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润磨机的数字化设计及仿真

作　者: 么大锁
导　师: 程相文
学　校: 河北理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 数字化设计润磨机 Matlab ANSYS Pro/ENGINEER 筒体
分类号: TD453
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 72次
引　用: 1次
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内容摘要

润磨机是球团工艺的新设备。它以润态方式研磨和处理半干、半湿物料,通过润磨后,提高物料粒级和堆比重,为下道造球工序提供物料。在球团工艺中采用润磨机对铁精矿粉进行润磨,可大幅度降低膨润土的添加量,改善造球效果,提高生(熟)球质量,从而提高后续设备利用系数,降低炼铁成本。润磨机的功率计算问题一直是困扰设计人员的难题,由于计算不精确,造成设备功耗过大,浪费严重。对润磨机筒体的有限元分析过程中,加载方式与润磨机筒体的实际工作受力不吻合,有待于研究更符合润磨机筒体实际工况的加载方式。将数字化设计方法应用于润磨机的设计制造中,建立润磨机数字化模型,利用干涉检查、数字模拟与仿真、工程分析等技术,改进和完善设计方案,提高产品开发的效率和产品的性能。分析了润磨机筒体内介质的运动状态,并对润磨机所需功率进行研究计算,用Matlab数值模拟软件对功率方程分析,得到了有用功率与工作转速和介质填充率之间的关系,确定了最佳工作转速;分析了润磨机的工作参数,依据分析的结果对润磨机筒体进行了详细的受力分析,提出了润磨机筒体受力随位置变化的函数方程;利用Pro/ENGINEER软件建立了Φ3 .2m×5.3m润磨机零部件的数字化模型,并对润磨机整机进行运动仿真、虚拟装配、干涉检查;应用ANSYS有限元分析软件对润磨机筒体作有限元分析,根据前述筒体受力的函数方程,采用更接近润磨机筒体实际工作情况的加载方法,对润磨机筒体施加函数载荷,分析了润磨机筒体在静止、启动和正常运转状态下的应力,为设计者提供设计依据。将数字化设计方法和仿真技术应用于润磨机的设计开发中,改进和完善设计方案,缩短产品的研制周期,节约开发费用,提高了企业在市场经济中的竞争力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
引言  11-13
1 绪论  13-26
  1.1 数字化设计  13-16
    1.1.1 数字化设计的概念  13
    1.1.2 数字化设计的发展  13-14
    1.1.3 数字化设计的特点  14-15
    1.1.4 数字化设计的使能技术  15-16
    1.1.5 数字化设计流程  16
  1.2 国内外磨矿技术现状  16-18
  1.3 润磨机研究现状  18-24
  1.4 课题来源、选题意义及研究内容  24-26
    1.4.1 课题来源及背景  24-25
    1.4.2 选题意义  25
    1.4.3 研究内容  25-26
2 润磨机工作理论  26-34
  2.1 润磨机的结构和工作原理  26-28
    2.1.1 润磨机的结构  26-28
    2.1.2 润磨机的工作原理  28
  2.2 润磨机的工作状态  28
  2.3 介质的运动轨迹分析  28-34
    2.3.1 球的脱离点轨迹  29-30
    2.3.2 球的落点轨迹  30-31
    2.3.3 最内层球的最小半径  31-32
    2.3.4 球的循环次数  32-34
3 润磨机工作参数的分析计算  34-46
  3.1 润磨机的临界转速和工作转速  34-37
  3.2 破碎介质的装载量  37-40
  3.3 润磨机的功率  40-46
    3.3.1 润磨机有用功率的理论计算  40-43
    3.3.2 润磨机功率的类比法计算  43-44
    3.3.3 有用功率和充填率、转速率的关系  44-46
4 润磨机筒体受力分析  46-53
  4.1 抛落状态下工作时筒体的受力分析  46-47
  4.2 抛落状态下工作时作用在筒体上的力的计算  47-50
    4.2.1 各部分球载重力和离心力的理论计算方法  47-49
    4.2.2 球载冲击力的理论计算方法  49-50
  4.3 润磨机筒体上载荷值的计算  50-53
5 润磨机数字化模型的建立及运动仿真  53-65
  5.1 Pro/ENGINEER 三维建模软件简介  53-54
  5.2 润磨机零件模型的建立  54-56
    5.2.1 零件的数字化建模技术  54
    5.2.2 零件数字化模型的建模过程  54-55
    5.2.3 Pro/ENGINEER 中润磨机零件建模  55-56
  5.3 润磨机数字化模型装配  56-62
    5.3.1 装配技术概述  56-57
    5.3.2 Pro/ENGINEER 中润磨机模型的装配  57-62
  5.4 润磨机的运动仿真  62-65
    5.4.1 Pro/ENGINEER 的机构（Mechanism）模块介绍  62-64
    5.4.2 Pro/ENGINEER 中运动仿真的操作步骤  64-65
6 润磨机筒体的有限元分析  65-74
  6.1 有限元分析概述及ANSYS 软件简介  65-68
    6.1.1 ANSYS 主要技术特点  66
    6.1.2 ANSYS 的结构分析功能  66-67
    6.1.3 ANSYS 的结构分析过程  67-68
  6.2 润磨机筒体有限元模型建模方案  68-69
    6.2.1 实体模型的建立  68
    6.2.2 网格划分  68-69
  6.3 润磨机有限元模型的加载  69-71
  6.4 润磨机有限元模型的分析结果  71-74
结论  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
导师简介  81-82
作者简介  82-83
学位论文数据集  83

润磨机的数字化设计及仿真

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