).动颚的强度计算 1.受力分析 根据 Pjs=1375 kN Ps=1419 kN Pk=1031 kN 求得: ； （式4—14） ； （式4—15） ； （式4—16） ； （式4—17） 所以，最大弯矩 ； （式4—18） 最大剪力 。 （式4—19） 2.动颚危险截面的判定 由动颚的结构及机构受力图，D－D截面为最大破碎力作用点所在面，故该面需要进行校核 3. 动颚截面的几何参数 图 4—4 动颚在图示D—D截面上强度最小，是危险断面，此处进行危险断面校核。 求截面形心位置: ； （式4—20） ； （式4—21） ； （式4—22） ； （式4—23） ； （式4—24） ； （式4—