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彈簧圓錐破碎機是一種新興的破碎設(shè)備，該設(shè)備主要被用來金屬和非金屬加工，針對于相對較為脆性物料的破碎作業(yè)。為了提高破碎機的生產(chǎn)能力，有必要對破碎機進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。本文通過介紹紅星機器的專家對主軸的有限元分析，從而為主軸的優(yōu)化設(shè)計提供一定的理論依據(jù)。
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首先在PRO/E中建立實體模型，并施加主軸約束及載荷。在工作時，主軸中部直徑較大處與破碎機動錐過盈配合，圓錐體部與偏心軸套部分間隙配合，所以主軸可以看成一個懸臂梁，錐部受偏心軸套所傳遞力的簡支部件，中部固定，故主軸的約束為中部完全約束。
通過對主軸的有限元分析，有如下結(jié)論：
從主軸結(jié)構(gòu)的總位移云圖可以看出，整機在中部完全固定時，整個軸的位移從右到左有增大趨勢，位移發(fā)生于中部固定處，完全沒有位移，而位移發(fā)生于錐面底部端面。這種現(xiàn)象是與主軸中部完全約束導(dǎo)致結(jié)構(gòu)為懸梁臂這一特點相吻合的。
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根據(jù)主軸的應(yīng)力分析結(jié)果，等效應(yīng)力位于錐面與中部連接處附近，靠近不同直徑的交界面，應(yīng)力集中較大，此處也是主軸與錐體球面配合處。
綜上所述，為了盡量減少應(yīng)力集中，避免斷軸事故的發(fā)生，可對結(jié)構(gòu)及尺寸做進(jìn)一步改進(jìn)，通過增加倒角或圓角過渡，或者減少孔的設(shè)置，來減小應(yīng)力集中。在條件允許的情況下，可在椎體球面與主軸配合部位兩側(cè)增加卸載槽。
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