本文關(guān)鍵詞：基于層料粉碎理論的筒輥磨結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及設(shè)計方法研究

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【摘要】：層料粉碎理論是現(xiàn)代粉磨機(jī)的理論基礎(chǔ)。筒輥磨的優(yōu)點(diǎn)有:占地空間小、能量消耗低和粉碎效果好。筒輥磨會在未來的工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著十分重要的地位。但是就目前國內(nèi)的情況來看,筒輥磨的技術(shù)大部分被國外壟斷,國內(nèi)發(fā)展十分緩慢。首先本文總結(jié)分析國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,及筒輥磨工作結(jié)構(gòu)原理的研究,針對筒輥磨的問題提出具體方案。通過對物層料擠壓粉碎理論和粉碎能耗理論研究分析,總結(jié)出筒輥磨粉碎效果的影響因素,并通過對能耗理論和粒度方程的學(xué)習(xí)研究,推導(dǎo)出新的能量粒度方程。其次針對筒輥磨的結(jié)構(gòu)問題,通過建立數(shù)學(xué)模型對筒輥磨的關(guān)鍵零件進(jìn)行設(shè)計研究,得出結(jié)構(gòu)參數(shù);通過建立力學(xué)模型對筒體和輥?zhàn)拥膽?yīng)力進(jìn)行理論計算,得出應(yīng)力參數(shù);根據(jù)壓縮反彈試驗,對物料在不同工況下的物料特性進(jìn)行研究,得出物料特性;通過推導(dǎo)出的筒輥磨的產(chǎn)量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系公式,計算出筒輥磨工作時筒體轉(zhuǎn)動參數(shù)。最后通過Ansys Workbench有限元仿真軟件對筒輥磨的進(jìn)行動力學(xué)仿真分析,獲得筒體和輥?zhàn)拥南嚓P(guān)的動力學(xué)數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵零件的壽命分析數(shù)據(jù);通過EDEM離散元分析軟件對筒輥磨的粉碎過程進(jìn)行仿真分析,分析結(jié)構(gòu)、喂料量和轉(zhuǎn)速對粉碎效果的影響,將分析結(jié)構(gòu)來對比經(jīng)驗值。本文通過對粉磨理論和粒度方程的研究,總結(jié)出了影響筒輥磨粉碎效果的因素,并根據(jù)粉碎能耗理論和粒度方程推導(dǎo)出新的方程,以此為基礎(chǔ)通過EDEM軟件影響因素進(jìn)行驗證。根據(jù)筒輥磨的結(jié)構(gòu)建立相關(guān)模型計算出結(jié)構(gòu)參數(shù)和應(yīng)力參數(shù),并通過Ansys Workbench軟件對計算結(jié)果進(jìn)行仿真分析得出應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果及疲勞壽命分析結(jié)果,驗證理論計算。
【關(guān)鍵詞】：層料擠壓技術(shù) 筒輥磨 有限元分析 離散元分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH69
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 筒輥磨的介紹12-13
• 1.2.1 筒輥磨的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 筒輥磨的工作原理13
• 1.3 層料粉碎理論及磨機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r13-16
• 1.3.1 層料粉碎理論的發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.3.2 磨機(jī)技術(shù)的發(fā)展14-16
• 1.4 存在的問題16-17
• 1.5 研究內(nèi)容和研究方法17-18
• 第2章 粉碎原理研究18-39
• 2.1 層料粉碎理論及粉碎能耗研究19-25
• 2.1.1 層料粉碎理論的定義19
• 2.1.2 層料粉碎的粉碎效果研究19-25
• 2.2 物料的粒度特性公式25-30
• 2.2.1 兩個經(jīng)典的粒度方程25-29
• 2.2.2 其他的粒度方程式29-30
• 2.3 能耗理論研究30-38
• 2.3.1 三種代表性理論30-34
• 2.3.2 能量方程和粒度方程的結(jié)合與推導(dǎo)34-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 關(guān)鍵參數(shù)的計算39-48
• 3.1 基于數(shù)學(xué)模型的筒輥磨的結(jié)構(gòu)參數(shù)39-43
• 3.1.1 筒輥磨的嚙入角α39-40
• 3.1.2 筒輥磨的壓力角θ40
• 3.1.3 物料的平均粒度d40-41
• 3.1.4 輥?zhàn)影霃脚c物料半徑比t41-42
• 3.1.5 輥?zhàn)雍屯搀w半徑比k42-43
• 3.2 基于力學(xué)模型筒輥磨重要參數(shù)計算43-45
• 3.2.1 計算物料的受力43-45
• 3.3 物料特性的研究計算45-46
• 3.4 滾筒產(chǎn)量和速度的關(guān)系計算46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 筒輥磨輥?zhàn)雍屯搀w的有限元分析48-61
• 4.1 有限元分析的基本思路48
• 4.2 有限元分析軟件ANSYS Workbench48-49
• 4.2.1 ANSYS Workbench的介紹48-49
• 4.2.2 ANSYS Workbench的工作流程49
• 4.3 筒輥磨模型的簡化49-50
• 4.4 前處理50-53
• 4.4.1 網(wǎng)格劃分和單元的選用50-51
• 4.4.2 材料選取51-52
• 4.4.3 施加約束條件52
• 4.4.4 建立接觸副52-53
• 4.5 加載求解53
• 4.6 結(jié)果分析53-60
• 4.6.1 輥?zhàn)拥慕Y(jié)果和后處理53-57
• 4.6.2 筒體的結(jié)果和后處理57-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 第5章 對筒輥磨離散元分析研究61-81
• 5.1 離散元元素方法及離散元分析軟件EDEM61
• 5.2 EDEM包含的模塊及其特點(diǎn)61-63
• 5.3 影響筒輥磨粉碎效果的因素分析63
• 5.4 筒輥磨模型的簡化63-64
• 5.5 前處理64-68
• 5.5.1 設(shè)置全局模型參數(shù)64-66
• 5.5.2 設(shè)置材料運(yùn)動特性和顆粒工廠66-67
• 5.5.3 設(shè)置仿真區(qū)域67-68
• 5.6 仿真求解68-69
• 5.7 后處理69-80
• 5.7.1 不同的筒輥比對粉碎結(jié)果的影響70-72
• 5.7.2 不同的喂料量對粉碎效果的影響72-76
• 5.7.3 不同的筒體轉(zhuǎn)速對粉碎效果的影響76-80
• 5.8 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利87-88
• 致謝88

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本文編號：525112