基于虛擬制造的顎式破碎機機架成形分析及研究.pdf

1、顎式破碎機的機架占整機重量的比例很大，其中鑄造機架占50％，焊接機架占30％。在當前，國內顎式破碎機大都采用鑄造機架，而國外大都采用焊接機架，甚至動顎也采用焊接結構。焊接和鑄造過程中，材料都經(jīng)歷了復雜的物理化學作用，涉及高溫、傳熱、冶金、力學等方面，產(chǎn)生很大的熱應力和殘余應力，可能使構件產(chǎn)生裂紋和變形，直接影響了構件的尺寸精度及力學性能，而且有可能導致構件的報廢。對焊接和鑄造過程進行模擬可以為優(yōu)化工藝、提高尺寸精度和使用壽命提供科學的參

2、考依據(jù)，具有很大的意義。本研究主要內容包括：
　　⑴破碎機機架焊接過程的模擬。運用有限元軟件ABAQUS，進行了劃分網(wǎng)格和分配材料，采用內生熱的方式模擬焊接過程，利用生死單元法模擬焊接材料的添加，施加了必要的邊界條件，編寫了熱源模型及其移動方式的Fortran語言子程序，運用順序耦合算法計算模型的溫度場和應力場。所建模型獲得了焊接過程中破碎機機架的瞬態(tài)溫度場、應力場和殘余應力場，模擬表明焊件的應力主要集中在焊縫及其附近的區(qū)域，應力

3、最大幅值超過了500MPa，離焊縫越遠，應力越小。對破碎機機架進行預熱后，殘余應力降低至454MPa，減小了13.5％，經(jīng)過焊后熱處理，殘余應力降低至292MPa，減小了44.4％，與實際較為相符。
　?、破扑闄C機架鑄造過程的模擬。通過對模型進行適當?shù)募僭O，運用有限元軟件ProCAST，設計了顎式破碎機機架的澆注系統(tǒng)，在PreCAST中完成了模型的網(wǎng)格劃分和材料分配，定義了熱傳導和應力計算的邊界條件，賦予了合理的運行參數(shù)，最終完成

4、了顎式破碎機機架的鑄造模型的建立。所建模型獲得了鑄造過程中的瞬態(tài)溫度場、應力場分布及金屬液流動行為等。模擬結果表明:澆注過程平穩(wěn)，金屬液的液面緩慢上升，澆注6.7s后充滿整個型腔，此過程無明顯的飛濺和卷入空氣現(xiàn)象，隨著冷卻過程的進行，外加的明冒口液面下降，補充了機架在凝固過程中的收縮，較好的完成了充型過程;通過對比機架在x、y、z方向的應力，說明內應力主要是由于冷卻收縮受到鑄型的機械阻礙而產(chǎn)生的，較大的應力集中出現(xiàn)在機架的拐角處及其與冒