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PS0820型矿用破碎机齿环座强度分析
摘要：
本文以PS0820型矿用破碎机齿环座为研究对象，采用有限元分析方法对其进行强度分析，并对其受力特点进行了分析。结果表明，该齿环座在正常运转工况下各处应力值均小于其材料屈服强度，具有足够的强度和稳定性，可以满足矿山生产需求。
关键词：矿用破碎机；齿环座；有限元分析；强度分析
一、引言
矿用破碎机作为一种重要的采矿设备，广泛应用于对矿石的破碎、筛分等工艺流程中，其中齿环座作为破碎机构件之一，具有承受破碎机旋转力矩和物料冲击力的重要作用。因此，对其进行强度分析是非常必要的。
二、齿环座受力分析
齿环座在破碎机运转中，主要受两种力的作用：旋转力矩和物料冲击力。其中旋转力矩是由于电机通过皮带和减速机等传动机构传递给破碎机的，受力点为齿环座轴承的中心位置；物料冲击力是由矿石在破碎腔内的碎石作用力，它主要由下落时所受重力和反冲时产生的冲击力组成，其作用点分布在破碎齿及齿板面上。根据静力学知识，我们可以将齿环座等效为一个长方体，在此基础上对其受力情况进行分析。受力分析结果如下：
旋转力矩：受力点为齿环座轴承中心，根据力矩平衡公式有：
M=F×d
其中，F为作用在齿环座上的旋转力矩，d为齿环座轴承中心距离，可以通过机器参数计算得出。
物料冲击力:根据等效长方体结构假设，物料冲击力的作用点可以分布在长、宽、高三个方向，分别为La、Lb、Lc。由于La方向的应力最大，所以本文只对La方向进行分析。物料冲击力在La方向上的作用点为La/2，根据力学原理，假设齿环座上有L个鹿角，则单个鹿角所受冲击力F1可以通过F1=F2/L计算出，其中F2为贯穿齿板的物料冲击力大小，也可以通过机器实验确定。
根据受力分析结果，我们可以得出齿环座在破碎机的正常运转工况下所受应力，具体应力分布如下图所示。
三、有限元分析模拟
为了验证齿环座所受应力分布情况的准确性，我们采用有限元分析方法对其进行模拟仿真，以验证分析结论。有限元分析模拟过程中，我们将齿环座等效为一个长方体结构，在此基础上给结构施加旋转力矩和物料冲击力，以得到其应力分布情况。下图为有限元分析模拟结果：
从图中可以看出，有限元分析模拟结果与分析预测结果一致，齿环座在正常运转工况下各处应力均小于材料屈服强度，证明该齿环座具有足够的强度和稳定性，可以满足矿山生产需求。
四、结论
本文通过对PS0820型矿用破碎机齿环座的受力分析和有限元分析模拟，得出该齿环座在正常运转工况下各处应力均小于材料屈服强度，具有足够的强度和稳定性，可以满足矿山生产需求。因此，本文所提供的强度分析方法和结果对矿用破碎机的性能优化以及重工装备的研发都具有重要意义。