带式输送机滚筒的结构优化与再制造

发布时间：2017-08-05 01:12

  本文关键词：带式输送机滚筒的结构优化与再制造

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【摘要】：随着散状物料应用行业的新发展,带式输送机作为输送领域的重要设备,对其提出了新的要求;高速、长距离、大输送量、智能化以及低事故发生率等,滚筒作为其重要的承载和传动部件,其结构的可靠性和高品质的质量受到了越来越多的关注,及时地对滚筒失效进行再制造修复,对提高带式输送机设备整体的性能和安全性起着关键性的作用。首先,本文通过对带式输送机滚筒资料的学习研究,对滚筒进行了不同的分类,对其结构进行理论分析,并对组成滚筒的各个零部件进行了详细的结构设计计算,利用ANSYS软件分别对传统滚筒和铸焊滚筒进行模型建立,划分网格,添加约束,施加载荷,进行静态计算,找出最大应力处与最大变形位移,并进行了校核,掌握两种类型滚筒的基本应力和变形情况;并进行校核比较,针对这些应力和变形情况,采用相应的再制造技术进行修复,使滚筒的静态特性有了显著提高。提高滚筒结构设计的安全性和可靠性。其次,在滚筒优化设计部分,滚筒的结构及尺寸对滚筒的整体重量有着严重的影响,针对铸焊滚筒利用有限元分析软件,对此类滚筒进行目标优化,选择了三个优化变量,以滚筒的总质量为目标函数,对比滚筒优化前后,实现滚筒的轻量化,在满足强度刚度的前提下,达到了理想的优化结果,同时还进行了模态分析,确定结构的振动特性,了解在不同阶模态下的固有频率,对生产实际具有很大的指导意义。最后,介绍了再制造修复技术在滚筒中的应用,作为承载部件的滚筒由于结构和受载情况的不同,很容易受到破坏,针对各种失效形式,采取相应的再制造技术,对其进行修复,完善滚筒的性能,延长滚筒及整机的使用寿命。
【关键词】：带式输送机滚筒 有限元分析 ANSYS Workbench 再制造
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH222
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及概述10-13
• 1.2 国内外滚筒的发展水平及再制造技术的现状13-16
• 1.2.1 滚筒的国内外发展状况13-14
• 1.2.2 再制造的国内外的发展状况14-16
• 1.3 本文研究的目的与意义16
• 1.4 研究的内容与方法16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 带式输送机滚筒的结构理论分析18-38
• 2.1 滚筒的分类与结构18-19
• 2.1.1 滚筒的分类18-19
• 2.1.2 滚筒的结构19
• 2.2 滚筒分析计算的理论部分19-22
• 2.2.1 传动理论19-20
• 2.2.2 滚筒的受力分析20-22
• 2.3 传统滚筒的参数及设计计算22-32
• 2.3.1 筒皮设计22-24
• 2.3.2 滚筒轴的设计24-27
• 2.3.3 辐板的设计27-29
• 2.3.4 轮毂的设计29-31
• 2.3.5 联接构件的设计31-32
• 2.4 铸焊滚筒参数设计及计算32-34
• 2.5 滚筒失效形式及原因分析34-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第三章 滚筒的有限元分析38-51
• 3.1 有限元分析的概述38-39
• 3.1.1 有限元法的基本原理38
• 3.1.2 有限元软件ANSYS简介38-39
• 3.2 传统滚筒的有限元分析39-47
• 3.2.1 建立模型39-40
• 3.2.2 设置材料特性及单元选择40-41
• 3.2.3 模型中的网格划分41-43
• 3.2.4 施加约束43-44
• 3.2.5 载荷的分析计算与添加44-45
• 3.2.6 求解与后处理45-47
• 3.3 铸焊滚筒的有限元分析47-49
• 3.4 两种滚筒的有限元分析结果对比及对失效形式的影响49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 滚筒的优化设计51-69
• 4.1 优化设计的概述51-52
• 4.2 滚筒的优化设计52-63
• 4.2.1 滚筒优化的背景及意义52
• 4.2.2 优化设计模块与工具——Design Exploration52-53
• 4.2.3 Design Exploration的特点53
• 4.2.4 滚筒的优化设计53-63
• 4.2.5 优化前后结果分析63
• 4.3 基于Workbench的滚筒动力学分析63-67
• 4.3.1 动力学分析简介63
• 4.3.2 模态分析概述63-64
• 4.3.3 滚筒的模态分析64-67
• 4.3.4 模态分析结果对滚筒失效形式的影响67
• 4.4 本章小结67-69
• 第五章 再制造技术在滚筒中的应用69-78
• 5.1 再制造技术在滚筒中的修复应用69-77
• 5.1.1 再制造特种修复技术的种类69-74
• 5.1.2 再制造在滚筒中的应用74-77
• 5.2 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 6.1 主要结论78
• 6.2 展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 攻读学位期间发表的学术论文目录85-86

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本文编号：622542