石煤提钒制球装置动态性能分析与结构优化

发布时间：2020-06-13 01:40

【摘要】：钒是一种重要的战略资源,广泛应用于各个领域,从石煤中提取V_2O_5是获得钒的重要途径。圆盘造球机和布料机是石煤提钒制球工艺阶段的重要设备。由于造球机的稳定性将直接影响矿球生产的质量与产量,布料机布料的均匀性在后续焙烧过程中具有重要意义,因此有必要对造球机和布料机进行动态性能分析和结构改进优化保证制球工艺顺利进行。本课题以石煤提钒制球工艺阶段的造球机和布料机为研究对象,具体研究内容如下:(1)通过对造球机的悬臂转子系统进行静力学分析,获取其应力和静刚度情况,结果表明,当前建立转子系统模型在相应载荷工况下其强度、静刚度都满足性能要求,说明可以对转子系统结构进行一定的优化,在满足性能要求的前提下,进行轻量化设计。(2)经过对转子系统进行动力学分析,发现系统第四阶固有频率与齿轮的啮合频率比较接近,且在X方向动刚度较差。这表明转子系统的结构设计有待改进,需要通过改变转子系统结构的固有频率,使其低阶固有频率偏离齿轮的啮合频率,防止产生共振;并确定盘体为优化目标。(3)借助灵敏度分析找出盘体的合适参数设计变量,使用ANSYS Workbench中DOE优化得出5种优化结果,并利用基于熵权的模糊物元分析法作为评价模型,获得盘体的最优设计方案。优化结果表明,在减轻盘体质量与保证转子系统强度和静刚度的前提下,能够改善转子系统的动态性能。通过对优化前后进行可靠性分析,评价了优化方案的有效性。(4)针对当前布料机的布料效果,提出布料不均匀问题,由此设计出新的能实现均匀布料的结构,并对新布料机结构进行静动态分析,结果表明U型连接板是整机的薄弱部件需要对其进行结构优化。在对其进行形状优化的基础上进行了基于粒子群算法的尺寸优化后,对布料机性能进行对比分析,结果表明U型连接板优化后虽然质量增加少许,但布料机整机结构的刚度和强度均得到了显著提高;与此同时其动态性能也得到了提升。
【图文】：

图 1.2 本工艺制球装置图球机制成一定大小规格的矿球，是石煤普遍用的圆盘造球机在实际生产中暴露矿粉率高、工作效率低等，这都会减小此，对矿球的生产设备作进一步改进优造球机进行动态性能分析和结构优化是产的另一个工艺步骤，布料的均匀性既能在焙烧窑内结圈的合理方法，可见均匀会由于布料效果差而导致其受热不均衡，，还会因此受到破坏。综合上述可知，布。现状

武汉科技大学硕士学位论文性能产生影响，因此要考虑一对齿轮的力学模型简化如果按照轴承座和轴承的实际形状来建与轴承座并非完全刚性的，轴承与轴承部分就等同于弹簧和转轴相互串联，则.2 所示。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF841.3

【参考文献】

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本文编号：2710432