基于虚拟样机技术的锤片式粉碎机转子动力学特性研究

摘要

锤片式粉碎机是饲料工业生产中的核心设备之一,具有结构简单、通用性好、生产率高和使用安全等优点.然而由于锤片式粉碎机自身的结构特点和工作环境以及制造装配上的误差,导致实际生产中频繁发生振动、噪音、堵机等故障.要减少或避免这些故障,改善粉碎机的使用性能,可以通过改进粉碎机的设计方法、优化粉碎机结构的方法来解决.虚拟样机作为产品设计的一基新技术,对传统的设计方法是一次革命.通过虚拟样机技术,工程师可以运用机械系统仿真试验,在设计阶段发现产品设计中的潜在问题,并快速进行修改,减少了对于物理样机的依赖.该论文以SFSP112×30型锤片式粉碎机为研究对象,针对锤片式粉碎机设计中存在的问题和实际生产制造需要,创新性地采用虚拟样机仿真方法,对锤片式粉碎机转子的动力学特性进行研究,从而为粉碎机优化与故障诊断提供参考依据.该论文主要完成了以下几方面工作:(1)首先介绍了虚拟样机技术的基本理论框架,回顾了国内外在这方面的研究现状和发展趋势,论证了将虚拟样机技术应用于锤片式粉碎机设计的必要性.(2)以集总参数法和传递矩阵法为依据,结合锤片式粉碎机转子特点,建立锤片对称排列转子的离散化模型,分析推导了各阶临界转速和模态振型,判断出该粉碎机转子在亚临界条件下工作.(3)在以MDT-vN4D-MATLAB为核心的虚拟样机建模系统环境中,通过适当简化和设定参数,构建锤片式粉碎机转子的虚拟样机模型.(4)以建立的虚拟样机模型为基础,分别模拟不同锤片排布形式以及磨损条件下转子的运转情况,仿真分析结果表明锤片的排布与磨损形式对粉碎机转子工作性能有较大影响.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题背景

1.2课题研究意义及主要内容

第二章 虚拟样机技术

2.1产生背景

2.2虚拟样机技术的内涵

2.2.1虚拟样机技术的概念

2.2.2虚拟样机技术的特点

2.2.3虚拟样机的设计流程

2.3虚拟样机技术常用软件

2.4虚拟样机技术的应用

第三章锤片式粉碎机转子虚拟样机建模系统环境分析

3.1锤片式粉碎机转子虚拟样机的硬件要求

3.2锤片式粉碎机转子虚拟样机的软件环境探讨

3.2.1以MDT为平台的CAD/CAE/CAM一体化解决方案

3.2.2 MDT软件功能概述

3.2.3 vN4D软件功能概述

3.2.4 MATLAB软件功能概述

第四章锤片式粉碎机转子动力学建模与分析

4.1转子动力学研究概述

4.2锤片式粉碎机转子离散化

4.2.1集总参数法

4.2.2锤片式粉碎机转子离散化模型的建立

4.3锤片式粉碎机转子的临界转速及模态振型的确定

4.3.1典型部件的传递矩阵

4.3.2锤片式粉碎机转子的临界转速及模态振型的确定

第五章锤片式粉碎机转子虚拟样机仿真

5.1虚拟样机仿真

5.2锤片式粉碎机转子虚拟样机的建立

5.2.1锤片式粉碎机转子实体建模

5.2.2锤片式粉碎机转子虚拟样机的建立

5.3锤片式粉碎机转子虚拟样机仿真及分析

5.3.1仿真分析中的信号提取与处理方法

5.3.2锤片无磨损时转子虚拟样机仿真分析

5.3.3锤片磨损后转子虚拟样机仿真分析

第六章结论与讨论

6.1结论

6.2讨论

参考文献

致谢