大型立式粉磨机关键部件的有限元分析

发布时间：2017-02-08 12:44

  本文关键词：立磨关键部件有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

《江西理工大学》 2013年

大型立式粉磨机关键部件的有限元分析

黄书烽  

【摘要】：立式粉磨机在国内外被广泛地应用，是一种高效的粉磨以及烘干的大型设备，，已经广泛应用于粉磨高炉矿渣、水泥熟料等工艺原材料。立磨是根据物料粉磨原理来设计和研发的，具备有效率高、能耗低、磨料适应性好、烘干能力强、维修保养方便等优点，因此近年来在水泥行业得到了广泛地应用。但国内该设备主要靠进口，大型立磨研发技术主要被国外几家公司所垄断，尽管近年来国内对立磨有了一定研究，但与国外相比还有很大的差距。 本课题应用结构分析的基本理论和有限元分析手段，选择了立磨的立柱等部件作为研究对象，进行了结构分析及优化设计。首先，论文概述了立磨的工作原理、选粉原理以及结构特点，并对立磨加载系统进行了受力分析和计算，按照设计的相关要求，建立了关键部件的几何模型，运用ANSYSY有限元分析软件对立柱和摇臂静力学分析，建立几何模型后，对其划分网格，添加约束和施加载荷，经过后处理，得到关键部件的变形云图和应力云图，进而确定关键部件的强度和刚度足够，设计合理。其次，对立柱进行了模态分析，得到了立柱的前八阶振型云图，通过了解立柱的固有频率和相应振型，为设计和提高立柱的动态性能提供了理论依据。 最后运用Design Explorer优化模块，在满足强度的条件下，以立柱的质量最小作为优化目标，对立柱进行结构优化，并且效果显著。课题选了立柱壳体厚度、支撑板厚度、两边的固定板厚度作为设计变量，并标记为ds1、ds2、ds3、ds4，满足立柱最大等效应力小于许用应力，以及相关的设计参数满足边界约束条件，利用Design Explorer优化模块，对立柱最小质量的设计空间和灵敏度进行了分析，并获得了各设计变量对目标函数的影响图、响应曲面图、灵敏分析图，可知变量ds1和ds4对立柱的质量有较大的影响，ds1对立柱的质量影响最大。当各设计变量ds1、ds2、ds3、ds4为27.003mm、22.503mm、225.03mm、225.03mm时，立柱质量减少了669kg，大约减少了2.51%，而优化后的立柱最大等效应力在许用应力范围之内。结构优化取得预期效果，使立柱的质量减小，节约了成本，节省了原材料。

【关键词】：
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ051.91
【目录】：

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