Као главна компонента преноса, главна осовина дробилице-конкретно, њена расподела напрезања-директно утиче на радни век опреме и радну стабилност. Овај рад истражује обрасце расподеле напона главног вратила дробилице кроз комбиновани приступ који укључује теоријску анализу, нумеричку симулацију и експерименталну верификацију, чиме се обезбеђује референтна основа за оптимизацију дизајна и процену безбедности.
1. Теоријске основе за расподелу напона на главном вратилу
Током рада, главна осовина је изложена сложеним оптерећењима, укључујући торзионе силе, силе савијања и ударне силе. Према принципима механике материјала, на расподелу напона првенствено утичу следећи фактори:
(1) Својства материјала: Модул еластичности, Поиссонов однос и граница течења одређују отпор главне осовине на деформацију.
(2) Геометријска структура: Карактеристике као што су варијације у пречнику осовине, отвора за клинове и увојци прелаза могу довести до локализованих концентрација напона.
(3) Карактеристике оптерећења: Периодична ударна оптерећења могу изазвати наизменична напрезања, чиме се убрзавају оштећења од замора.
2. Методологија нумеричке симулације
Софтвер за анализу коначних елемената (ФЕА) је коришћен за конструисање 3Д модела главног окна; гранични услови су успостављени уз пажљиво разматрање стварних услова рада:
(1) Ограничења: Фиксна ограничења су примењена на локацијама носача лежајева.
(2) Примена оптерећења: Називни обртни момент је примењен на крају погона, док је еквивалентна сила реакције при дробљењу примењена на крају коморе за дробљење.
(3) Генерисање мреже: Локално пречишћавање мреже је примењено на областима подложним концентрацији напона да би се обезбедила тачност прорачуна.
Резултати симулације су открили да се максимално напрезање јавља у корену клина и на прелазу између рамена вратила и тела вратила; величина овог напона може достићи 60% до 70% границе течења материјала.
3. Шема експерименталне верификације
Да би се потврдила поузданост резултата симулације, дизајнирана је следећа експериментална процедура:
(1) Постављање мерача напрезања: Триаксијалне розете деформације су причвршћене на кључне локације на површини главног окна.
(2) Испитивање оптерећења: Сензор обртног момента је коришћен за праћење стварног радног момента, одржавајући грешку мерења унутар ±5%.
(3) Прикупљање података: Динамички деформациони мерач је коришћен за снимање криве варијације напона при различитим брзинама ротације.
Поређење експерименталних података са резултатима симулације показало је да је разлика у областима концентрације напона мања од 8%, чиме је потврђена тачност модела.
4. Мере оптимизације стреса
На основу налаза истраживања, предложене су следеће шеме побољшања:
(1) Оптимизација структуре: Замените десни-угаони раме вратила са заобљеним угаоним прелазом, са радијусом не мањим од 20% пречника осовине.
(2) Побољшање процеса: Нанесите глачање ваљком на дно отвора за кључеве да бисте повећали заостали притисак на површину.
(3) Надоградња материјала: Изаберите легирани челик високе{1}}чврстоће са граном течења већом од 800 МПа.
Тестирање након{0}}увођења показало је да је максимална вредност напрезања смањена за приближно 15%, а процењени век трајања замора повећан за 30%.
5. Препоруке за одржавање
Да би се продужио век трајања главног вратила, препоручују се следеће мере:
(1) Периодични преглед: Спроведите испитивање магнетним честицама сваких 2000 сати рада.
(2) Управљање подмазивањем: Одржавајте правилно подмазивање кућишта лежаја како бисте минимизирали додатна напрезања савијања.
(3) Праћење оптерећења: Инсталирајте систем за праћење вибрација на мрежи да бисте благовремено открили абнормална оптерећења.
Закључак:
Ова студија је систематски анализирала карактеристике расподеле напона главног вратила дробилице. Комбиновањем нумеричке симулације са експерименталном валидацијом, јасно су идентификоване зоне критичне концентрације напона. Предложене шеме оптимизације ефективно побољшавају стање расподеле напона и пружају техничку референцу за побољшање дизајна сличне опреме. Будућа истраживања би могла даље да истраже ефекте спреге између температурног поља и поља напона.
