齒板是顎式破碎機破碎過程中直接與物料接觸的零件缴渊，由于齒板經(jīng)常受到擠壓贝狈、沖擊组漏、碰撞窝趣，導致齒板極易磨損甚至失效誉裆，頻繁的更換齒板鸯流，將嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益胯挚，因此，為了延長齒板的壽命蘸暮，本文通過建立有限元模型曼砾，分析齒板破碎過程中與齒距對破碎性能的影響，從而為齒板及齒距的改造提供依據(jù)懊据。

一跑著、有限元模型的建立

1、邊界條件和載荷

根據(jù)顎式破碎機的實際工作情況接纽，定顎齒板的底面設(shè)置為固定約束门幌，而動顎齒板設(shè)置為周期性運動。幅值的圓周頻率設(shè)置為27.6rad/s阶铝。為和真實的破碎過程接近熏盲，對物料塊施加Z方向的重力載荷，考慮到物料進入破碎腔具有一定的初速度惊也，給物料塊施加Z方向的初速度v=0.1m/s券雕。

2、齒板齒形

本文中研究的是梯形破碎齒统台。該齒形的使用有利于破碎出相對合理的產(chǎn)品粒度雕擂、粒形，所以被廣泛使用贱勃。m為齒根寬井赌，t為齒距，a為齒形角贵扰，r為齒形圓角仇穗。本文中主要研究齒距單因素對破碎性能的影響規(guī)律，即設(shè)定齒根寬、齒形角和齒形圓角不變纹坐，而單獨改變齒距枝冀，即以m=35mm，α=25°恰画，r=5mm宾茂，t分別為70mm、75mm拴还、80mm建立有限元模型跨晴。

二、數(shù)值模擬分析

1症影、破碎行為

從力學機制上看曹是，物料破碎主要表現(xiàn)分為兩種形式，即剪切破壞和拉伸破壞垦亲。按照采用的材料模型的失效原理房睁，物料首先在大拉應(yīng)力超過抗拉強度的部位產(chǎn)生裂紋。物料與破碎齒接觸的區(qū)域相對較小常迹，作用區(qū)域在擠壓作用下出現(xiàn)初始裂紋侈吨。隨著齒板破碎齒的擠壓，接觸面迅速擴大奖卒，在接觸區(qū)及其周圍萌生大量裂紋均膛。微裂紋擴展，相鄰單元達到大開裂拉應(yīng)變或者剪應(yīng)變失效準則而發(fā)生破壞淘巩，在可視化結(jié)果中顯示破碎的效果服英。在每次齒板壓縮動作下，都將經(jīng)歷發(fā)生壓實階段遇穷、微裂紋萌生和擴展階段這兩個漸變期探橱，終在某次齒板動作下進入斷裂破壞的突變階段。

結(jié)合75mm齒距的破碎過程來揭示物料在齒板破碎齒作用下的裂紋拓展模式绘证。物料剛接觸破碎齒時隧膏，在接觸點區(qū)域產(chǎn)生高度的應(yīng)力集中，隨著進一步壓實嚷那，單元因達到開裂應(yīng)變致出現(xiàn)一條或多條裂紋私植，并隨之拓展，物料裂解碎屑形成车酣，其余的裂紋在物料體內(nèi)部成為殘余裂紋，在隨后的破碎環(huán)節(jié)中將加速破碎的進展索绪。兩塊齒板的破碎齒在空間上相互錯開湖员，故齒板和物料沖擊過程中內(nèi)部受到折彎作用，在塊體上部與兩個破碎齒接觸的中間區(qū)域產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力，又由于破碎齒的侵入而造成接觸區(qū)域邊緣局部拉應(yīng)力顯著增強娘摔，因而主裂紋從破碎齒旁的區(qū)域開始萌生拓展窄坦。

2、單因素條件下破碎性能與齒距的關(guān)系

由于齒距在齒形參數(shù)中是對破碎效果產(chǎn)生影響的重要參數(shù)凳寺，本文對破碎過程中的齒板大反作用力鸭津、齒板應(yīng)力、破碎程度這三個性能指標對碎性能進行評價旁核。齒板大反作用力體現(xiàn)了破碎物料所需要能量消耗的水平沫跨。齒板大反作用力在齒距為70mm～75mm之間時增加較為顯著，而齒距從75mm～80mm時极求，破碎力增大速度減緩祖销。這就意味著，碎礦功率隨齒距的增大而增大惹你，齒距從75mm再繼續(xù)增大時功率增加較緩夕荆。由此可知，要減小破碎物料的功率消耗可以通過減小齒距的措施來實現(xiàn)糊扑。齒板在實際制造過程中添毒，冶煉、鑄造時形成的夾雜物和氣孔的缺陷或者金屬晶格缺陷在反復的沖擊樟闽、研磨作用下產(chǎn)生裂紋并繼續(xù)拓展植西，將造成齒板失效。表面應(yīng)力增大將加速齒板失效的進程褒醒，應(yīng)力較小則有利于齒板使用壽命的延長藕各。從模擬結(jié)果看出齒距75mm和80mm的破碎效果要優(yōu)于70mm，在模擬的齒距中75mm齒距達到了破碎程度焦除。這就意味著齒距在75mm～80mm之間激况，可以獲得比較良好的破碎效果。

三膘魄、齒距與破碎性能的灰色關(guān)聯(lián)分析

為分析齒距和各性能參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)度乌逐，擬采用鄧聚龍?zhí)岢龅幕疑P(guān)聯(lián)分析法〈雌希灰色關(guān)聯(lián)分析法是建立在灰色系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上的一種定量評價方法浙踢，以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)評價因素之間的發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度灿渴，來衡量評價因素之間的關(guān)聯(lián)程度洛波，用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強弱。關(guān)聯(lián)度可以知道:齒板大作用力和齒距的關(guān)系為密切骚露，單元破壞質(zhì)量次之蹬挤，和齒板應(yīng)力關(guān)系弱缚窿。故在單因素條件下調(diào)整齒距對齒板大反作用力影響為顯著。齒板大反作用力反映了能量消耗的水平锤塘，這個結(jié)論為齒板破碎齒的設(shè)計和改造提供了參考妨舟。

通過有限元模型的建立，分析顎式破碎機齒板與齒距對破碎性能的影響規(guī)律伦够，得出了齒板的大應(yīng)力及優(yōu)齒距邦叶，為破碎機的改造提供了有效的參考依據(jù)。