双质体振动磨动力学建模及超微粉碎参数优化研究

发布时间：2018-06-22 09:39

本文选题：振动磨 + 超微粉碎　；参考：《东南大学》2015年硕士论文

【摘要】：振动磨制备粉体是利用研磨介质在筒体以一定振幅和振动频率激励下对被磨物料进行冲击、摩擦、剪切等作用而使颗粒粉碎。偏心式振动磨用振动电机代替激振器,并将振动电机偏离机体重心,使机体产生一种椭圆运动轨迹,从而强化了研磨介质的摩擦和冲击效果。作为一种典型的刚体与散体耦合的复杂振动系统,偏心双质体振动磨的动力学响应和离散介质运动状况一直是研究的热点和难点。采用传统的理论建模方法进行分析,误差较大且介质运动形式不直观；同时也造成振动磨研磨过程中参数设定不合理,出现粉体颗粒细化存在极限和粉体团聚问题。因此对双质体振动磨动力学的有效分析和离散研磨介质动力学的合理建模是实现振动磨参数合理选取和制备超微粉体的基础和关键所在,同时也是本文所要研究的主要内容。论文采用仿真和试验相结合的方法,对偏心双质体振动磨动力学建模和激振参数优化展开研究,主要工作如下：首先,建立双质体振动磨的6自由度动力学模型,基于拉格朗日方程获得了系统的振动微分方程,通过数值分析方法求解了振动磨系统的运动学响应,拟合了磨机稳定工作下上质体的运动方程,并通过振动信号测试验证所建模型的有效性。此外,在振动微分方程基础上研究了偏心块回转半径和转速对系统振动幅值和振动强度的影响。研究表明,回转半径和转速增大都能提高振强,改善粉磨效率。其次,在之前得到振动磨筒体运动学方程的基础上,利用离散单元法对双质体振动磨筒内散体介质进行建模,仿真得到在实际工况下介质的运动规律,并对离散元模型有效性进行验证。此外,利用仿真过程中监测的轨迹、速度、受力以及能量等参数,分别研究了研磨介质的最佳填充率和最优尺寸,为进一步提高粉磨效率奠定基础。再次,针对振动磨粉磨作业过程中颗粒细化存在极限和团聚两大问题,对振动磨的粉碎机理进行深入分析,并通过之前建立的离散元模型研究振动幅值和振动频率对粉磨产生的影响。研究得出,增加振动幅值可以显著提高研磨效率,增加振动频率在一定程度上起到改善作用。在此基础上分析了振动磨恒定频率激振存在的缺陷,提出变激振频率的参数优化方案,并通过模态分析研究了激振参数变化范围和变化方式,给出优化后的振动电机转速变化曲线。最后,通过对实验室小型双质体振动磨样机在变转速激振下进行粉磨试验,开展振动磨超微粉碎的工程应用研究。粉体检测结果证明了变转速激励在振动磨超微粉碎中的可行性,并为该技术的工程应用积累了经验。
[Abstract]:The vibrating motor is used to replace the vibration exciter , the vibration motor is used instead of the vibration exciter , and the vibration motor is deviated from the center of gravity of the machine body , so that the friction and the impact effect of the grinding medium are enhanced . As a typical rigid body and dispersion coupling complex vibration system , the dynamic response and the discrete medium motion state of the eccentric double - mass vibration mill are always the hot and difficult points of the research .
In this paper , the dynamic model of vibration mill is studied by means of discrete element method .
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ051.91

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