立磨磨辊动载荷的计算方法与实验研究

发布时间：2017-08-10 22:14

  本文关键词：立磨磨辊动载荷的计算方法与实验研究

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【摘要】：立磨机是水泥工业生产中应用十分广泛的粉磨设备。目前,国内立磨机普遍存在的问题就是机械振动过大,物料和磨盘对磨辊的动载荷是激发立磨系统振动的激振力,因此工况中磨辊上动载荷的数据是解决立磨机械振动问题的重要参数,而磨辊动载荷理论公式尚未提出,由于测试手段所限,磨辊动载荷难以测量,国内外还没有比较成熟的理论研究。本文对求解立磨磨辊动载荷的理论计算方法和仿真计算方法进行了研究,并进行了实验验证,研究内容将有助于解决求解立磨磨辊动载荷问题,对立磨机的完善和发展具有理论意义和实用价值。本文分别采用理论计算和仿真计算两种方法求解磨辊动载荷。首先根据立磨实体建立了立磨粉磨系统动力学物理模型和动力学数学模型,将DASP动态信号采集系统采集的立磨工作时的机身振动信号带入动力学数学模型,并用MATLAB编程求解出磨辊动载荷。其次应用离散元软件EDEM对立磨粉磨系统破碎水泥熟料颗粒的过程进行建模和仿真研究,计算出磨辊动载荷的动态数据。为了验证两种方法的合理性,设计了一种立磨实验装置,使其与立磨装置的破碎原理相同,对整套系统进行制图、加工、安装、调试,利用该实验装置进行破碎实验,并使用DHDAS动态数据采集系统采集了实验装置工作时的振动信号与磨辊动载荷信号。在上述研究基础上,应用两种求解磨辊动载荷的方法对实验装置的磨辊动载荷进行了理论计算与仿真计算,并将得出的两种结果与实验结果进行对比研究,评价了两种求解方法的特点。结果表明:若机身结构数据已知,且机身振动信号可以测得,则本文求解立磨动载荷的理论计算方法可行,此方法适用于求解某段立磨磨辊动载荷波形曲线;若立磨的工作数据和机身结构数据已知,则仿真计算方法可以求得与真实磨辊动载荷在功率谱密度上相近的仿真磨辊动载荷信号,在某些情况下,可作为立磨磨辊动载荷等效信号使用。
【关键词】：立磨 动载荷 运动微分方程 离散元方法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.632.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 课题研究现状12-17
• 1.2.1 理论研究现状12-14
• 1.2.2 仿真研究现状14-17
• 1.3 课题来源与主要研究内容17-18
• 1.3.1 课题来源17
• 1.3.2 主要研究内容17-18
• 第2章 立磨磨辊动载荷的理论计算18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 立磨结构与工作原理18-19
• 2.3 多自由度系统振动基础19-20
• 2.3.1 广义系统坐标19
• 2.3.2 拉格朗日法19-20
• 2.4 立磨粉磨系统动力学模型的建立20-26
• 2.4.1 系统物理模型的建立20-21
• 2.4.2 系统运动微分方程的建立21-26
• 2.5 现场数据采集处理26-29
• 2.5.1 DASP数据采集分析系统简介26-27
• 2.5.2 振动测试点布置27
• 2.5.3 信号采集与处理27-29
• 2.6 动载荷求解及结果分析29-32
• 2.6.1 Matlab编程求解29-31
• 2.6.2 求解结果31-32
• 2.7 本章小节32-33
• 第3章 立磨磨辊动载荷的仿真计算33-46
• 3.1 引言33
• 3.2 离散单元法理论33-35
• 3.2.1 离散单元法简介33
• 3.2.2 基本算法33-34
• 3.2.3 接触模型34-35
• 3.3 EDEM简介35-36
• 3.3.1 EDEM概述35
• 3.3.2 EDEM模块分类35-36
• 3.4 磨辊动载荷的仿真计算36-45
• 3.4.1 建模思想36-37
• 3.4.2 假设条件37
• 3.4.3 前处理模块设置37-43
• 3.4.4 求解模块求解43-45
• 3.5 本章小节45-46
• 第4章 立磨实验装置设计46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 总体方案设计46-47
• 4.2.1 设计要求46
• 4.2.2 破碎原理46
• 4.2.3 立磨实验装置系统设计46-47
• 4.3 立磨粉磨主体设计47-59
• 4.3.1 整体结构设计47-49
• 4.3.2 磨辊设计49
• 4.3.3 磨辊槽设计49-50
• 4.3.4 液压缸设计50-51
• 4.3.5 轴的设计与校核和轴承的选择51-56
• 4.3.6 压力传感器设计56-57
• 4.3.7 螺栓校核57-58
• 4.3.8 其他构件58-59
• 4.4 液压系统设计59-60
• 4.5 电箱控制柜设计60-62
• 4.5.1 电控面板设计60-61
• 4.5.2 电控回路设计61-62
• 4.6 安装与测试62-65
• 4.6.1 加工与安装62-64
• 4.6.2 测试64-65
• 4.7 本章小节65-66
• 第5章 磨辊动载荷计算与实验结果对比研究66-80
• 5.1 引言66
• 5.2 实验装置磨辊动载荷的理论研究66-72
• 5.2.1 系统动力学模型的建立66-69
• 5.2.2 实验装置动态信号采集与处理69-71
• 5.2.3 理论计算与实验结果对比分析71-72
• 5.3 实验装置磨辊动载荷的仿真计算72-79
• 5.3.1 颗粒系统模块设置73
• 5.3.2 几何体模块设置73-74
• 5.3.3 颗粒工厂模块设置74-75
• 5.3.4 仿真计算75
• 5.3.5 仿真结果75-76
• 5.3.6 仿真计算与实验结果对比分析76-79
• 5.4 本章小节79-80
• 结论80-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果85-86
• 致谢86

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本文编号：652939