顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)礦山機(jī)械的要求也日益提高。其中，顎式破碎機(jī)是一種較為常用的破碎設(shè)備，在其它工程領(lǐng)域中應(yīng)用也十分廣泛，主要承擔(dān)礦山、冶金、化工、建材等行業(yè)的破碎任務(wù)。但是，目前基本上都存在著結(jié)構(gòu)尺寸較大，破碎效率較低，磨損嚴(yán)重、能耗高等問(wèn)題。因此改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)水平、研制高效節(jié)能的顎式破碎機(jī)，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低能耗等要求具有重要的意義。
　　 本文以顎式破碎機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，第一次提出對(duì)曲柄的質(zhì)量

2、及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行分析計(jì)算;在此基礎(chǔ)上，利用MATLAB軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真及其結(jié)果對(duì)比;最后對(duì)顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本論文研究的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)根據(jù)顎式破碎機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)，提出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相關(guān)的設(shè)計(jì)概念和計(jì)算方法，并對(duì)其進(jìn)行了比較分析，其中包括飛輪、主軸、偏心裝置、連桿及肘板的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。以兩種假設(shè)為基礎(chǔ)對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行分析、比較和

3、計(jì)算。
　　 (2)基于MATLAB/SimMechanics仿真平臺(tái)，以每種假設(shè)情況對(duì)應(yīng)的各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及仿真，從而得到轉(zhuǎn)動(dòng)副處的角位移、角速度和角加速度的運(yùn)動(dòng)曲線，并對(duì)兩種情況的仿真結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，為機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 (3)在MATLAB/Simulink工具箱中，根據(jù)兩種假設(shè)情況的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析所得到的數(shù)據(jù)，分別對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模及仿真，從而得到機(jī)構(gòu)各個(gè)

4、轉(zhuǎn)動(dòng)副處所受的約束反力及轉(zhuǎn)動(dòng)副A處的平衡力矩的曲線圖，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，以第一種假設(shè)數(shù)據(jù)分析時(shí)機(jī)構(gòu)各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的受力及平衡力矩值較小，為顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了根據(jù)和參考。
　　 (4)在MATLAB優(yōu)化工具箱中，以生產(chǎn)能力最大為目標(biāo)函數(shù)，以第一種假設(shè)分析得到的各個(gè)桿長(zhǎng)、動(dòng)顎最低點(diǎn)處的嚙角和排料口的寬度為設(shè)計(jì)變量，建立設(shè)計(jì)變量與生產(chǎn)能力之間的關(guān)系式。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法得到生產(chǎn)能力最大時(shí)機(jī)構(gòu)尺寸的最優(yōu)值，對(duì)優(yōu)化前后