双辊粉碎机由快辊、慢辊、机箱、辊距调节装置、动力及驱动装置等组成。辊距调节装置由可移动轴承座、导轨、蝶形弹簧、螺杆、挡板构成。导轨、挡板、螺杆分别与粉碎机机架固定连接,螺杆顶住可移动轴承一侧,蝶形弹簧在加上一定的预压力后两端分别固定在可移动轴承的另一侧挡板上。该机构工艺简单,操作简单可靠、轴承座移动轻便并且适应直径范围较宽的破碎,从而使粉碎机更广泛地适用于不同领域。
双辊粉碎机的传统设计方法是以二维平面图来表示,非常抽象且不便于修改。本研究以SSLG30×180双辊粉碎机为原型,利用三维设计软件Pro/E对其组成零件进行三维建模和虚拟装配。
Pro/E是美国PTC(ParametricTechnologyCorpora-tion)公司开发的CAD/CAM/CAE软件系统。在当今众多的CAD软件中,该软件以其强大的三维处理功能和先进的设计理念以及简单而实用的操作而被众多设计者接受和推崇,在机械设计与加工制造领域中应用广泛。
1双辊粉碎机零件的三维建模
1.1 破碎辊的建模
破碎辊是双辊粉碎机*重要的工作部件。破碎辊有快慢之分,两个辊子的速度差产生的剪切作用是物料破碎的主要因素。快慢辊的辊齿形状不同,且有多种组合,*常用的是锋对锋的组合。破碎辊的建模采用拉伸命令生成辊体,然后采用螺旋扫描命令生成辊齿。
1.2挡板的建模
挡板是辊距调节装置的一个重要部件,其结构简单,采用拉伸命令可生成。
1.3蝶形弹簧的建模
蝶形弹簧有2个,分别置于可移动轴承座同一侧相对称的上下方。
1.4活动轴承套的建模
活动轴承套通过轴承将挡板与破碎辊辊轴连在一起,其建模采用拉伸命令。
1.5螺杆的建模
螺杆是调节辊距机构的主动件,其建模采用旋转命令生成螺杆的主体,然后采用螺旋扫描命令生成螺纹。
1.6螺杆套的建模
螺杆套是螺杆与机架的连接体。其建模采用拉伸命令生成螺杆套轮廓,然后通过拉伸(去除材料)和螺旋扫描命令生成螺孔。
1.7主箱体的建模
主箱体对零件起支撑包容作用,主要采用拉伸命令生成实体模型。其他零件,如齿轮、带轮、皮带和螺栓、螺母及键等零件的建模过程由于篇幅有限,本文不再赘述。
2双辊粉碎机的虚拟装配
Pro/E中系统对现实环境的装配情况定义了许多装配的约束关系。双辊粉碎机的装配中主要用到的约束类型有匹配、对齐和插入等。
2.1辊距调节机构的虚拟装配
辊距调节机构主要由挡板、蝶形弹簧、轴承套、轴承等组成。装配的过程是先添加挡板元件,然后添加2个蝶形弹簧元件,通过两次对齐约束将弹簧安装在挡板上。然后依次添加挡板元件,利用匹配和对齐约束安装挡板。添加轴承套元件,利用匹配和对齐约束安装轴承套。*后添加轴承元件,利用两次对齐约束,将轴承安装在轴承套上。
2.2双辊粉碎机的总装配
双辊粉碎机由辊距调节机构、破碎辊、箱体、动力及驱动装置等组成。其装配过程是先添加箱体元件、破碎辊元件,通过销钉约束,将两个破碎辊安装在箱体上。添加侧箱体元件,通过匹配和对齐约束,将其 安装在箱体的两侧。添加两个辊距调节装置元件,通过匹配和对齐约束安装在机架两端。然后依次添加螺杆套元件、螺杆元件、进料口元件,通过匹配和对齐约束安装在箱体上。*后组装驱动装置,依次添加大带轮元件、齿轮元件、发动机元件和皮带元件。
本研究利用Pro/E对双辊粉碎机进行了零件的三维建模和虚拟装配,三维设计使得复杂零件的表达更加清楚,而且便于参数化修改,使得设计人员专注于新产品功能的开发,为优化设计奠定了基础。
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