本文關鍵詞：基于層料粉碎理論的筒輥磨結構設計理論及設計方法研究

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【摘要】：層料粉碎理論是現代粉磨機的理論基礎。筒輥磨的優(yōu)點有: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)展中占據著十分重要的地位。但是就目前國內的情況來看,筒輥磨的技術大部分被國外壟斷,國內發(fā)展十分緩慢。首先本文總結分析國內外發(fā)展狀況,及筒輥磨工作結構原理的研究,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習研究,推導出新的能量粒度方程。其次針對筒輥磨的結構問題,通過建立數學模型對筒輥磨的關鍵零件進行設計研究,得出結構參數;通過建立力學模型對筒體和輥子的應力進行理論計算,得出應力參數;根據壓縮反彈試驗,對物料在不同工況下的物料特性進行研究,得出物料特性;通過推導出的筒輥磨的產量與轉速的關系公式,計算出筒輥磨工作時筒體轉動參數。最后通過Ansys Workbench有限元仿真軟件對筒輥磨的進行動力學仿真分析,獲得筒體和輥子的相關的動力學數據以及關鍵零件的壽命分析數據;通過EDEM離散元分析軟件對筒輥磨的粉碎過程進行仿真分析,分析結構、喂料量和轉速對粉碎效果的影響,將分析結構來對比經驗值。本文通過對粉磨理論和粒度方程的研究,總結出了影響筒輥磨粉碎效果的因素,并根據粉碎能耗理論和粒度方程推導出新的方程,以此為基礎通過EDEM軟件影響因素進行驗證。根據筒輥磨的結構建立相關模型計算出結構參數和應力參數,并通過Ansys Workbench軟件對計算結果進行仿真分析得出應力應變結果及疲勞壽命分析結果,驗證理論計算。
【關鍵詞】：層料擠壓技術 筒輥磨 有限元分析 離散元分析
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 筒輥磨的結構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的發(fā)展狀況13-16
• 1.3.1 層料粉碎理論的發(fā)展狀況13-14
• 1.3.2 磨機技術的發(fā)展14-16
• 1.4 存在的問題16-17
• 1.5 研究內容和研究方法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合與推導34-38
• 2.4 本章小結38-39
• 第3章 關鍵參數的計算39-48
• 3.1 基于數學模型的筒輥磨的結構參數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 輥子半徑與物料半徑比t41-42
• 3.1.5 輥子和筒體半徑比k42-43
• 3.2 基于力學模型筒輥磨重要參數計算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 滾筒產量和速度的關系計算46-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第4章 筒輥磨輥子和筒體的有限元分析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 結果分析53-60
• 4.6.1 輥子的結果和后處理53-57
• 4.6.2 筒體的結果和后處理57-60
• 4.7 本章小結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 設置全局模型參數64-66
• 5.5.2 設置材料運動特性和顆粒工廠66-67
• 5.5.3 設置仿真區(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 不同的筒體轉速對粉碎效果的影響76-80
• 5.8 本章小結80-81
• 結論81-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及專利87-88
• 致謝88

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本文編號：525112