浓缩机耙架的结构分析与改进设计

摘要

浓缩机是一种连续工作的浓缩和澄清设备，它主要用于湿式选矿作业中精、尾矿浆的脱水，也广泛应用于煤炭、钢铁、化工、建材、水源和污水处理等行业中含固料浆的浓缩和净化。耙架是浓缩机的主要核心部件，也是整机设备中体积和重量最大的部件，其结构形式直接影响浓缩机物料的沉降和刮集性能，耙齿的曲线形状影响物料的刮集效率，并且其体积及重量影响运输和制造成本。因此深入研究并改进设计优良的耙架具有重要的意义。
　　本论文首先对浓缩机的结构组成和工作原理进行了详细介绍，并阐述了国内外的浓缩机耙架的技术现状和发展趋势，提出一种国内外技术先进的低阻力耙架结构，同时对耙架的结构形式和耙齿刮集效率进行了分析和研究。低阻力耙架不仅结构简单、安装方便，同时由于占用空间小，方便运输，是浓缩机耙架的发展方向。
　　其次，以为某选矿厂所设计的浓缩机的主要部件中耙架为研究对象，其采用了一种低阻力耙架结构，增大了耙齿接触面积，提高浓缩机工作效率和稳定性的效果。同时推导出耙齿曲线方程，并深入研究耙齿刮集物料过程中，物料的瞬时运动方向、运动轨迹、耙齿的布置原则和安装角度。通过Solidworks软件建立了两种耙架的三维模型，并利用ANSYS软件分析耙架的截面形状对刮集效率的影响，对耙架截面形状进行有限元对比分析，从变形的趋势看圆形截面耙架刚性好于矩形截面耙架。计算耙架的阻力面积，从阻力面积和重量来看，圆形截面的耙架阻力小，重量轻且易生产加工，所以圆形截面耙架的优势更加明显。
　　最后，以圆形截面桁架结构的低阻力耙架为研究对象，选取四个耙架危险工况进行静力学分析，同时根据有限元分析结果，对现有的耙架结构提出可靠的依据并进行改进设计。经过有限元分析计算，在满足强度的前提下，提高了浓缩机的性能，有效降低了耙架的重量，降低了生产成本，为技术人员开发新型浓缩机提供可靠的分析方法和借鉴。
　　本论文的研究结果为我公司开发的新产品提供了理论支持和技术指导，并为耙架的设计提供了理论计算的依据，可以进一步加快国产化浓缩机的理论研究和开发进程。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本文研究的背景及意义

1．2 浓缩机综述

1．2．1 浓缩机简介

1．2．2 浓缩机的分类

1．3 中心传动浓缩机耙架国内外技术现状

1．3．1 国外浓缩机耙架技术现状

1．3．2 国内浓缩机耙架技术现状

1．4 本文研究的内容及课题来源

2 浓缩机的工作原理及结构形式

2．1 浓缩机的工作原理

2．2 浓缩机的结构形式

2．3 本章小结

3 耙架的结构类型与分析

3．1 耙架的概述

3．2 耙架的结构形式及特点

3．3 周边传动浓缩机耙架

3．3．1 周边传动浓缩机耙架

3．3．2 液压自动提耙浓缩机耙架

3．4 中心传动浓缩机耙架

3．4．1 普通中心传动浓缩机耙架

3．4．2 大型中心传动浓缩机耙架

3．4．3 大型中心传动浓缩机低阻力耙架

3．5 本章小结

4 耙齿曲线方程与刮集物料的动力学分析

4．1 耙齿的概述

4．2 耙齿曲线方程

4．3 耙齿刮集下物料的运动规律

4．3．1 耙齿刮集下物料的运动方向

4．3．2 耙齿刮集下物料运动轨迹分析

4．3．3 耙齿刮集物料的速度分析

4．4 本章小结

5 两种截面耙架结构的对比分析

5．1 耙架三维实体建模

5．1．1 矩形截面耙架三维实体建模

5．1．2 圆形截面耙架三维实体建模

5．2 两种截面形状耙架的有限元分析

5．2．1 矩形截面耙架有限元分析

5．2．2 圆形截面耙架有限元分析

5．3 耙架旋转阻力面积对比分析

5．3．1 矩形截面耙架阻力面积计算

5．3．2 圆形截面耙架阻力面积计算

5．4 本章小节

6 耙架静力学分析与改进设计

6．1 耙架有限元模型的建立

6．2 模型的合理简化及网格划分

6．3 耙架运行工况静力学分析

6．3．1 耙架运行工况类别

6．3．2 耙架运行工况1的校核

6．3．3 耙架运行工况2的校核

6．3．4 耙架运行工况3的校核

6．3．5 耙架运行工况4的校核

6．4 耙架结构改进设计

6．4．1 耙架重量改进

6．4．2 耙架整体副度改进

6．5 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢