提升机主轴结构存在问题及有限元分析主轴通过联轴器连接减速机的一端,承受扭矩的传递,其结构的合理性、安全性至关重要,如果设计不合理,将带来严重的后果,某矿使用的JKB-2型提升机主轴,其破坏的位置正是扭矩传递端,如图1所示,其材料为45号钢,经过初步分析,发现该主轴材料存在几处缺陷,有气孔,为了研究清楚产生破坏的真正原因,需要对其结构进行分析研究。
主轴传递扭矩端将建好的主轴三维几何模型导入到有限元分析软件Ansys赋予主轴45号钢材质,密度为3,弹性模量为210GPa,泊松比为0.31.在停键块安装螺孔处的位置,应力非常集中,最大应力值出现在其附近,再加上主轴内部存在一定缺陷,另外主轴运行所受的载荷为交变载荷,所有这些均影响主轴的疲劳强度,所以从主轴内部造成裂纹产生、发展直至主轴断裂。重复以上有限元分析的步骤,得到结构的应力图、应变图、位移图,结构改进后最大应力值为107MPa,最大位移值为0.15mm,安全系数比结构改进前还有所提高,应力分布很均匀,所以结构改进的方案合理可行。
通过运用三维建模软件Solidworks和有限元分析软件AnsysWorkbench构建主轴的有限元模型,分析主轴与联轴器连接端的应力、应变以及位移情况,发现提升机主轴结构设计存在的不足,从而为结构改进优化设计提供依据。