立式行星磨的动力学与应力分析研究

论文摘要

立式行星磨是在Szego磨的基础上开发研制的一种新型粉碎设备,它耗能低,粉碎性能可以达到普通球磨机的几倍甚至几十倍。目前,国内对行星磨的磨碎机理,基本参数的计算方法等问题的研究还处于初步阶段,尚不能满足工业化的需要。本文以立式行星磨为研究对象,对其进行了理论分析,并利用虚拟样机技术与有限元分析技术,借助ADAMS软件和ANSYS软件,做了如下几方面工作：1)根据立式行星磨的结构特点和工作原理,建立了立式行星磨的系统动力学模型,并根据运动合成原理,得到了磨机的运动学关系,建立了模型的运动微分方程,得出了相关的动力学计算公式。2)基于ADAMS软件开发了立式行星磨虚拟样机,直观展示了设备外形及其工作过程,研究了行星磨稳定工作的运行特性。3)通过对立式行星磨启动阶段的动力学的分析,得到行星轮受到的最大冲击力。并应用有限元分析技术,对主要部件衬套和行星轮进行了应力分析,得到极限转速的计算公式,为实际操作提供了理论依据。4)对立式行星磨虚拟样机实施了优化技术,得到了立式行星磨的最优样机模型,为实际设备的设计和制造提供了理论支持和依据。本文采用的分析方法和得出的结论,无论对立式行星磨的设计还是对其使用都具有一定的理论指导意义,也为今后的研究工作提供了一定的理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 粉碎设备综述
• 1.2.1 气流粉碎机
• 1.2.2 辊压式磨机
• 1.2.3 振动磨机
• 1.2.4 搅拌磨机
• 1.2.5 Szego磨
• 1.2.6 立式行星磨
• 1.3 国内外粉碎设备现状
• 1.4 仿真与虚拟样机技术及在ADAMS上实现
• 1.4.1 仿真与虚拟样机技术
• 1.4.2 系统动力学仿真软件ADAMS
• 1.4.3 有限元分析理论及在ANSYS上实现
• 1.5 本论文的主要研究内容及章节安排
• 2 立式行星磨的动力学分析
• 2.1 立式行星磨的自由度计算
• 2.2 立式行星磨的动力学模型
• 2.2.1 立式行星磨的运动学微分方程
• 2.2.2 立式行星磨钳入角的确定
• 2.2.3 立式行星磨的动力学相关计算
• 2.3 本章小结
• 3 立式行星磨运行特性的动力学分析
• 3.1 模型建立
• 3.2 立式行星磨的运行特性仿真
• 3.3 立式行星磨运行特性仿真结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 立式行星磨启动阶段的仿真分析
• 4.1 仿真参数的确定
• 4.2 不同主轴角速度下行星轮的动力学仿真
• 4.3 仿真数据的分析
• 4.4 启动阶段行星轮与衬套的应力分析
• 4.4.1 有限元模型的建立
• 4.4.2 有限元分析结果
• 4.4.3 有限元分析数据讨论
• 4.5 本章小结
• 5 立式行星磨虚拟样机的参数化分析
• 5.1 模型的参数化
• 5.2 参数化分析
• 5.2.1 设计研究
• 5.2.2 试验设计
• 5.2.3 优化设计
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献