提高立式磨加工性能的数字样机仿真技术

论文摘要

近几年来,立式磨因其结构紧凑、粉磨效率高和操作容易,在水泥生料和煤粉生产中得到了广泛的使用和长足的发展。随着立式磨的广泛使用,对立式磨的加工过程进行研究,成为现今立式磨研究的重点。传统的研究方法,不但耗费大量的人力、物力,较长的研究周期,而且影响辊式磨的正常生产。本文率先将虚拟样机技术应用到立式磨的研究上,建立了立式磨磨辊部件的数字样机;对磨辊部件进行了动力学和运动学的仿真分析。并根据立式磨实验的功能特点设计了可以对多种粉磨状态的粉磨机理和加工性能实验分析的立式磨实验样机。主要研究内容如下:结合山东某水泥厂的现场工况,分析了立式磨的工作特点,提出了利用虚拟样机技术对磨辊部件动力学及运动学特性进行仿真分析的研究思路。用Unigraphics软件建立了立式磨磨辊部件的零件并进行了装配,建立了磨辊部件的实体模型,并将磨辊部件的模型利用Unigraphics与ADAMS仿真软件的数据接口导入到仿真环境中。在仿真软件ADAMS中添加约束、负载及运动驱动,建立了磨辊部件的虚拟样机,分别以磨辊液压力和磨盘转速为输入变量,对虚拟样机进行仿真分析。根据仿真结果总结了磨辊液压力和磨盘转速对Polysius辊式磨加工性能的影响,其结果对实际生产情况具有指导意义。总结国内外立式磨实验样机的应用特点,依据立式磨的粉磨机理和加工工艺,设计了可以对柱形磨辊、锥形磨辊、鼓形磨辊的粉磨机理和加工性能进行实验分析的立式磨实验样机,为后续研究奠定了更好基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景及研究意义
• 1.1.1 立式磨加工性能研究的重要性
• 1.1.2 虚拟样机技术的引入
• 1.1.3 课题研究的意义
• 1.2 立式磨的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 虚拟样机的国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究状况
• 1.4 虚拟样机技术在立式磨的研究中的优势
• 1.5 论文主要内容
• 第二章 虚拟样机技术在立式磨仿真中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 虚拟样机简介
• 2.3 虚拟样机技术在立式磨仿真中的相关技术
• 2.4 虚拟样机仿真技术的主要内容
• 2.5 虚拟样机仿真软件ADAMS
• 2.5.1 ADAMS 设计计算流程
• 2.5.2 ADAMS 解算理论
• 2.6 本章小结
• 第三章 立式磨磨辊部件虚拟样机的建立
• 3.1 引言
• 3.2 立式磨的结构及加工过程简介
• 3.2.1 立式磨结构
• 3.2.2 立式磨加工过程和加工原理
• 3.3 立式磨磨辊部件虚拟样机开发
• 3.3.1 立式磨磨辊部件三维实体几何建模
• 3.3.2 ADAMS 与Unigraphics 数据交换
• 3.3.3 模型简化的必要性
• 3.3.4 立式磨磨辊部件的虚拟样机
• 3.4 本章小结
• 第四章 立式磨磨辊部件的数字仿真
• 4.1 引言
• 4.2 仿真分析的准备工作
• 4.3 立式磨磨辊部件的仿真
• 4.3.1 磨辊的受力分析及计算
• 4.3.2 立式磨磨辊部件的仿真试验
• 4.4 仿真结果及其分析
• 4.4.1 确定输出的测量量
• 4.4.2 ADAMS/PostProcessor 后处理模块及基本操作
• 4.4.3 实际生产中磨辊部件正常运行的条件
• 4.4.4 磨辊液压力对加工性能的影响
• 4.4.5 磨盘转速对加工性能的影响
• 4.5 工程验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 立式磨实验样机设计
• 5.1 引言
• 5.2 立式磨实验样机的优点
• 5.3 本课题设计的立式磨实验样机
• 5.3.1 实验样机的设计思路
• 5.3.2 实验样机的具体结构
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 总结
• 6.2 进一步研究计划
• 致谢
• 参考文献
• 附录A：攻读学位期间发表的论文及科研成果
• 附录B：济南济钢水泥厂Polysius 辊式磨的工艺参数