廢鋼破碎機是廢金屬破碎流水生產線的主要設備之一，其作用是將輕薄型金屬板材（如廢舊 車身）破碎成小塊，便于分選，得到較純凈的黑色金屬原料，同時破碎后的廢金屬也便于運輸及回爐。分析如今破碎機市場的發展形勢，破碎機加工廢鋼價值空間廣闊。紅星機器的 在多次理論與實驗的基礎上，運用Patran/Nastran軟件對主軸進行動力學分析。

首先需了解廢鋼破碎機的結構及原理。錘頭用錘軸鉸接在錘盤上，而錘盤裝配在主軸上。破碎機的工作原理是利用高速旋轉的錘頭沖擊物料，由于錘頭與物料碰撞作用時間較短，會產生較大的沖擊力，從而使物料沿自然裂隙、層理面和節理面等脆弱部分破碎。當錘頭敲擊板料時，由于沖擊力而在碰撞處產生的剪應力大于剪切強度較限時，材料發生剪切失效，錘頭沿剪縫將其撕裂成小塊，并將其帶入轉子與襯板間的容腔中。在主軸的旋轉過程中，錘頭不斷地敲擊容腔中的物料，從而得到塊狀料。在設備運行的過程中，主軸不斷受到錘頭沖擊物料所產生的沖擊力，為了解運行過程中主軸內部所受應力情況，避免主軸因固有頻率與工作頻率重疊而引發共振。

由于受有限元前后處理軟件幾何能力的限制，采用專業的三維CAD軟件建立幾何模型后，再導入有限元軟件中進行網格劃分，可以大大提高工作效率。為了反映其主要的力學特征，減小其他因素對分析結果的影響。

在Unigraphics中直接對三維模型進行如下處理：①刪除小的圓角；②對圓頭平鍵槽圓頭部分進行簡化。為了方便后續網格的劃分，將三維模型進行分塊切割，利用CAD軟件強大的幾何能力，以Parasolid格式輸出，再導人Patran中進一步處理。

在進行網格劃分、邊界條件及材料的選取后，進行模態分析。模態分析可以確定結構的振動特性，知道主軸在一定頻段內各階模態的特性，就可以預測出此頻段內受到各種振動激勵而產生的振動響應；另一方面，將設備設定在一定頻段內工作，也可以有效地避免共振的發生。在破碎機主軸的模態分析中，可以得到主軸的固有頻率及振型，提取前十階的固有頻率。

主軸的動力學分析結果為：主軸的應力集中是該階梯處截面尺寸變化引發的，建議在過渡處增大過渡圓角，避免應力集中。降低此處的應力水平，可大大提高主軸的安全裕度。

綜上所述，對主軸的有限元動力學分析，可得到主軸的固有頻率，使主軸工作頻率遠離固有頻率，有效地避免共振的發生；對主軸進行瞬態響應分析，得到其在沖擊載荷作用下應力變化規律，并提出增強主軸強度的改進方法，由瞬態響應得到的動應變及動應力為進一步進行疲勞分析提供了基礎。

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