450m3高炉无料钟布料器和有限元分析

摘要

布料器是高炉无料钟炉顶的关键设备，它可以通过溜槽旋转、倾动实现炉喉内多种布料形式，使炉料在料面上合理分布，充分利用高炉煤气热能和化学能，达到高炉顺产和提高效率的目的。现有布料器溜槽的传动形式较多，但都均存在传动系统复杂等不足。本文设计了一种新型布料器，简化了布料器的传动系统，完善了密封性能、使得它在制造、维修发面更加方便、工作更加可靠。并采用了有限元软件ANSYS对布料器的关键部件进行了有限元计算，使得主要部件的受力情况更加直接化，为以后的设计提供理论的参考。
　　本设计将溜槽的倾动机构及回转机构分别由两套驱动系统来实现。溜槽的回转由电机、减速装置、一套齿轮机构使之旋转圆筒旋转来完成；溜槽的倾动由电机、减速装置、及带动曲柄连杆运动迫使连接的托圈上下运动，托圈的下上运动使耳轴旋转来实现。使布料器的传动系统及机构得到了大大的简化。使用三维软件Pro/E创建了布料器的主要传动部件，建立了布料器虚拟装配模型，对布料器的运动进行了理论分析。
　　采用了有限元分析软件ANSYS对布料器的关键零件:齿轮、耳轴、溜槽和旋转圆筒进行了静力分析。求出了各零件中应力分布及变形量分布；对小齿轮进行了模态分析，求出了齿轮前10阶固有频率和振型；在对旋转圆筒进行温度场分析的基础上，分析了在机械载荷和温度载荷联合作用下的旋转圆筒的应力分布。分析结果表明：布料器的关键件的机械应力、变形量、温度分布、热应力都在许用的范围之内；小齿轮的动特性合乎要求，不会出现结构共振；说明设计的合理性。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 高炉无料钟布料器

1.3 课题研究意义及目的

1.4 本课题的内容

第2章 布料器的结构和工作原理

2.1 布料器的传动系统的设计

2.2 布料器结构的设计

2.3 布料器的工作原理

2.4 布料器传动系统运动学计算

2.5 本章小结

第3章 有限元和ANSYS软件的简介

3.1 有限元的简介

3.2 ANSYS的简介

3.3 本章小结

第4章 布料器关键零件有限元分析

4.1 齿轮静力和模态分析

4.2 耳轴有限元分析

4.3 溜槽的有限元分析

4.4 旋转圆筒有限元分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

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