本文關(guān)鍵詞：圓錐過渡階梯形變幅桿設(shè)計及超聲粉碎實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲振動粉碎顆粒是利用超聲波的高頻振動和高能量密度等特點,通過超聲變幅桿進(jìn)行擴(kuò)大振幅并將能量聚集,進(jìn)而撞擊碾壓顆粒,從而達(dá)到粉碎顆粒目的。本文主要利用超聲振動粉碎顆粒,設(shè)計相匹配的圓錐過渡階梯形變幅桿,驗證了超聲振動粉碎的可行性,對顆粒的粉碎具有一定研究價值和意義。本文通過設(shè)計超聲粉碎系統(tǒng),包括核心元件圓錐過渡階梯形變幅桿的設(shè)計和模擬分析,來進(jìn)行硅砂等顆粒粉碎的實驗研究,最后證明超聲粉碎可行性和合理性。超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波,經(jīng)由超聲換能器將高頻電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率,然后由圓錐過渡階梯形變幅桿放大振幅提高振速比,對物料槽孔內(nèi)的顆粒進(jìn)行粉碎作用。超聲粉碎裝置包含微調(diào)機(jī)構(gòu)部分,可對粉碎區(qū)域的高度進(jìn)行微調(diào),保證了一定粒度范圍的顆粒的粉碎;裝置中有擋圈裝置,方便粉碎后粉體的收集。該超聲粉碎方式為干式粉碎,主要適用于粉碎一些硬脆性、易磨性的物料。本文研究超聲振動粉碎顆粒,主要完成以下幾部分的工作:(1)概述粉體在生活中的重要性,在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,具有廣闊發(fā)展的前景;闡述超聲加工技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用范圍,在一些領(lǐng)域里取得的新進(jìn)展;利用超聲振動來粉碎顆粒具有一定研究價值和深遠(yuǎn)意義。(2)探究粉體物料的相關(guān)性質(zhì),包括幾何性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì)等;闡述粒度分布規(guī)律,利用激光粒度分布儀對顆粒粒度測定及闡明原理;探究粉體顆粒的相關(guān)粉碎機(jī)理,包括粉碎方式和模型、粉碎力學(xué)性能、粉碎功耗學(xué)說和單顆粒粉碎機(jī)理等。(3)對超聲粉碎系統(tǒng)設(shè)計分析,包括圓錐過渡階梯形變幅桿的設(shè)計和ANSYS模擬分析。設(shè)計超聲粉碎裝置并對一些重要零部件進(jìn)行分析,闡明其工作原理和運動原理,探究裝置粉碎的過程和機(jī)理。(4)利用解析法,對圓錐過渡階梯形超聲變幅桿的節(jié)點位置、放大系數(shù)等相關(guān)參數(shù)的理論值進(jìn)行計算。利用ANSYS軟件對圓錐過渡階梯形超聲變幅桿進(jìn)行模擬分析,通過建立模型、網(wǎng)格劃分、諧響應(yīng)分析和模態(tài)分析等對變幅桿相關(guān)參數(shù)進(jìn)行求解,得到ANSYS的參數(shù)模擬值。變幅桿的模擬值、理論值和實測值三者較為接近,驗證ANSYS方法對變幅桿模擬分析的合理性,同時也提供了新途徑。(5)對顆粒粉碎進(jìn)行數(shù)學(xué)建模;利用超聲粉碎系統(tǒng)進(jìn)行粉碎實驗研究。通過測定幾個特定的不同時間節(jié)點硅砂顆粒的粒徑體積分?jǐn)?shù)D95,其值不斷減小,證明利用圓錐過渡階梯形變幅桿的超聲粉碎裝置粉碎顆粒是切實可行的。通過控制變量的方法,分別改變實驗中超聲換能器的功率、粉碎不同性質(zhì)的物料、變幅桿類型等實驗參數(shù),探究粉碎效果與實驗條件的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：粉體 超聲粉碎 粉碎機(jī)理 圓錐過渡階梯形變幅桿
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG663
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 選題背景及意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 粉體制備的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 超聲加工及超聲粉碎技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-19
• 第二章 粉體的性質(zhì)及相關(guān)粉碎機(jī)理19-37
• 2.1 粉體的概述19-24
• 2.1.1 粉體的定義和種類的劃分19-21
• 2.1.2 顆粒的幾何性質(zhì)21-24
• 2.2 粉體的粒度分布及測定24-27
• 2.2.1 粉體粒度分布24-25
• 2.2.2 粉體粒度測定25-27
• 2.3 粉體的相關(guān)物理性質(zhì)探究27-30
• 2.3.1 顆粒間的相互作用力27-28
• 2.3.2 粉體物料的強(qiáng)度28-29
• 2.3.3 粉體物料的硬度29
• 2.3.4 粉體物料的易磨性29-30
• 2.4 粉碎的相關(guān)理論30-35
• 2.4.1 粉體粉碎的方式和粉碎模型30-31
• 2.4.2 粉碎相關(guān)力學(xué)性能31-33
• 2.4.3 三大粉粹功耗學(xué)說33-34
• 2.4.4 單顆粒粉碎機(jī)理34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第三章 超聲粉碎實驗裝置的設(shè)計與分析37-45
• 3.1 超聲裝置的粉碎機(jī)理37-39
• 3.1.1 超聲粉碎的機(jī)理37-38
• 3.1.2 超聲裝置相關(guān)設(shè)備的作用38-39
• 3.2 超聲粉碎裝置設(shè)計與分析39-40
• 3.3 超聲粉碎裝置重要零部件設(shè)計與分析40-43
• 3.3.1 上、下滑塊的設(shè)計與分析40-41
• 3.3.2 超聲裝置微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析41-43
• 3.3.3 擋圈的設(shè)計與分析43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 圓錐過渡階梯形超聲變幅桿的設(shè)計與分析45-57
• 4.1 超聲復(fù)合變幅桿的設(shè)計45-47
• 4.1.1 變幅桿的相關(guān)性能參數(shù)指標(biāo)和常見分類45-46
• 4.1.2 超聲粉碎圓錐過渡階梯形變幅桿的設(shè)計46-47
• 4.2 圓錐過渡階梯形變幅桿參數(shù)的理論值計算47-50
• 4.3 圓錐過渡階梯形變幅桿的ANSYS模擬分析50-54
• 4.3.1 超聲復(fù)合變幅桿的模型建立50-51
• 4.3.2 超聲復(fù)合變幅桿的模態(tài)modal分析51-52
• 4.3.3 超聲復(fù)合變幅桿的諧響應(yīng)harmonic分析52-54
• 4.4 超聲復(fù)合變幅桿的相關(guān)參數(shù)值的分析比較和結(jié)論54-56
• 4.4.1 超聲變幅桿的相關(guān)參數(shù)的實測值54-55
• 4.4.2 變幅桿三種不同方法的相關(guān)參數(shù)的比較分析和結(jié)論55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 超聲振動顆粒粉碎實驗57-69
• 5.1 粉碎數(shù)學(xué)模型的建立57-58
• 5.2 超聲粉碎可行性實驗58-62
• 5.2.1 可行性粉碎實驗條件58-59
• 5.2.2 可行性粉碎實驗結(jié)果及分析59-61
• 5.2.3 可行性粉碎實驗小結(jié)61-62
• 5.3 圓錐過渡階梯形變幅桿超聲粉碎對比實驗62-64
• 5.3.1 變幅桿對比實驗條件62
• 5.3.2 變幅桿對實驗結(jié)果及小結(jié)62-64
• 5.4 不同轉(zhuǎn)換功率的超聲粉碎實驗64-66
• 5.4.1 不同轉(zhuǎn)換功率的粉碎實驗條件64
• 5.4.2 不同功率的粉碎結(jié)果分析及小結(jié)64-66
• 5.5 不同粉體物料超聲粉碎實驗66-68
• 5.5.1 不同物料粉體的粉碎實驗條件66
• 5.5.2 不同粉體物料粉碎實驗分析及小結(jié)66-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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