破碎机工作过程中,当动颚摆动到左死点时,产生很大的惯性力矩,该力矩可使动颚与肘板分离而影响破碎机正常运转。为防止这种现象发生,在动颚下端设有拉杆和弹簧拉紧装置,以保证动颚和肘板紧密结合,并能部分地平衡动颚和肘板的惯性力。PE600×900破碎机是我厂这几年在老式机型的基础上,进行消化改进的产品,刚投放市场,用户反映弹簧容易断裂,造成停机,不能正常工作。
弹簧断裂分析
该弹簧材质为60SiMn,热处理硬度HRC45~50,工作压力为27200N,经过分析,材质和热处理都符合要求。现就弹簧的受力情况进行分析。
破碎机工作时,动颚成周期性摆动,动颚带动拉杆作压缩动,当动颚摆动到左死点时,产生更大的惯性力矩,则弹簧产生更大压缩力,用简化方法求惯性力矩M,设惯性力矩顺时针方向为正,动颚对悬挂点O的惯性力矩为M1=Je。动颚摆动到左死点时,由动颚自重产生的重力矩为M2=-Gr。
式中:J-动颚对悬挂点的转动惯量,kg·m2;e-动颚摆动角加速度,1/s2;G-动颚质量;N,G=23200;r-动颚重心的垂线与过悬挂点的垂线之间的距离,m,r=0.178。e为变量值,为简化计算,近似认为它作简谐运动。对式中的转动惯量J,及动颚摆动角加速度e用下式求得近似值J=4267.5kg.m2;e=101/s。动颚对悬挂点O的力矩之和为M=38545N·m,由此求得弹簧更大压缩力为Po=53370N,显然,工作时弹簧所受的更大压缩力超过了弹簧的更大受力27000N,原弹簧尺寸不能满足工作时的要求。
弹簧的改进
得出了弹簧工作时的更大压缩力,可根据一般的计算方法,求得弹簧的尺寸及工作参数。 BR 弹簧的参数选择不当,会影响破碎机的正常工作。因此在设计时应考虑弹簧的受力因素,正确选择结构尺寸及工作参数。通过对拉杆弹簧的受力分析,找出了弹簧断裂的主要原因。此方法也可以用于其它型号破碎机的弹簧受力分析。
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