顎式破碎機(jī)后推力板可視化快速設(shè)計(jì)方案

顎式破碎機(jī)主要用于各種礦石物料的粗、中、細(xì)碎，其主要部件包括偏心軸、推力板、動(dòng)顎、連桿等。由于顎式破碎機(jī)工作環(huán)境十分惡劣，易于被損壞，因此必須要保證其強(qiáng)度剛度及工作可靠性。

目前用有限元分析軟件進(jìn)行CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）分析比較費(fèi)時(shí)，效率較低，并且要求分析人員具有較高的專(zhuān)業(yè)水平。有必要開(kāi)發(fā)一套專(zhuān)用的、效率高的、易學(xué)易用的CAE分析模塊。基于這一思想，本文利用VB對(duì)ANSYS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。應(yīng)用VB軟件編制一個(gè)前臺(tái)開(kāi)發(fā)友好且方便易懂的顎式破碎機(jī)零部件設(shè)計(jì)交互界面，能夠?qū)?fù)雜、難于理解和掌握的ANSYS命令流進(jìn)行后臺(tái)封裝。操作者只需要在可視化界面上輸入分析對(duì)象的尺寸、材料性能和載荷參數(shù)，即可調(diào)用后臺(tái)的ANSYS命令對(duì)其分析計(jì)算，之后以圖形表現(xiàn)其應(yīng)力、應(yīng)變、變形等的結(jié)果返回給用戶(hù)。該系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)要求不高，而且操作簡(jiǎn)單快捷，能提高設(shè)計(jì)效率。

1、顎式破碎機(jī)后推力板載荷分析

以900mm×1200mm簡(jiǎn)擺型顎式破碎機(jī)為例，前推力板、后推力板、連桿、偏心軸等關(guān)鍵零部件之間的聯(lián)接都是銷(xiāo)釘聯(lián)接，受載面都是圓弧面，由材料力學(xué)關(guān)于聯(lián)接類(lèi)零件強(qiáng)度分析原理可知，銷(xiāo)釘軸與孔接觸應(yīng)力分布是一種非均布的壓力載荷。

由于后推力板、連桿、前推力板都是相當(dāng)于二力桿，當(dāng)機(jī)構(gòu)后推力板與水平線15°夾角時(shí)是較危險(xiǎn)情況。由分析力學(xué)計(jì)算得到大力100MPa。后推力板和桿聯(lián)接是銷(xiāo)釘聯(lián)接，受力分布復(fù)雜。

2、后推力板可視化快速設(shè)計(jì)方案

（1）主窗體布置方案

900mm×1200mm簡(jiǎn)擺型顎式破碎機(jī)的主要部件有：前推力板、后推力板、連桿、偏心軸等。要對(duì)上述關(guān)鍵零部件的快速化參數(shù)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析，采用“所見(jiàn)即所得”的設(shè)計(jì)方法，可以方便地實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)。以VisualBasic作為前臺(tái)界面，在主窗體中，實(shí)現(xiàn)顎式破碎機(jī)的關(guān)鍵零部件如偏心軸、推力板、動(dòng)顎、連桿的可視化選擇功能。選擇其中的部件就進(jìn)入該部件的參數(shù)化設(shè)計(jì)界面。

（2）后推力板特征參數(shù)化設(shè)計(jì)界面

以顎式破碎機(jī)的后推力板為例，鼠標(biāo)左鍵單擊的后推力板選項(xiàng)，進(jìn)入后推力板參數(shù)設(shè)計(jì)界面，面板右上角是該零部件的主要尺寸參數(shù)及材料參數(shù)，左部以圖像形式示意出各幾何參數(shù)的含義，使用者看后一目了然。在右下角布置有各功能選擇按鈕，當(dāng)所有參數(shù)輸入后，單擊“確定參數(shù)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析”按鈕，則VB調(diào)用ANSYS在后臺(tái)對(duì)后推力板部件進(jìn)行強(qiáng)度分析計(jì)算。

3、后推力板快速化設(shè)計(jì)

（1）輸入原始數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度分析

按要求輸入后推力板的幾何參數(shù)及材料參數(shù)，調(diào)用ANSYS在后臺(tái)做強(qiáng)度分析，用命令流輸入該零部件的約束條件及所受外力后，ANSYS自動(dòng)求解，求解結(jié)束給出運(yùn)行結(jié)束提示，將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存在后處理模塊中，界面自動(dòng)消失。用戶(hù)單擊“查看計(jì)算結(jié)果”按鈕，用命令流方式可以查看應(yīng)力、應(yīng)變等輸出信息。

（2）快速優(yōu)化設(shè)計(jì)

后推力板在承受F壓力作用時(shí)，后推板具有足夠的強(qiáng)度裕量，適當(dāng)縮小板的寬度以節(jié)省材料，可以對(duì)其進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，適當(dāng)修改板的寬度值，可以改善應(yīng)力分布結(jié)果，減小主要尺寸，其他尺寸參數(shù)做微小調(diào)整參數(shù)，點(diǎn)擊“確定參數(shù)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析”按鈕，當(dāng)ANSYS給出計(jì)算結(jié)束信息提示時(shí)，單擊“查看計(jì)算結(jié)果”按鈕，則應(yīng)力分析結(jié)果就快速顯示出來(lái)。改變板的寬度，能有效地改善后推力板的應(yīng)力分布狀態(tài)。充分發(fā)揮材料的作用，達(dá)到優(yōu)化的目的。

900mm×1200mm擺動(dòng)顎式破碎關(guān)鍵零部件的快速化設(shè)計(jì)模塊，工程技術(shù)人員只要對(duì)顎式破碎機(jī)的工況及如何正確使用顎式破碎機(jī)有所了解，在不必熟悉VB和ANSYS的情況下，就可以應(yīng)用該模塊對(duì)顎式破碎機(jī)關(guān)鍵零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。以后推力板的參數(shù)化快速設(shè)計(jì)為例，改變?nèi)我鈪?shù)，就可以調(diào)用ANSYS做強(qiáng)度分析，不用重新建模，實(shí)現(xiàn)快速化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該快速化設(shè)計(jì)的可行性。