GDSS2500固定式碎石機的結構優化

胡佳音,胡長虹

(長沙礦山研究院有限責任公司, 湖南 長沙 410012)

0 引 言

GDSS2500固定式碎石機廣泛應用于非爆破二次破碎作業,根據對現場作業效率的觀察,設備的操作性、穩定性、可靠性、機動性等對最終的效率核算有很大的影響,該型碎石機在進行破碎作業時,盡管適用于6 m縱向范圍,但很多情況下,需要將礦石大塊撥移至中間區域,否則,破碎機無法高效地破碎礦石,大量的沖擊破碎預操作大大影響了綜合作業效率,導致大量增加能耗.

因此,依據現場情況,提出了一種結構優化方法,以擴展釬桿頭部的最佳打擊范圍,提升其作業效率.

1 分 析

GD2500破碎機如圖1所示,其作業區域如圖2所示,圖2中,將液壓錘簡化為△ABC.在6 m作業區內破碎高度為300~600 mm,構成了作業關鍵區域,而EFGH則為關鍵點,由于打擊角A1~A4太大無法穩定可靠實施破碎從而影響效率;圍繞關鍵區域和關鍵4角點設定目標,以便在全域上改進打擊角度,提升操縱效率.

圖1 GD2500碎石機

2 基于matlab平臺的優化設計

搜索準則:4角點初算,整個作業區核算.搜索向量變量x的構成(見圖3)如表1所示.

圖2 GD2500碎石機主要作業區域

圖3 向量變量x

考慮到該機型總體較為成熟穩定,因此,以當前結構參數為初值x 0.

目標:

約束條件為:

(1)油缸不過載(壓力需求＜20 MPa);

(2)作業區最高工作點高度＞800 mm;

(3)作業區高度200 mm線全覆蓋;

(4)打擊軸壓力≥5000 kg.

油缸不過載的處理采用動態搜索,對臂架工作區域運動范圍求解大臂油缸和小臂油缸的載荷極值(破碎錘施加5 t軸壓力).

表1 搜索向量變量

在4個關鍵點上,在滿足全范圍基本約束的前提下,優化結果如圖4所示,并將優化前和優化后的數值進行對比(見表2),從表2可以看出,優化后,4個關鍵點的角度均減小,大臂連桿長度減少118.5 c m,小臂連桿長度增加435.8 c m,更有利于碎石機工作.

圖4 臂架優化結果

表2 優化結果

3 結 論

通過對碎石機作業區域和角點的分析,提出了一種優化設計方法,即圍繞關鍵區域和關鍵點設定目標,通過約束條件保留原設計基本性能的同時,改進其結構參數,達到高效作業的目標.

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