辊道通过式抛丸机关键部件有限元分析与结构优化

发布时间：2017-08-04 02:27

  本文关键词：辊道通过式抛丸机关键部件有限元分析与结构优化

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【摘要】：抛丸清理作为一种表面处理技术,与其他表面处理技术相比来说,它效率较高。随着该技术的不断发展,抛丸技术已经广泛应用于零件表面的清理和强化,例如热处理件的表面清理、铸锻件和受到高应力的板簧等零件的强化处理。此外,该技术还广泛应用于机车车辆和轮船的表面处理。随着此项技术的发展,我国的抛丸清理设备越来越完善,设备的效率和性能也得到了大幅度的提高。但是我国的抛丸清理技术由于起步较晚,与国外的抛丸设备相比我国的抛丸设备的清理质量仍有较大差距。由于抛丸设备的工作环境比较恶劣,易损件较多,使得其维修费用相当高,且维修费时会严重影响工作效率。本文是结合山东开泰抛丸机有限公司的生产实际进行研究的。根据客户对辊道通过式抛丸机反馈,得知该类型设备的室体内辊道、抛丸清理室壳体和纵向螺旋壳体的变形过大以及抛丸室体内辊道的轴承经常坏,造成清理的效果不好,工作效率低且维修费用较高。由于部件的结构的质量直接决定整机工作性能和使用寿命,故对其内部结构进行优化变得尤为重要,要提高整机的质量,许多部件都需进一步改进和优化。本文首先确定整机的设计方案,建立主要部件的三维模型,并对室体内辊道载荷、应力形式与大小进行分析与计算,为结构优化打下基础。然后利用有限元软件对室体内辊道做静力学仿真分析,根据仿真分析的结果提出相应的改进方案,对优化的辊道模型做进一步的仿真分析以实现其结构和性能的优化;接着对抛丸清理室壳体做静力学仿真分析,根据仿真分析的结果提出相应的改进方案,然后对优化的模型做进一步的仿真分析以实现其结构和性能的优化;最后对纵向螺旋壳体做静力学仿真分析,根据仿真分析的结果提出相应的改进方案,然后对优化的模型做进一步的仿真分析以实现其结构和性能的优化。经过对辊道通过式抛丸机的关键部件进行有限元分析与结构优化以提高其结构质量,达到提到其工作性能和使用寿命,同时减少产品生产成本以提高企业的效益与竞争力。
【关键词】：辊道通过式抛丸机 抛打效果 室体内辊道 结构优化 有限元
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG173
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 表面清理技术与抛丸机的简介10-11
• 1.1.1 表面清理技术10-11
• 1.1.2 抛丸机的类型11
• 1.2 国内外技术发展状况11-13
• 1.3 选题的背景及意义13-14
• 1.4 论文主要研究内容14-16
• 第二章 辊道通过式抛丸机输送方案及重要部件的建模16-26
• 2.1 辊道通过式抛丸机的输送方案确定16-17
• 2.2 辊道通过式抛丸机的主要结构特点与其三维模型的建立17-19
• 2.2.1 辊道通过式抛丸机结构组成17
• 2.2.2 三维建模软件的简介17
• 2.2.3 工件输送系统17-18
• 2.2.4 抛丸清理系统18-19
• 2.2.5 丸料循环净化系统19
• 2.3 抛丸器重要参数的计算19-22
• 2.3.1 抛丸器的结构与工作原理简述19-20
• 2.3.2 抛丸器重要参数分析与计算20-22
• 2.4 室体内辊道载荷与应力的分析与计算22-25
• 2.4.1 室体内辊道在工作时径向和切向载荷的分析与计算22-23
• 2.4.2 室体内辊道在工作时应力的分析与计算23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 室体内辊道静力学有限元分析及优化26-40
• 3.1 室体内辊道模型介绍26
• 3.2 WORKBENCH简介26-27
• 3.3 室体内辊道有限元分析及优化概述27-28
• 3.4 室体内辊道的有限元分析28-35
• 3.4.1 参数化建模及导入前处理软件28-29
• 3.4.2 材料属性的定义29-30
• 3.4.3 网格的划分30-32
• 3.4.4 接触条件设定32-33
• 3.4.5 边界条件33-34
• 3.4.6 结果后处理与分析讨论34-35
• 3.5 基于分析结果对室体内辊道的结构进行优化35-37
• 3.6 室体内辊道结构优化后的有限元分析与结论37-38
• 3.7 本章小结38-40
• 第四章 抛丸清理室壳体静力学有限元分析及优化40-52
• 4.1 抛丸清理室壳体模型介绍40
• 4.2 抛丸清理室壳体有限元分析及优化概述40-41
• 4.3 抛丸清理室壳体的有限元分析41-47
• 4.3.1 参数化建模及导入前处理软件41
• 4.3.2 材料属性的定义41-43
• 4.3.3 网格的划分43-44
• 4.3.4 边界条件44-45
• 4.3.5 结果后处理与分析讨论45-47
• 4.4 基于分析结果对抛丸清理室壳体的结构进行优化47-49
• 4.5 抛丸清理室壳体结构优化后的有限元分析与结论49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第五章 纵向螺旋输送器壳体静力学有限元分析及优化52-64
• 5.1 纵向螺旋输送器模型介绍52
• 5.2 纵向螺旋输送器重要参数的分析与计算52-55
• 5.2.1 所需电机功率的分析与计算53
• 5.2.2 压轴力的分析与计算53
• 5.2.3 输送量的分析与计算53-54
• 5.2.4 空心轴刚度的分析与计算54-55
• 5.2.5 纵向螺旋输送器壳体受力的分析与计算55
• 5.3 纵向螺旋输送器壳体的有限元分析55-59
• 5.3.1 纵向螺旋输送器壳体的有限元分析及优化概述55-56
• 5.3.2 参数化建模及导入前处理软件56
• 5.3.3 材料属性的定义56-57
• 5.3.4 网格的划分57-58
• 5.3.5 壳体分析的边界条件58
• 5.3.6 壳体有限元分析的结果后处理与分析讨论58-59
• 5.4 基于壳体分析结果对其进行结构优化59-61
• 5.5 纵向螺旋输送器壳体结构优化后的有限元分析与结论61-62
• 5.6 本章小结62-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李红霞;王建平;王国强;;国产轧制高锰钢板在抛丸设备上的应用[J];铸造设备与工艺;2011年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 韩强;转轨道式自动抛丸机设计[D];山东大学;2011年

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本文编号：617395