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弹簧圆锥破碎机是一种新兴的破碎设备，该设备主要被用来金属和非金属加工，针对于相对较为脆性物料的破碎作业。为了提高破碎机的生产能力，有必要对破碎机进行结构优化设计。本文通过介绍红星机器的专家对主轴的有限元分析，从而为主轴的优化设计提供一定的理论依据。
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首先在PRO/E中建立实体模型，并施加主轴约束及载荷。在工作时，主轴中部直径较大处与破碎机动锥过盈配合，圆锥体部与偏心轴套部分间隙配合，所以主轴可以看成一个悬臂梁，锥部受偏心轴套所传递力的简支部件，中部固定，故主轴的约束为中部完全约束。
通过对主轴的有限元分析，有如下结论：
从主轴结构的总位移云图可以看出，整机在中部完全固定时，整个轴的位移从右到左有增大趋势，位移发生于中部固定处，完全没有位移，而位移发生于锥面底部端面。这种现象是与主轴中部完全约束导致结构为悬梁臂这一特点相吻合的。
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根据主轴的应力分析结果，等效应力位于锥面与中部连接处附近，靠近不同直径的交界面，应力集中较大，此处也是主轴与锥体球面配合处。
综上所述，为了尽量减少应力集中，避免断轴事故的发生，可对结构及尺寸做进一步改进，通过增加倒角或圆角过渡，或者减少孔的设置，来减小应力集中。在条件允许的情况下，可在椎体球面与主轴配合部位两侧增加卸载槽。
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2012-10-25