基于Workbench的颚式破碎机刚体动力学分析

颚式破碎机是常见于矿山开采过程中的碎石机械,它常常用于破碎强度在250MPa以下的矿石。

常见的颚式破碎机有复摆颚式破碎机和简摆颚式破碎机,简摆颚式破碎机的动颚板摆动呈现下大上小的轨迹,而复摆颚式破碎机的摆动,呈现上大下小,而且从曲柄部分往摇杆部分的运动轨迹是从圆形逐渐过度到椭圆再到圆弧的,两者相比较,复摆颚式破碎机的运动曲线更加合理,而且结构简单,可维护性好。

现对复摆颚式破碎机进行动力学分析,过程如下:

第一步,通过查阅相关的参数,基本确定一个可以用来做仿真的模型尺寸。

曲柄:18mm

连杆:2430mm

摇杆:850mm

机架:1950mm

由此,一个基本的四杆机构就可以搭建出来了。

采用catia进行建模:

建模过程略,建模结果如下:

将CAD模型导入workbench进行准备工作。

第一步:模型解冻

单位改成毫米,机械行业常用单位是mm,根据自己的需要修改就行。

在模型的这个位置挖掉一块儿,这样可以形成点,在后续的处理中,没有点是没办法提取数据的。随便挖掉(或者分割也可以),这里我选择用分割。但是分割和切除对后续的影响不一样,因为分割后需要合并体,或者在后续的过程中设置相应的运动副或者接触。

1.选择草图

2.选择拔模工具

3.选中相应的草图

4.更改拔模的方式,添加材料或者切除材料 或者分割材料等等…我用的是分割,不过用什么应该没有影响,有兴趣可以都试试看。

分割之后的效果如上图

并没有进行体的合并,我决定采用运动副的方式确定连接。

动颚板被分成了两部分,同时也产生了几个数据点。

添加运动副在这里添加。

添加运动副,机架与大地是固定的,所以选择body-ground / fixed

设置其它的一些运动副,关系如下。

爆炸视图设置,个人感觉没啥用,有时候需要用的是隐藏,选中需要隐藏的体,然后右击鼠标,就会有隐藏按钮,选择就行了。模型显示窗口的空白处右击就能发现显示全部体。

曲柄要作为动力,所以给曲柄加body-ground的转动副。

其它的转动副通过body-body添加才行。

别忘了分割出来的一小块儿,ling tu完整是不可侵犯的,这个要记住了。

它需要用body-body固定连接,或者使用接触,采用bonded应该也可以。

连接完成后可以用软件计算一下自由度的,但是今天就不算了,而且软件计算自由度的方法和机械原理的好像不一样。常常出现自由度小于零,机构还能运动的情况。

分别选择运动副,载荷类型(角度/角速度/角加速度),并设置大小。

求解

提取某个点的结果,如图提取的是速度。

箭头所指分别是显示对象,曲线图,和数据结果,数据结果可以导入matlab或者excel做后处理,workbench的曲线图有时候不是那么容易看,而做数据处理也还是matlab强一些。

这些颜色都是一一对应的,可以在 数据的结果上勾选对勾,决定是否显示。

至此,结束。

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