锤式破碎机主轴辊有限元模态和试验模态分析结果对比

锤式破碎机是废金属破碎回收生产线的主要设备之一，其作用是将轻薄型金属板材破碎成小块，便于分选，得到较纯净的黑色金属原料。目前国外对废钢锤式破碎机的研究比较成熟，其破碎机的效率高、性能稳定、适用性好。而国内的破碎机几乎都是在国外引进废金属破碎机生产技术的基础上发展而来，自主研发的成分比较少，且产品性能距外国还存在较大差距，破碎机在运行节能、垂头寿命、振动噪音等方面均有存在缺陷，需要对破碎机进一步动能学分析和优化设计。

下面通过有限元分析和试验模态分析两种方法结合分析和验证，本文以国产锤式破碎机主轴辊为对象进行有限元模态分析并进行试验模态分析验证，继而指导主轴辊进一步的动能学分析和优化设计以及其他型号破碎机的主轴辊设计。

1、主轴辊有限元模态和试验模态分析

经过数据处理与分析后，即可得到试验对象的各阶模态参数，两组试验得到下面表1和表2数据。

2、分析结果对比

通过对比表1和表2可以看出： 其二阶固有频率值相差最小，第三阶固有频率相差相对较大。从振型上可以看出，分析与试验得到的前六阶模态振型都基本相似，从而验证了有限元模型的正确性，为主轴辊结构的进一步动能学分析和优化设计奠定了基础。

两组结果存在一定差别的原因主要有以下几点：

（1）建立有限元仿真模型时忽略了倒角、圆角、小孔等特征。在实际现场实验中，横梁表面经过涂漆等许多处理，以保证表面的平整光滑。仿真分析时建立的分析模型都是理想模型，实际加工过程中热处理、表面处理等都会引起模型性能的改变，从而也使仿真结果产生偏差。

（2）对于仿真模型的边界条件、约束载荷，分析过程中的定义与实际试验时横梁的放置情况、约束情况存在细微的差别。

（3）测点的选取位置、数目也是影响结果不同的重要原因。若要得到高阶的振型，必须选取更多的点，而在本次实验中选取点的数目可能不够获得比较准确的高阶模态振型，因而从第四阶开始，数值结果发生了较大的出入。

最终得出结论，利用模态测试与分析系统测试主轴辊在自由和工作状态下的模态参数，并与有限元分析结果对比，验证了有限元模型的正确性，为主轴辊结构的进一步动能学分析和优化设计奠定了基础，可以此指导其他类型破碎机的优化设计，如有购买破碎机的用户，请到红星机器参观选购，红星机器厂家地址：河南省郑州市高新区檀香路8号；选购电话：0371-67772626。