机械冲击式超细粉碎机转子系统的动力学研究

发布时间：2021-05-06 16:36

　　机械冲击式超细粉碎机是非金属矿行业用的较多的粉碎设备,市场需求的快速增长迫使产品形成系列,然而设计理论的缺乏却阻碍了该行业的发展。本文在对CM51型冲击式超细粉碎机转子系统动力学特性研究的基础上,进一步获得了该系统动力学特性对某些设计参数的敏感度,提出了有价值的设计依据。本文首先以集总参数法和传递矩阵法为依据,结合冲击式粉碎机转子系统的结构特点,建立了系统的离散模型,然后在MATLAB环境下编制传递矩阵法程序,计算了各阶临界转速和模态振型,并在此基础上编制了稳态不平衡响应程序,该程序通用性强,可以对任何转速下任意位置不平衡量的响应做出分析。随后又在ANSYS有限元分析软件中,通过适当地简化和设定参数,对转子系统的有限元模型进行了仿真,结果与传递矩阵法一致,从而验证了这两种方法的可行性。最后,运用以上两种方法,针对轴承刚度、主轴径、叶轮间距和不平衡量等关键的参数,得到了这些参数对转子系统动力学特性的影响曲线,并对结果做出分析,发现系统的临界转速、稳态响应等特性对每一种设计参数的敏感度都不同,这些分析结论可以使设计人员抓住影响系统动力学特性的最关键、最直接因素,以最快的速度优化系统。 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 选题工程背景
    1.2 转子动力学的研究方法
    1.3 本文主要工作
2 CM系列粉碎机转子系统动力学特性及其结构
    2.1 转子系统的动力学特性
        2.1.1 转子的涡动
        2.1.2 陀螺效应
        2.1.3 临界转速
        2.1.4 圆盘偏心质量引起的振动
    2.2 CM51型粉碎机转子系统结构
        2.2.1 主轴
        2.2.2 叶轮和锤头
        2.2.3 轴承、键的选用
3 传递矩阵法计算CM系列粉碎机临界转速及不平衡响应
    3.1 传递矩阵法概述
    3.2 转子系统的建模
        3.2.1 集总参数法
        3.2.2 CM51型粉碎机转子系统的集总化模型
    3.3 传递矩阵法计算CM51型粉碎机临界转速
        3.3.1 典型部件的传递矩阵
        3.3.2 传递矩阵算法
        3.3.3 计算结果
    3.4 传递矩阵法计算CM51型粉碎机不平衡响应
        3.4.1 不平衡响应算法
        3.4.2 计算结果
4 有限元法计算CM系列粉碎机临界转速
    4.1 转子动力学有限元方法概述
        4.1.1 转子动力学有限元方法
        4.1.2 转子动力学有限元计算软件
    4.2 CM51型粉碎机有限元模型
        4.2.1 简化方法
        4.2.2 重要部件的等效参数
    4.3 有限元法计算结果
        4.3.1 计算模型一
        4.3.2 计算模型二
        4.3.3 小结
5 CM系列粉碎机转子系统结构参数对其动力学特性的影响
    5.1 结构参数与临界转速的关系
        5.1.1 支承刚度与临界转速的变化关系分析
        5.1.2 主轴径与临界转速变化关系分析
        5.1.3 叶轮间距与临界转速变化关系分析
        5.1.4 二级粉碎室叶轮参数与临界转速变化关系分析
        5.1.5 风扇参数与临界转速变化关系分析
    5.2 结构参数与响应的关系
        5.2.1 一阶临界转速下的响应分析
        5.2.2 前两阶临界转速之间转速下的响应分析
        5.2.3 小结
    5.3 支承刚度与响应的关系
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录: 在校期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]600MW汽轮机组基于ANSYS的低压转子轴承系统的模态分析[J]. 李玉峰,石广田.  机械设计与制造. 2007(02)
[2]国内外燃气轮机转子结构特点及9FA型燃机的模态分析[J]. 黄锐,邓博.  中国电力教育. 2006(S3)
[3]中国非金属矿加工业发展现状[J]. 郑水林.  中国非金属矿工业导刊. 2006(03)
[4]转子系统固有频率的传递矩阵计算方法及其MATLAB实现[J]. 王宁,梁智权.  四川理工学院学报(自然科学版). 2006(02)
[5]考虑流体作用的转子动力学有限元模型[J]. 袁振伟,褚福磊,林言丽,王三保.  动力工程. 2005(04)
[6]离心泵转子的有限元模态分析[J]. 于保敏,黄站立.  机械工程师. 2005(06)
[7]CM51A型冲击式超细粉碎机的应用研究[J]. 王新江,吴治林.  中国粉体技术. 2004(01)
[8]MATLAB在转子振动固有频率计算中的应用[J]. 郭春华.  四川轻化工学院学报. 2001(04)
[9]CM51型超细粉碎机的粉碎与提纯机理研究[J]. 朱瀛波.  矿产保护与利用. 2000(04)
[10]国内外非金属矿超细粉碎分级装备技术发展现状及趋势[J]. 尹小冬,王新江.  建材地质. 1997(S1)

硕士论文
[1]CM超细粉碎机参数化设计系统的研制[D]. 张超.西安理工大学 2007
[2]多转子系统动力特性分析及应用研究[D]. 庞辉.西北工业大学 2005
[3]带细长轴的动力涡轮转子动力特性分析[D]. 徐金锁.西北工业大学 2005
[4]高速电主轴动静态特性的有限元分析[D]. 胡爱玲.广东工业大学 2004
[5]基于虚拟样机技术的锤片式粉碎机转子动力学特性研究[D]. 杜小强.华中农业大学 2004
[6]挠性转子动力特性分析及平衡计算[D]. 秦建军.武汉理工大学 2003



本文编号：3172261