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秸稈壓塊機主軸的有限元分析
秸稈壓塊機是把松懈的農作物秸稈限制成塊狀物料的制造。經緊縮后的秸稈塊便于寄存，家畜易于咀嚼，養分也易于吸收，便于儲運，一起也可制成燃能很高的生物質燃料。中國是農業出產大國，農作物秸稈年出產6億t多，秸稈資源豐富。近幾年，跟著中國畜牧業的開展及*關于秸稈歸納利用計劃的推廣，秸稈塊的需求存在著無窮的商場空間。為了非常好更快地搶占商場，壓塊機的描繪功率與描繪水平需求進一步進步。宇恒秸稈壓塊機 WF-1250型微粉機 烘干機供應商

   跟著科技的迅速開展和核算機CAD/CAE技能的運用，機械描繪已由傳統二維描繪向三維描繪轉變。為了習慣現代機械描繪開展的趨勢，需求歸納運用CAD/CAE技能進行組織的三維描繪與剖析。這篇文章選用UG軟件對秸稈壓塊機進行組織實體建摸和整機的安裝，運用ANSYS有限元剖析軟件替代手藝核算對秸稈壓塊機進行剖析。此種描繪辦法不只縮短了秸稈壓塊機的描繪周期，并且進步了描繪精度，使秸稈壓塊機的機械布局更趨合理。宇恒秸稈壓塊機 WF-1250型微粉機 烘干機供應商

1、秸稈壓塊機的描繪及原理1.1建模思路    對秸稈壓塊機的CAD建模首要有兩種建模思路，分別是“自底向上"與“自頂向下"兩種。一般選用的描繪思路是“自底向上"。這種辦法是先布局根本的幾許圖元（如點、線、面等），然后逐漸地向上布局體，直到整個零件的生成。“自頂相下"的布局思路根本相反。秸稈壓塊機的描繪這兩種描繪思路，進行混合描繪。1.2建模辦法    UG軟件對商品的三維建模的具體辦法有顯式建模、參數建模、依據束縛的建模及復合建模。為了使建模后的壓塊機各組織的重構性非常好，建模進程中多選用草圖的構圖辦法，使得所建模型的參數化更強，便于后續的修正。1.3壓塊機總裝對構建好的壓塊機一切零部件進行安裝，生成如圖1所示的秸稈壓塊機總裝圖。    運用UG軟件的分化圖功用，可明晰地了解壓塊機的各部件組成狀況，如圖2所示。 2、秸稈成型機主軸的有限元剖析2.1  ANSYS中主軸模型的導入    經過IGES接口把UG中建好的主軸模型導入AN-SYS中進行剖析。圖3是導入ANSYS的主軸幾許實體模型。2.2對主軸進行有限元網格區分    在ANSYS中，網格區分的辦法首要有自在、映射以及掃掠等辦法。網格區分的好壞直接影響到后續的核算速度與核算精度。此處為了使區分的網格愈加均勻，選用掃掠與自在區分相的辦法進行網格區分。     圖4為網格區分示意圖（有限元模型）。因為布局比擬規矩，適合選用ANSYS9.0中的solid95六面體單元進行網格區分。區分成果：節點總數為19168，單元總數為12 024。2.3主軸的應力剖析2. 3.1應力求解    在求解之前，界說有限元剖析的邊界條件，即鍵槽的自在度束縛與軸端裙板zui大扭矩的施加。    求解得到階梯軸的zui小直徑75處的zui大剪切應力為12.9 MPa，小于許用應力40 MPa。軸的描繪滿足應力需求。2.3.2剖析比擬經過ANSYS的剖析核算，得到直徑5軸的橫截面應力散布，如圖5所示。    X與y坐標分別為主軸徑向的兩個坐標．y軸延裙板豎直方向，主軸圓心為坐標原點。圖6為直徑75軸剪切應力的等值線圖。     依據描繪經歷，階梯軸應力散布*符合實際應力散布狀況，證明了ANSYS剖析成果的正確性。    依據資料力學的zui大應力核算公式，理論核算得到妒5軸所受zui大應力值為11.5MPa。這與有限元剖析的成果zui大剪切應力為12.9MPa很附近，進一步證明了ANSYS有限元剖析軟件剖析成果的正確性。2.4主軸的模態剖析2.4.1模態的概念    模態是布局體系的一種特點，表征模態的特征參數是振蕩體系各階固有頻率、振型、模態質量、模態剛度和模態阻尼等。不管何種阻尼狀況，機械布局對外力的呼應都能夠表明成固有頻率、阻尼比與振型等模態參數組成的各階振型模態的疊加。模態剖析即是用模態參數來表明布局體系的運動方程，并斷定模態參數的進程。

   有限元模態剖析的核心問題即是找到布局的各階固有頻率，以及組織的曲折剛度與改動剛度的散布狀況。知道了固有頻率，就能夠輔導組織描繪和運用，使得描繪固有頻率和運用時的外部激振頻率相避開。一起，依據剛度的散布狀況，能夠輔導組織剛度的改善，進步全體剛度散布，然后確保組織運用的可靠性。2.4.2主軸的模態核算    主軸的彈性模量E=2. 08×105 MPa，泊松比e=0.3，密度p=7，8×10-6kg／mm3。依據主軸的資料與幾許參數，選用Block Lanczos（蘭索斯法）辦法，核算得到主軸前25階振型，其間首要振型如表1所示。 2.4.3成果剖析   由振型的散布狀況能夠看出：當外部激振頻率低于22 Hz時，主軸全體組織的剛性滿足；當激振頻率大于150 Hz并且不斷增高后，階梯軸將不遭到擾動，作業安穩，此刻的裙板變形顯著增大，剛性嚴重不足；當作業頻率高于51 Hz時，需求改動裙板的尺度或布局來進步其剛性。3、定論    1)經過以上的一系列剖析核算與比擬，充沛證明了ANSYS有限元剖析軟件的可靠性，選用此種描繪辦法可大大進步壓塊機的描繪功率。    2)由核算成果可知，主軸的描繪遠遠滿足描繪需求，有很大的改善空間。由以往的描繪經歷可知，空心軸比實心軸具有更杰出的抗扭矩才能，并且又節約資料，因此有必要對主軸進行進一步的布局優化。    3)優化后能夠很方便地經過ANSYS軟件進行剖析驗證，或直接選用ANSYS軟件對主軸進行主動布局優化描繪，以得到滿足的描繪成果。