發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 14:00

【摘要】：本文針對(duì)移動(dòng)式破碎站中雙齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì)流程繁雜、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)成本高等問(wèn)題,結(jié)合山西省煤基重點(diǎn)科研項(xiàng)目“大型移動(dòng)式破碎站關(guān)鍵技術(shù)研究(MJ2014-02)”和國(guó)家自然基金“多履帶行走裝置機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)及自適應(yīng)控制(51775225)”對(duì)移動(dòng)式破碎站中的雙齒輥破碎機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化平臺(tái)研究分析。首先在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了破碎理論、破碎技術(shù)以及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀。根據(jù)雙齒輥破碎機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用Visual Basic 6.0作為SolidWoks二次開(kāi)發(fā)工具搭建了雙齒輥破碎機(jī)參數(shù)化建模平臺(tái),并根據(jù)生成的幾何模型尺寸參數(shù)對(duì)生產(chǎn)能力進(jìn)行初步計(jì)算,結(jié)果表明滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。然后利用生成的幾何模型作為研究對(duì)象,建立了適用于雙齒輥破碎機(jī)的物料破碎的數(shù)學(xué)模型。最后將滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的入料粒度分布帶入到模型中進(jìn)行計(jì)算得到物料破碎后的產(chǎn)品粒度分布,結(jié)果顯示與設(shè)計(jì)要求非常符合。運(yùn)用單軸壓縮試驗(yàn)和巴西圓盤(pán)試驗(yàn)對(duì)物料模型的凝結(jié)參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,并用標(biāo)定的參數(shù)在EDEM中建立了雙齒輥破碎機(jī)的DEM模型。提取了仿真模型的生產(chǎn)率,結(jié)果表明滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。提取并分析了齒輥受力情況,并通過(guò)轉(zhuǎn)換公式計(jì)算出來(lái)破碎功率,和理論計(jì)算結(jié)果非常吻合。提取并分析了同一齒環(huán)不同輥齒的受力情況,分析發(fā)現(xiàn)每個(gè)輥齒的峰值載荷非常接近,峰值載荷時(shí)的輥齒位置幾乎完全相同(齒輥位置角度差別在-1°~1°之間),基本全部在兩齒輥中軸線(xiàn)所在平面的中間位置。建立了齒環(huán)的EDEM-ANSYS Workbench的耦合仿真模型,提取并分析了同一齒環(huán)不同輥齒的變形云圖、應(yīng)力云圖、應(yīng)變?cè)茍D以及載荷云圖,結(jié)果表明輥齒滿(mǎn)足強(qiáng)度剛度的設(shè)計(jì)要求。編寫(xiě)了一套針對(duì)不同齒線(xiàn)形狀的錐齒輪都通用的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度的可靠性計(jì)算程序,采用遺傳算法對(duì)錐齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)并利用MATLAB軟件將整個(gè)可靠性?xún)?yōu)化計(jì)算過(guò)程編寫(xiě)成程序代碼,并最終包裝生成程序文件。然后以第2章設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)的錐齒輪為幾何模型,以第3章DEM仿真結(jié)果作為載荷條件進(jìn)行了錐齒輪可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。最后介紹了蒙塔卡羅求解齒輪可靠度的方法,并對(duì)上述優(yōu)化結(jié)果得到的可靠度進(jìn)行了驗(yàn)證分析。本文開(kāi)發(fā)了雙齒輥破碎機(jī)參數(shù)化建模的設(shè)計(jì)平臺(tái),建立了雙齒輥破碎機(jī)的破碎物料的數(shù)學(xué)模型,基于DEM建立了雙齒輥破碎機(jī)的離散元仿真模型,利用EDEM-Workbench耦合仿真對(duì)輥齒的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核分析,為提高雙齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)工作提供了參考。本文采用MATLAB的GUIDE模塊搭建了錐齒輪可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的分析平臺(tái),為雙齒輥破碎機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和可靠性?xún)?yōu)化分析提供新的設(shè)計(jì)思路。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TD451
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 選題的背景及意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)在各個(gè)領(lǐng)域都取得了巨大的發(fā)展，而這些行業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)能源開(kāi)采行業(yè)的支撐，尤其是煤礦開(kāi)采行業(yè)，它已成為社會(huì)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ钏蕾?lài)的重要能源之一。兩千多年前我國(guó)勞動(dòng)人民就已經(jīng)知道如何利用煤炭，現(xiàn)代煤炭的開(kāi)采也有百年的歷史，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈的當(dāng)今，能夠合理有效的對(duì)煤炭等能源進(jìn)行開(kāi)采，對(duì)國(guó)家的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)的煤炭資源比較豐富，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，為了提高開(kāi)采工作的效率，就必須使用更加先進(jìn)的技術(shù)，利用更為現(xiàn)代化、自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備，這對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展建設(shè)有著重要的意義。

圖 1.4 物料破碎過(guò)程在外力的作用下將大塊的物料加工成小塊物料的破碎，或者以壓力和沖擊力的方式使礦石破碎，個(gè)過(guò)程中使用的設(shè)備稱(chēng)為破碎機(jī)。兩個(gè)工作面施加壓力使礦物破碎，如圖 1.5（a）尖齒楔入礦石的劈開(kāi)力使礦物破碎，如圖 1.5（工作面相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力將礦物破碎，如圖沖擊能量使礦物破碎，如圖 1.5（d）所示。

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