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钢带传动冷却机设计

作　者: 李德生
导　师: 马春翔；车宽
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械工程
关键词: 钢带传动冷却机 COSMOSWorks 有限元分析模型网格
分类号: TH132.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着钢带传动理论研究的进步,加上国内外环境保护要求的呼声日益提高等,国外最早在欧美化工、医药等行业内,出现了原理相同结构用途各异的钢带传动系统。而伴随着全球经济一体化的持续发展,市场竞争日益激烈,化工制造业已经进入了规模竞争时代,面临严峻的竞争成本挑战。很多企业都选择了应用自动化生产设备生产,来提升自身产品的竞争力。但是在设备实际的设计、生产、应用、推广过程中,由于过度依赖参照设计,缺乏基础数据,导致了分析计算不足;加上三化工作准备不足,可靠性难以有效保证。因此构建一个完整的设计框架对新形势下的设备生产企业具有重要意义。本文通过对钢带传动设计理论研究,以整体改进优化的思路,借助于SolidWorks工具,使用有限元法,进而利用COSMOSWorks分析软件改进现有设计方案。从而提出一整套的设计方案。本文重点对驱动轮毂、破碎机梳板齿的强度/刚度/模态分析,在此分析的基础上检验设计方案是否可行。对梳板齿、钢带进行疲劳计算分析,在此基础上提出了一些提高使用寿命的办法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题的来源、钢带机的历史及研究意义  10-11
    1.1.1 课题的来源  10
    1.1.2 带式输送机研究的历史  10-11
    1.1.3 课题研究的意义  11
  1.2 钢带冷却技术应用背景及现状  11-16
    1.2.1 国内物料冷却固化成型生产背景  11-12
    1.2.2 国外钢带生产现状简介  12-13
    1.2.3 国内钢带成型设备现状简介  13
    1.2.4 主要钢带成型机类型简介  13-15
    1.2.5 现有主要钢带类型简介  15-16
第二章钢带传动冷却机主结构设计  16-34
  2.1 钢带传动冷却机设计原理  16-20
    2.1.1 钢带传动冷却机功能应用介绍  16-17
    2.1.2 钢带传动冷却机原理  17-18
    2.1.3 基本力学计算公式  18-20
    2.1.4 钢带的疲劳强度与使用寿命  20
  2.2 煤制油渣背景与冷却物料特点  20-23
  2.3 冷量与机架、钢带设计选型  23-25
    2.3.1 冷却水量计算  23
    2.3.2 机架的标准设计  23-24
    2.3.3 钢带选型设计  24-25
  2.4 防冻措施  25-26
  2.5 托轮计算与设计  26-28
    2.5.1 根据托轮承载能力及使用寿命确定托轮间距  26-27
    2.5.2 根据输送带下垂度确定托轮间距  27
    2.5.3 托轮间距合理确定的优越性  27-28
  2.6 钢带预紧力与张进装置设计及受力分析  28-33
    2.6.1 设计中先考虑张紧力大小  28-29
    2.6.2 最大有效拉力及影响因素  29
    2.6.3 通过计算确定Fec 和预紧力F0  29
    2.6.4 弹簧选择及经验公式计算预紧力F0  29-32
    2.6.5 碟簧组特性公式计算预紧力F0  32-33
  2.7 本章小结  33-34
第三章钢带传动冷却机相关设计  34-49
  3.1 钢带调偏装置  34-40
    3.1.1 调偏装置的设计和原理  35-37
    3.1.2 张紧轮毂和支撑滑轮调偏  37-38
    3.1.3 手动调节气缸压力调偏  38-39
    3.1.4 自动调节气缸压力调偏  39-40
  3.2 其余相关的设计内容  40-48
    3.2.1 上下游连接、接口设计  40
    3.2.2 电加热溢流槽  40-41
    3.2.3 刮刀下料  41-42
    3.2.4 “可翻转”式破碎机  42-43
    3.2.5 维修  43-46
    3.2.6 钢带机BOM 模型  46-47
    3.2.7 设备运输及钢带焊接修复  47-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章关键零部件强度和刚度有限元分析  49-70
  4.1 三维软件选择  49
  4.2 SolidWorks 软件介绍  49-50
  4.3 钢带机的三维设计  50-54
    4.3.1 钢带机简化模型  52
    4.3.2 破碎机梳板模型  52-53
    4.3.3 驱动轮毂模型  53-54
    4.3.4 钢带模型  54
  4.4 有限元基础知识  54-58
    4.4.1 机械分析的有限元应用  54-55
    4.4.2 有限元分析的有关软件  55
    4.4.3 有限元法的基本思想  55-56
    4.4.4 有限元法的基本步骤  56
    4.4.5 COSMOSWorks 软件  56-57
    4.4.6 分析用材料数据  57-58
  4.5 驱动轮毂强度和刚度分析  58-63
    4.5.1 边界条件  59-60
    4.5.2 网格划分  60-61
    4.5.3 求解方法及过程  61
    4.5.4 结果分析  61-63
  4.6 破碎机梳板强度和刚度分析  63-69
    4.6.1 边界条件  64-65
    4.6.2 初步静态分析  65-66
    4.6.3 强度和刚度优化分析  66-69
  4.7 本章小结  69-70
第五章关键零部件模态及疲劳分析  70-83
  5.1 模态与疲劳分析  70-78
    5.1.1 模态分析基础  70-71
    5.1.2 轮毂模态分析  71-72
    5.1.3 梳板疲劳分析  72-76
    5.1.4 提高梳板疲劳寿命  76
    5.1.5 梳板模态分析  76-78
  5.2 钢带应力及疲劳分析  78-82
    5.2.1 边界条件  78-79
    5.2.2 约束与网格划分  79-80
    5.2.3 应力分析  80-81
    5.2.4 疲劳分析  81
    5.2.5 提高钢带使用寿命  81-82
  5.3 本章小结  82-83
第六章总结与展望  83-85
  6.1 总结  83
  6.2 本文的不足及展望  83-85
参考文献  85-87
致谢  87-88
攻读硕士期间发表的学术论文  88

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