高压、节能型辊磨机组合辊的设计及动态模拟与分析

摘要

高压辊磨机作为一种高效、节能型的粉磨设备在水泥行业中已得到广泛应用,并正在向金属矿山选矿行业拓展,其巨大的发展潜力促使其形成产业化、系列化的生产趋势.为解决实际开发设计和系列化定型设计中的关键技术问题,本论文采用基于3D特征造型的CAD技术,对高压辊磨机的主要工作部件——组合式压辊进行设计与分析,实现以先进的科技手段解决关键性技术问题,为该设备的开发研制和推广应用奠定基础,推动其产业化、系列化发展进程.本论文主要内容如下:(1)以三维CAD软件SolidWorks为基础,以特征为桥梁,集成COSMOS/Works、IPA等软件,创建了高压辊磨机组合式压辊设计与分析的系统平台,为CAD技术在组合辊设计过程中的应用提供了实施途径.(2)从基于特征的零件建模和装配技术的探讨出发,通过实体建模、虚拟装配设计完成组合辊的结构设计;通过对装配体进行静态干涉检查,以检验结构设计的合理性;同时对装配体进行动态模拟设计,拓展了CAD技术的应用领域.(3)将有限元分析技术应用于组合辊的结构设计过程中,对组合辊的各组成零件按工作状态下的力学模型进行有限元分析,从理论上为产品的结构设计提供有价值的依据,优化各零件的结构、材料性能.(4)在理论设计与分析的基础上,本论文通过高压辊磨机在姑山矿选厂粉碎铁矿石的工业化运行试验,考核该设备及其组合辊的工作状况.根据现场考察和试验情况,基本上验证了理论设计与分析的可行性和正确性,也发现了一些新问题;同时,对高压辊磨机粉碎铁矿石的粉碎效果和工艺节能性也进行了试验研究,为该技术的进一步研究奠定了基础.本论文从工程实用角度出发,为高压辊磨机组合辊的开发研制提供了瓶颈技术,该技术的有效实施不但缩短了产品的开发设计周期,提高产品设计质量,降低设计成本,而且为高压辊磨机设备的产业化、系列化发展,加速该设备在金属选矿行业推广应用的进程奠定了技术基础.

目录

文摘

英文文摘

0绪论

0.1课题的提出

0.2高压辊磨机的发展现状

0.2.1高压辊磨技术研究和应用进展

0.2.2高压辊磨机在结构上的改进

0.2.3高压辊磨机的应用前景及急待解决的问题

0.3基于特征造型CAD技术的发展及应用

0.3.1CAD技术的发展概述

0.3.2特征的概念

0.3.3国内外对基于3D特征CAD技术的研究及应用

0.4本课题主要研究内容及意义

0.4.1本课题主要研究内容

0.4.2课题实施的技术方案

1基于3D特征造型的组合辊的结构设计

1.1高压辊磨机主要设计参数的确定

1.1.1高压辊磨机的受力分析

1.1.2主要设计参数的确定

1.2组合辊零部件的结构设计

1.2.1零件实体建模特征的分类

1.2.2组合辊的零件模型创建

1.2.3零件模型的特征编辑

1.2.4二维工程图生成

1.3基于特征的组合辊虚拟装配设计

1.3.1基于特征的零件模型装配设计技术

1.3.2装配体的干涉检查

1.3.3装配体的爆视图和动态模拟

1.4辊磨机整机装配模型

2基于特征造型的组合辊有限元分析

2.1有限元分析软件的选择及应用

2.1.1COSMOS/Works与SolidWorks的集成方法

2.1.2COSMOS/Works的特点

2.1.3具体的操作程序

2.2基于特征的有限元分析在组合辊设计中的应用

2.2.1辊面的有限元分析

2.2.2侧压板的有限元分析

2.2.3键的有限元分析

2.2.4压辊轴的有限元分析

3高压辊磨机的工业化运行试验

3.1试验条件与方法

3.1.1设备主要技术参数

3.1.2原矿物料特征

3.1.3试验的工艺流程及方法

3.2组合辊及设备其它部分工作状况

3.3运行试验的结果分析

3.3.1矿石粉碎的效果分析

3.3.2工作参数对粉碎效果的影响

4工艺节能性分析

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

附图

致谢

参考文献