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彈簧圓錐破碎機是一種新興的破碎設備，該設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。為了提高破碎機的生產能力，有必要對破碎機進行結構優化設計。本文通過介紹紅星機器的專家對主軸的有限元分析，從而為主軸的優化設計提供一定的理論依據。
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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，有如下結論：
從主軸結構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，位移發生于中部固定處，完全沒有位移，而位移發生于錐面底部端面。這種現象是與主軸中部完全約束導致結構為懸梁臂這一特點相吻合的。
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根據主軸的應力分析結果，等效應力位于錐面與中部連接處附近，靠近不同直徑的交界面，應力集中較大，此處也是主軸與錐體球面配合處。
綜上所述，為了盡量減少應力集中，避免斷軸事故的發生，可對結構及尺寸做進一步改進，通過增加倒角或圓角過渡，或者減少孔的設置，來減小應力集中。在條件允許的情況下，可在椎體球面與主軸配合部位兩側增加卸載槽。
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2012-10-25