高压辊磨机主轴与辊套圆锥过盈配合扭矩承载研究

摘要

组合辊是高压辊磨机最重要的部件之一，其它部件都是为保证其正常运转全面发挥性能服务的。针对目前组合辊结构参数和形位误差对圆锥过盈联接承载扭矩的影响规律尚不明确，本文以GM1400×800高压辊磨机的组合辊为研究对象，利用有限元分析软ANSYS对组合辊的圆锥过盈联接的应力分布进行了仿真分析，研究了关键结构参数和形状误差对组合辊承载扭矩的影响。
　　本文的主要研究内容和结论如下:
　　第一、首先介绍了高压辊磨机的总体结构和工作原理，建立了组合辊工作载荷力学模型;接着分析了组合辊应力随过盈量改变的分布情况，确定了组合辊圆锥过盈联接的配合制，为组合辊承载扭矩的影响分析打下了基础。
　　第二、建立了圆锥过盈联接承载的力学模型，采用有限元分析软件ANSYS对GM1400×800高压辊磨机组合辊的圆锥过盈联接的承载扭矩进行了仿真分析，得到了过盈量、结合面长度、结合面半径和内外径等关键结构参数对组合辊承载扭矩的影响规律，继而分析了关键结构参数对组合辊承载扭矩影响的敏感度。
　　第三、建立了形状误差对组合辊结合面摩擦系数的影响数学模型，利用有限元分析软件分析了典型形状误差对GM1400×800高压辊磨机组合辊承载扭矩的影响。
　　第四、利用相似理论设计了组合辊的实验模型，通过改变关键结构参数，将不同结构参数下所得组合辊承载扭矩数据与仿真数据进行对比分析，验证了仿真结果的准确性和有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 国内外应用研究现状与发展概况

1．2．1 高压辊磨机国内外应用的发展现状

1．2．2 挤压辊的研究现状

1．2．3 过盈联接的研究现状

1．3 高压辊磨机圆锥过盈联接组合辊存在的问题

1．4 本文的主要研究内容

2 高压辊磨机组合辊的受力分析

2．1 高压辊磨机的工作原理及组合辊的结构特征

2．1．1 高压辊磨机的工作原理

2．1．2 GM1400×800高压辊磨机的主要技术参数

2．1．3 组合辊的结构特征

2．2 组合辊工作载荷的力学建模

2．2．1 物料的粉碎过程

2．2．2 组合辊工作载荷的确定

2．3 组合辊过盈量的选取

2．3．1 组合辊过盈连接的有限元分析

2．3．2 数值仿真结果分析

2．4 本章小结

3 关键结构参数对组合辊承载扭矩的影响分析

3．1 圆锥过盈联接的数学模型

3．1．1 锥面过盈联接的几何模型

3．1．2 锥面过盈联接的理论分析

3．2 过盈量对组合辊最大承载扭矩的影响

3．3 结合面长度对组合辊最大承载扭矩的影响

3．4 结合面半径对组合辊最大承载扭矩的影响

3．5 内外径对组合辊承载扭矩的影响

3．5．1 组合辊外径对最大承载扭矩的影响

3．5．2 组合辊内径对最大承载扭矩的影响

3．6 结合面锥度对组合辊承载扭矩的影响

3．7 最大承载扭矩影响参数的敏感度分析

3．7．1 参数敏感度的定义及其参数选取

3．7．2 组合辊结构的参数敏感度分析

3．8 本章小结

4 组合辊形状误差对组合辊承载扭矩的影响分析

4．1 形状误差对过盈联接摩擦系数的影响

4．2 圆度误差对组合辊扭矩承载能力的影响分析

4．2．1 组合辊圆度误差的计算

4．2．2 圆度误差对组合辊最大承载扭矩的影响

4．3 锥度误差对组合辊扭矩承载能力的影响

4．3．1 组合辊锥度误差的计算

4．3．2 大端锥度误差对组合辊最大承载扭矩的影响

4．3．3 小端锥度误差对组合辊最大承载扭矩的影响

4．4 鼓形误差对组合辊扭矩承载能力的影响分析

4．4．1 组合辊鼓形误差的计算

4．4．2 鼓形误差对组合辊最大承载扭矩的影响

4．5 本章小结

5 组合辊承载转矩的实验研究

5．1 相似理论简介

5．2 实验设计

5．2．1 实验目的

5．2．2 实验原理

5．2．3 实验模型设计

5．2．4 实验内容

5．3 实验设备和实验步骤

5．3．1 试验仪器与设备

5．3．2 实验步骤

5．4 实验结果及分析

5．4．1 实验数据处理

5．4．2 实验结果与仿真结果的对比

5．5 本章小结

6 全文总结和展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢