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惯性圆锥破碎机有限元分析及优化

发布时间:2018-06-11 10:18

  本文选题:惯性圆锥破碎机 + 有限元分析 ; 参考:《太原科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:改革开放后的中国是飞速发展的中国,如今经济发展迅速,高楼大厦林立,伴随着城市化进程的加快,水泥森林渐渐包围了人类的生活,与物料破碎相关联的领域需求量与日俱增。我国作为矿业生产大国,对各种物料进行粉碎是工业领域的一项重要工艺流程。据统计,大约12%的电能被用到进行物料破碎的工艺中,然而在这被利用的电能中只有仅15%用在了破碎物料上,剩余的大部分能量都被用在了磨机上,更难以置信的是磨机的效率只有1%。所以“多碎少磨”的观念开始在破碎领域盛行,而惯性圆锥破碎机是可以达到其要求的代表机型,它以料层破碎为基础,利用物料本身具有的材料缺陷加之强烈的章动运动,大大加强了破碎能力。高频振动的加入令惯性圆锥破碎机的产品粒度更均匀,破碎物料的及时排出有效抑制了过粉碎的产生。在有些选矿厂的工艺流程中,原本需要磨机来达到所要求的产品粒度,惯性圆锥破碎机的出现直接替代了磨机,可见惯性圆锥破碎机能够真正实现少磨多粉碎的要求。本文以GYP1500型惯性圆锥破碎机为例进行研究,分析其关键工作部件——主轴、内锥、内锥衬板。通过在Pro/E软件对其进行参数化建模,得到三维实体模型。通过了解破碎理论的发展历程,进而对惯性圆锥破碎机的破碎原理进行深入分析得出作用在内锥及内锥衬板上的力的分布规律,运用ANSYS软件进行有限元加载分析。惯性圆锥破碎机的工作部分的工况比较恶劣,待破碎物料具有一定的随机性且直接作用于耐磨衬板上,那么衬板上的受力将变得复杂,故对载荷的分析十分重要。其次,进行了动力学模态分析,从模态理论出发到最后提取了关键部件的前十阶固有频率及振型,对比惯性圆锥破碎机的工作频率与提取到的固有频率,避免共振。最后,对破碎腔形及衬板磨损的原因进行了分析,以衬板受力最小为目标进行了衬板曲线的优化,使破碎腔工作效率达到最优。研究结果明确了惯性圆锥破碎机关键部件的受力及变化趋势,为其结构的进一步优化以及产品的大型化发展提供一定的依据。
[Abstract]:After the reform and opening up, China is developing rapidly. Nowadays, with the rapid development of economy and the construction of high-rise buildings, with the acceleration of urbanization, the cement forest has gradually surrounded the life of human beings. The demand for areas associated with material fragmentation is increasing. As a large mining country, crushing of various materials is an important technological process in the field of industry. According to statistics, about 12% of the electrical energy is used in the process of material crushing, but only 15% of the electricity used is used on the broken material, and most of the remaining energy is used in the mill. What is more incredible is that the mill is only 1 / 1 efficiency. Therefore, the concept of "more crushing and less grinding" began to prevail in the field of crushing, and the inertial cone crusher was the representative model that could meet its requirements. It was based on the crushing of the material layer and made use of the material defects and strong nutation motion of the material itself. The crushing capacity is greatly enhanced. The addition of high frequency vibration makes the particle size of the inertia cone crusher more uniform, and the timely discharge of the broken material effectively inhibits the over-comminution. In the process flow of some concentrators, the grinding machine was originally needed to achieve the required product size, and the appearance of inertial cone crusher directly replaced the mill. It can be seen that the inertial cone crusher can really achieve the requirement of less grinding and more comminution. This paper takes GYP1500 inertial cone crusher as an example to analyze its key working parts-spindle and inner cone liner. The 3D solid model is obtained by parameterized modeling in Pro-E software. Through the understanding of the development course of the crushing theory and the deep analysis of the crushing principle of the inertial cone crusher, the distribution law of the force acting on the inner cone and the inner cone liner is obtained, and the finite element loading analysis is carried out by using ANSYS software. The working condition of the inertial cone crusher is very bad, and the material to be broken has a certain randomness and acts directly on the wear-resistant liner, so the force on the liner will become complicated, so the analysis of the load is very important. Secondly, the dynamic modal analysis is carried out. The first ten natural frequencies and modes of the key components are extracted from the modal theory to avoid resonance by comparing the working frequency and the extracted natural frequency of the inertial cone crusher. Finally, the causes of the breakage cavity shape and the wear of the liner are analyzed, and the liner curve is optimized to optimize the working efficiency of the broken cavity by taking the minimum force on the liner as the target. The research results indicate the force and change trend of the key parts of the inertial cone crusher and provide some basis for the further optimization of the structure and the large-scale development of the products.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD451

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本文编号:2004899

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