基于虛擬制造的顎式破碎機(jī)機(jī)架成形分析及研究.pdf

1、顎式破碎機(jī)的機(jī)架占整機(jī)重量的比例很大，其中鑄造機(jī)架占50％，焊接機(jī)架占30％。在當(dāng)前，國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)大都采用鑄造機(jī)架，而國(guó)外大都采用焊接機(jī)架，甚至動(dòng)顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。焊接和鑄造過(guò)程中，材料都經(jīng)歷了復(fù)雜的物理化學(xué)作用，涉及高溫、傳熱、冶金、力學(xué)等方面，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力，可能使構(gòu)件產(chǎn)生裂紋和變形，直接影響了構(gòu)件的尺寸精度及力學(xué)性能，而且有可能導(dǎo)致構(gòu)件的報(bào)廢。對(duì)焊接和鑄造過(guò)程進(jìn)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(xué)的參

2、考依據(jù)，具有很大的意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴破碎機(jī)機(jī)架焊接過(guò)程的模擬。運(yùn)用有限元軟件ABAQUS，進(jìn)行了劃分網(wǎng)格和分配材料，采用內(nèi)生熱的方式模擬焊接過(guò)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(dòng)方式的Fortran語(yǔ)言子程序，運(yùn)用順序耦合算法計(jì)算模型的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。所建模型獲得了焊接過(guò)程中破碎機(jī)機(jī)架的瞬態(tài)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和殘余應(yīng)力場(chǎng)，模擬表明焊件的應(yīng)力主要集中在焊縫及其附近的區(qū)域，應(yīng)力

3、最大幅值超過(guò)了500MPa，離焊縫越遠(yuǎn)，應(yīng)力越小。對(duì)破碎機(jī)機(jī)架進(jìn)行預(yù)熱后，殘余應(yīng)力降低至454MPa，減小了13.5％，經(jīng)過(guò)焊后熱處理，殘余應(yīng)力降低至292MPa，減小了44.4％，與實(shí)際較為相符。
　?、破扑闄C(jī)機(jī)架鑄造過(guò)程的模擬。通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，運(yùn)用有限元軟件ProCAST，設(shè)計(jì)了顎式破碎機(jī)機(jī)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(dǎo)和應(yīng)力計(jì)算的邊界條件，賦予了合理的運(yùn)行參數(shù)，最終完成

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