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1、第53卷第9期農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程2015年9月Vol．53No．9AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程September2012015年5doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．09．012基于ANSYS粉碎機(jī)齒爪磨損的計(jì)算機(jī)分析及仿真122222房澤鑫，張宗超，張進(jìn)凱，賈振超，慈文亮，陳寧（1．255000山東省淄博市淄博市自主擇業(yè)軍隊(duì)轉(zhuǎn)業(yè)干部管理辦公室；2．250100山東省濟(jì)南市山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院）［摘要］針對(duì)不銹鋼齒爪粉碎機(jī)的齒爪磨損過(guò)快、影響設(shè)備使用壽
2、命和物料粉碎效果的問(wèn)題，研究了齒爪磨損機(jī)理；并基于ANSYSWorkbench仿真分析了齒爪的應(yīng)力－應(yīng)變及疲勞壽命。分析結(jié)果表明，齒爪失效的主要原因是周期性載荷作用導(dǎo)致的塑性變形和疲勞剝落。［關(guān)鍵詞］齒爪；粉碎機(jī)；磨損；仿真［中圖分類號(hào)］U463［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A［文章編號(hào)］1673-3142(2015)09-0048-04ComputerAnalysisandSimulationofClawWearMechanismofClawCrusherBasedonANSYSFangZexin1，ZhangZongchao2，ZhangJinkai2，JiaZhen
3、chao2，CiWenliang2，ChenNing2（1．ZiboManagementOfficeofSelfJob－seekingDemobilizedArmyCadres，ZiboCity，ShandongProvince255000，China；（2．ShandongAcademyofAgriculturalMachinerySciences，JinanCity，ShandongProvince250100，China）［Abstract］Thepresentstudyprobedintoexistingproblemsofthestainless
4、steelclawcrusher，includingequipmentservicelifeandmaterialcrushingefficiencyinfluencedbytoofastclawabrasion，investigatedthemechanismofclawabrasion，andanalyzedthestress－strainbehaviorandfatiguelifeofclaw．Theanalysisresultsdemonstratedthatthemainreasonsforclawlosingefficacywereperiod
5、icloading－inducedplasticdeformationandfatiguespalling．［Keywords］claw；crusher；wear；simulation0引言法研究沖擊磨損的機(jī)理會(huì)有一定難度，無(wú)法得到粉碎過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)，所以對(duì)沖擊磨料磨損機(jī)理齒爪粉碎機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、產(chǎn)品粒度細(xì)、物料適的研究一直停留在“磨損后”及經(jīng)驗(yàn)公式階段。應(yīng)性廣的特點(diǎn)，能滿足農(nóng)產(chǎn)品、化工、礦物質(zhì)粉碎本文以山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院研制的需求，尤其對(duì)不銹鋼齒爪粉碎機(jī)的市場(chǎng)需求一直FS600型不銹鋼粉碎機(jī)為樣機(jī)。齒爪（如圖1（a））很旺盛。材質(zhì)為奧氏體304（0C
6、r18Ni9）不銹鋼。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間工齒爪是參與粉碎的主要部件，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)作磨損后，齒爪工作面被磨禿，如圖1（b）、圖2。踐中存在磨損過(guò)快的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)只對(duì)錘片粉齒爪磨損后，物料由與齒爪正面有效撞擊變［1］碎機(jī)中錘片的軟磨料磨損進(jìn)行試驗(yàn)分析，缺乏成側(cè)面滑擦，整機(jī)粉碎能力下降，同時(shí)增加了物料針對(duì)不銹鋼齒爪粉碎機(jī)的磨損研究。本文采用對(duì)齒爪的切削作用，進(jìn)一步加劇了齒爪的磨損。齒ANSYS軟件，實(shí)現(xiàn)了在虛擬環(huán)境下對(duì)粉碎過(guò)程的爪間的磨損量不同，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子盤動(dòng)不平衡量增加，研究和數(shù)字仿真，并與實(shí)際生產(chǎn)磨損狀況比較，從引發(fā)整機(jī)振動(dòng)，影響機(jī)器性能，甚至?xí)l(fā)生危險(xiǎn)。而驗(yàn)證了分
7、析的結(jié)果。分析研究軟磨料對(duì)金屬材料的磨損，對(duì)提高相關(guān)設(shè)備性能及產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材等具有較高的參考價(jià)值。1齒爪的工作特點(diǎn)物料粉碎過(guò)程中，高速旋轉(zhuǎn)的齒爪與物料發(fā)生正面碰撞及側(cè)邊剪切。由于沖擊力作用的時(shí)間很短，且又有大量的能量轉(zhuǎn)化發(fā)生，因此用實(shí)驗(yàn)方（a）（b）圖1正常齒爪截面與磨損后齒爪截面收稿日期：2015－08－21修回日期：2015－08－28Fig．1Generalclaw－sectionandwornclaw－section第53卷第9期房澤鑫等：基于ANSYS粉碎機(jī)齒爪磨損的計(jì)算機(jī)分析及仿真49問(wèn)題。非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題由于在時(shí)間域上所采用的直接積分法的不同而
8、分為顯式和隱式，但是對(duì)于碰撞問(wèn)題，隱式積分法無(wú)法保證計(jì)算的有效收斂
