本文關鍵詞：斗式提升機的參數(shù)化設計及仿真分析

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【摘要】：斗式提升機是一種連續(xù)輸送機械，通常將物料垂直提升，在某些特殊條件下也可傾斜運送。料斗通過尾部自動裝料，在運轉過頭部鏈輪后又自行拋料。已在水泥、冶金與食品儲運等行業(yè)獲得了普遍的使用。 本文結合NE150斗式提升機的結構設計，提出將參數(shù)化設計及動力學仿真用于斗式提升機的設計，并研究了相關的理論與技術問題。 本文對斗式提升機的運行理論展開了較深入的研究。首先，建立了斗式提升機系統(tǒng)的多自由度運動微分方程，得到了鏈節(jié)張力的計算方法；其次，研究了斗式提升機離心式卸料方式的物料拋出規(guī)律，尋找出對拋料性能產(chǎn)生影響的主要相關參數(shù)，為斗式提升機頭部殼體的設計奠定了一定的理論基礎。 針對現(xiàn)有斗式提升機實際運行中存在的問題，對斗式提升機重要零部件進行了不同程度的結構改進，使之更加滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求。 將參數(shù)化設計用于斗式提升機的開發(fā)，，提升了機械產(chǎn)品設計的效率與質量。利用尺寸驅動，不僅可以讓用戶對設計產(chǎn)品有了較為直觀準確的了解，而且可以任意修改設計對象的尺寸。在高級的CAD軟件中，所有參與設計過程的參數(shù)均可以看作為變量，并且可以建立起彼此間的約束與表達式。這些參數(shù)間的聯(lián)系能夠越過CAD軟件的各個板塊，進而實現(xiàn)這些參數(shù)的全相關。參數(shù)化設計為完成機械設計自動化奠定了前提與基礎。 斗式提升機的輸送鏈提升高度較高，故鏈節(jié)數(shù)較多，其動力學仿真分析有一定難度，一般都是采用縮小模型或者非完整建模進行仿真分析。本文對斗式提升機創(chuàng)建了完整的三維實體模型，并完成了動力學仿真，通過宏命令的應用解決了鏈節(jié)數(shù)較多的情況下仿真難問題。在仿真的基礎上，對輸送鏈系統(tǒng)的鏈條抖動量、從動輪角速度變化、嚙合沖擊力及鏈條最大張力進行了分析研究。 在動力學仿真的基礎上，對斗式提升機的關鍵零部件在一定載荷作用下的應力、應變狀態(tài)進行了有限元分析，得出了它們在實際工況影響下的應變狀態(tài)與應力分布規(guī)律，不但可以快速、準確地對其強度與剛度等進行校核，而且能夠直觀地反映其應力集中的位置，也能夠便利地查詢其上任何位置的應力和變形值。
【關鍵詞】：斗式提升機 運行理論 參數(shù)化設計 動力學仿真 有限元分析
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內(nèi)外提升機的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國內(nèi)外輸送機的發(fā)展歷史12
• 1.2.2 我國斗式提升機的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 斗式提升機的發(fā)展趨勢13
• 1.3 斗式提升機系統(tǒng)組成和分類13-18
• 1.3.1 斗式提升機的組成14-15
• 1.3.2 斗式提升機的工作原理15-16
• 1.3.3 斗式提升機的分類16-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 斗式提升機系統(tǒng)的運行理論19-31
• 2.1 斗式提升機系統(tǒng)的基本動力學方程19-21
• 2.2 斗式提升機系統(tǒng)裝料方式21-22
• 2.3 斗式提升機的卸料過程分析22-28
• 2.3.1 物料卸料時的運動學分析22-27
• 2.3.2 物料卸料時的運動學描述27-28
• 2.4 斗式提升機的設計計算28-30
• 2.4.1 提升能力計算28-29
• 2.4.2 料斗容積計算29
• 2.4.3 鏈條最大張力計算29-30
• 2.4.4 輸送電動機功率計算30
• 2.5 本章小結30-31
• 第三章 斗式提升機的結構設計31-41
• 3.1 斗式提升機頭部結構及其改進設計31-37
• 3.1.1 斗式提升機傳動方式選擇31-34
• 3.1.2 斗式提升機頭軸的結構改進設計34-35
• 3.1.3 斗式提升機頭部鏈輪的改進設計35-37
• 3.2 斗式提升機機殼結構設計37-38
• 3.2.1 斗式提升機頭部機殼結構設計37
• 3.2.2 斗式提升機中間機殼結構設計37-38
• 3.2.3 斗式提升機尾部機殼結構設計38
• 3.3 斗式提升機尾部結構及其改進設計38-40
• 3.3.1 斗式提升機尾輪的改進設計38-39
• 3.3.2 斗式提升機尾部密封的設計39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 斗式提升機參數(shù)化 CAD 系統(tǒng)研究41-57
• 4.1 現(xiàn)代設計方法概述41-42
• 4.2 參數(shù)化 CAD 系統(tǒng)開發(fā)理論基礎42-43
• 4.2.1 參數(shù)化設計概述42-43
• 4.2.2 參數(shù)化繪圖的方法43
• 4.3 基于 UG 的三維參數(shù)化設計方法43-46
• 4.3.1 UG 的幾種參數(shù)化方法43-45
• 4.3.2 程序設計法的二次開發(fā)工具45-46
• 4.4 斗式提升機 CAD 系統(tǒng)參數(shù)化設計46-56
• 4.4.1 環(huán)境變量的設置與注冊47-48
• 4.4.2 創(chuàng)建斗式提升機常用零件參數(shù)化模型樣板48-49
• 4.4.3 系統(tǒng)用戶化交互界面的建立49-53
• 4.4.4 創(chuàng)建參數(shù)化可執(zhí)行程序53-54
• 4.4.5 斗式提升機參數(shù)化設計系統(tǒng)運行范例54-56
• 4.5 本章小結56-57
• 第五章 斗式提升機的仿真與有限元分析57-71
• 5.1 斗式提升機輸送鏈系統(tǒng)模型的建立57-59
• 5.1.1 輸送鏈系統(tǒng)模型簡化57-59
• 5.1.2 輸送鏈系統(tǒng)模型裝配組成59
• 5.2 斗式提升機輸送鏈系統(tǒng)動力學仿真59-62
• 5.2.1 輸送鏈傳動模型的導入59-60
• 5.2.2 創(chuàng)建約束60-61
• 5.2.3 添加驅動61
• 5.2.4 施加載荷61-62
• 5.2.5 驗證模型62
• 5.3 仿真結果分析62-65
• 5.3.1 鏈條抖動量63
• 5.3.2 尾輪旋轉速度變化63-64
• 5.3.3 嚙合沖擊力變化64-65
• 5.3.4 鏈條張力65
• 5.4 斗式提升機重要零件的有限元分析65-69
• 5.4.1 頭軸的有限元分析65-67
• 5.4.2 內(nèi)鏈節(jié)的有限元分析67-68
• 5.4.3 外鏈節(jié)的有限元分析68-69
• 5.5 本章小結69-71
• 第六章 結論與展望71-73
• 6.1 結論71-72
• 6.2 研究展望72-73
• 參考文獻73-77
• 作者簡介77-78
• 致謝78

【參考文獻】

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本文編號：869389