本文關(guān)鍵詞：通軸式盤磨機(jī)主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著造紙盤磨機(jī)朝著大型化和精細(xì)化方向發(fā)展,對(duì)盤磨機(jī)主軸的要求也越來(lái)越高。造紙盤磨機(jī)一般采用懸臂式和通軸式兩種結(jié)構(gòu)方式。目前市場(chǎng)上較流行的是懸臂式盤磨機(jī),而通軸式盤磨機(jī)相較于懸臂式盤磨機(jī)在平行度等方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但因磨片更換難等問(wèn)題逐漸淡出市場(chǎng)。本文在保留原通軸式盤磨機(jī)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)通軸式盤磨機(jī)整機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。新設(shè)計(jì)的盤磨機(jī)的整機(jī)主要由主軸電機(jī)、主軸、動(dòng)盤調(diào)節(jié)裝置、定盤調(diào)節(jié)裝置、前軸承組合、后軸承組及底座等部分組成。本文旨在分析通軸式盤磨機(jī)主軸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。在自行重新設(shè)計(jì)通軸式盤磨機(jī)的基礎(chǔ)上,本文深入研究了盤磨機(jī)主軸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為,建立了主軸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及仿真模型,分析研究了主軸系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,為通軸式盤磨機(jī)的進(jìn)一步研究提供參考。本文的主要研究工作及其結(jié)論如下：(1)查閱大量中、外文文獻(xiàn),參考以往造紙盤磨機(jī)、熱磨機(jī)以及其他機(jī)械機(jī)構(gòu),重新設(shè)計(jì)了一臺(tái)造紙盤磨機(jī)。選擇具有典型粘彈性性質(zhì)特性的Kelvin-Voigt模型來(lái)描述支承單元軸承組,用集中質(zhì)量單元描述主軸、動(dòng)盤和磨片,然后采用傳遞矩陣法建立通軸式盤磨機(jī)主軸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。(2)對(duì)該課題實(shí)際所涉及的通軸式盤磨機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)磨盤直徑、所需電機(jī)功率、主軸直徑、軸承選型、磨室結(jié)構(gòu)和微調(diào)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。(3)利用ANSYS/Workbench平臺(tái)建立主軸靜力狀態(tài)下的仿真模型。通過(guò)主軸的位移及應(yīng)力變化,觀察主軸的靜剛度,分析主軸設(shè)計(jì)是否合理,為動(dòng)態(tài)特性分析做理論基礎(chǔ)。(4)對(duì)主軸的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析。模態(tài)分析：求解主軸、動(dòng)盤及磨片組成的系統(tǒng)的前六階模態(tài),得到其固有頻率,對(duì)前六階進(jìn)行振型描述,計(jì)算出主軸的一階臨界轉(zhuǎn)速；諧響應(yīng)分析：分析主軸在承受周期性載荷時(shí)的周期性響應(yīng),從而預(yù)測(cè)主軸的持續(xù)動(dòng)力學(xué)特性,驗(yàn)證前面設(shè)計(jì)能否成功地克服共振、疲勞及其他受迫振動(dòng)引起的有害效果；動(dòng)力學(xué)特性分析：在ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真軟件中,模擬主軸系統(tǒng)在工作穩(wěn)態(tài)下主軸的剛度。工作穩(wěn)態(tài)時(shí),主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng),主軸右端受到對(duì)稱轉(zhuǎn)矩作用。對(duì)主軸上各部件在主軸上位置進(jìn)行標(biāo)記,觀察各標(biāo)記點(diǎn)在主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)下的位置變化,分析主軸動(dòng)態(tài)下的剛度。(5)在ANSYS/Workbench中對(duì)主軸重新進(jìn)行參數(shù)化建模,以P1、P2左右軸承到動(dòng)盤的距離為變量,使主軸在直徑不變的情況下,通過(guò)移動(dòng)軸承位置,改變主軸跨度,使主軸剛度達(dá)到最大、形變量最小。該種情況下得到的主軸跨度即為主軸的最優(yōu)跨度。
【關(guān)鍵詞】：造紙盤磨機(jī) 主軸系統(tǒng) ANSYS/Workbench 仿真分析 動(dòng)態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TS73
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 課題的研究背景及意義10-11
• 1.3 盤磨機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 通軸式盤磨機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)15-26
• 2.1 主軸結(jié)構(gòu)形式的確定15-17
• 2.2 主軸的結(jié)構(gòu)形式及計(jì)算17-19
• 2.2.1 磨盤直徑計(jì)算17
• 2.2.2 功率消耗的計(jì)算17-18
• 2.2.3 主軸直徑計(jì)算18-19
• 2.3 前軸承組結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)19-21
• 2.3.1 圓錐滾子軸承組的嘗試性設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.2 組合軸承形式的確定20-21
• 2.4 后軸承組形式的確定21
• 2.5 磨室結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)部分的設(shè)計(jì)21-22
• 2.6 動(dòng)盤間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22-23
• 2.6.1 動(dòng)盤調(diào)整原理22-23
• 2.6.2 調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算23
• 2.7 整機(jī)概述23-25
• 2.7.1 組成部分23-24
• 2.7.2 工作原理24
• 2.7.3 優(yōu)點(diǎn)總結(jié)24-25
• 2.8 本章小結(jié)25-26
• 3 主軸系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模分析26-37
• 3.1 軸承動(dòng)力學(xué)模型的選擇26-29
• 3.2 單元傳遞矩陣29-34
• 3.2.1 質(zhì)量單元30-32
• 3.2.2 梁?jiǎn)卧?/span>32-34
• 3.2.3 支承單元34
• 3.3 軸的傳遞矩陣34-35
• 3.4 主軸固有頻率的計(jì)算35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 主軸的靜力分析37-45
• 4.1 有限元法及ANSYS/Workbench軟件簡(jiǎn)介37-40
• 4.1.1 有限元法概述37
• 4.1.2 ANSYS軟件及Workbench平臺(tái)簡(jiǎn)介37-38
• 4.1.3 ANSYS/Workbench靜力分析理論基礎(chǔ)38-39
• 4.1.4 ANSYS/Workbench靜力分析步驟39-40
• 4.2 主軸靜力分析40-44
• 4.2.1 構(gòu)建幾何模型40-42
• 4.2.2 建立有限元模型42
• 4.2.3 載荷的施加42-43
• 4.2.4 云圖結(jié)果及分析43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 5 主軸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化45-59
• 5.1 主軸系統(tǒng)的模態(tài)分析45-48
• 5.1.1 模態(tài)分析的基本理論45-46
• 5.1.2 模態(tài)分析主要方法46
• 5.1.3 主軸系統(tǒng)模態(tài)分析步驟46-48
• 5.1.3.1 建立模型46
• 5.1.3.2 加載及求解46
• 5.1.3.3 模態(tài)結(jié)果后處理46-48
• 5.1.4 臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算48
• 5.2 主軸系統(tǒng)諧響應(yīng)分析48-51
• 5.2.1 諧響應(yīng)分析基本理論48-49
• 5.2.2 諧響應(yīng)分析流程49
• 5.2.3 諧響應(yīng)分析過(guò)程及步驟49-51
• 5.2.3.1 模型建立49-50
• 5.2.3.2 諧響應(yīng)分析約束條件及載荷50
• 5.2.3.3 結(jié)果及分析50-51
• 5.3 主軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析51-53
• 5.3.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立51-52
• 5.3.2 接觸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力加載52
• 5.3.3 結(jié)果及分析52-53
• 5.4 主軸優(yōu)化設(shè)計(jì)53-58
• 5.4.1 ANSYS/workbench程序常用優(yōu)化方法54
• 5.4.2 優(yōu)化變量及數(shù)學(xué)模型54-55
• 5.4.3 主軸跨度優(yōu)化設(shè)計(jì)基本步驟55-56
• 5.4.4 建立參數(shù)化模型56-57
• 5.4.5 優(yōu)化結(jié)果及分析57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 課題總結(jié)59-60
• 6.2 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題60-61
• 7 參考文獻(xiàn)61-66
• 8 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況66-67
• 9 致謝67

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本文編號(hào)：431792