MQY5585大型球磨机系统变形对其功率的影响研究

摘要

球磨机作为将固体物料细化制粉的重要设备，广泛应用于冶金、水泥、陶瓷以及国防工业等行业。由于生产成本的提升，球磨机逐渐向大型化轻量化方向发展。但在实际运行中发现，实际运行所消耗的功率与设计的功率不相符，特别是大型球磨机，这种现象特别突出，这样会造成资源不必要的浪费，生产成本大大提高。因此准确计算球磨机功率，实现球磨机电机的正确选型对减少球磨机的占地面积，节约能源以及提高选矿厂建设的经济性有重大意义。
　　目前球磨机的电机选型都存在一定的误差，主要原因在于功率会受混合介质的运动状态、填充比、系统变形等多种因素的影响。本文以MQY5585大型球磨机为研究对象，通过查阅大量国内外球磨机相关资料，运用ANSYS对球磨机回转体系统强度及变形等进行有限元分析;以及对比变形前后下齿轮啮合状态的变化;利用MATLAB对油膜厚度分布、压力分布等进行研究，主要内容包括以下几个方面:
　　(1)对球磨机发展进行概述，对球磨机选型时常用的计算公式进行简要介绍，简单分析其适应范围和产生误差原因，根据MQY5585球磨机的主要参数，分析其内部混合介质的运动状态，并在不同载荷情况下进行载荷计算;
　　(2)利用ANSYS对MQY5585球磨机进行建模、划分网络和载荷约束的施加。分析三种工况下系统各部件的变形及应力分布规律，验证球磨机满足强度、刚度的设计要求，传统产品设计过于保守，可进行轻量化低能耗设计;
　　(3)根据MQYS585球磨机在实际安装过程中的技术要求，分析影响啮合间隙的因素，并利用ANSYS对不同工况产生的变形条件下的齿轮进行建模，对比齿轮在变形前后啮合状态;
　　(4)简要介绍MQY5585球磨机采用的恒流量式静压轴承，针对此轴承建立雷诺方程、边界条件，运用MATLAB求解，得出油膜的厚度分布和压力分布情况，以及变形对静压轴承功率消耗的影响。
　　本篇论文为今后的大型磨机回转体系统、静压轴承等部件的分析设计、研究工作提供了一定的科学依据和理论支撑，为企业的利益做出贡献，研究大型球磨机系统应力变形及轴承油膜的温度承载力特性具有积极的理论研究与工程实际意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 绪论

1．2 球磨机功率计算研究现状

1．2．1 球磨机功率计算方法

1．2．2 磨机有用功率的计算

1．2．3 磨机功率计算公式的准确性与适用范围

1．3 统磨机功率消耗计算公式误差原因

1．4 球磨机回转体系统研究现状

1．5 课题背景和主要研究内容

1．5．1 课题背景

1．5．2 论文研究内容

第2章 MQY5585球磨机工作原理及性能分析

2．1 MQY5585大型球磨机基本参数

2．2 混合介质运动状态

2．3 MQY5585球磨机载荷计算

2．3．1 满载静止工况载荷计算

2．3．2 正常工况下载荷计算

2．3．3 启动工况下的载荷计算

2．4 本章小结

第3章 MQY5585球磨机回转体有限元分析

3．1 球磨机回转体模型简化处理

3．2 回转体模型的建立

3．3 球磨机回转体施加约束及载荷

3．3．1 施加约束

3．3．2 施加节点载荷

3．3．3 施加重力载荷

3．4 球磨机回转体有限元分析结果

3．4．1 位移情况

3．4．2 应力情况

3．5 本章小结

第4章 MQY5585球磨机齿轮副接触状态分析

4．1 MQY5585球磨机齿轮副

4．2 大齿轮安装

4．2．1 侧隙的确定

4．2．2 中心距对重合度的影响

4．3 负载对齿轮啮合的影响

4．3．1 齿轮变形的理论计算

4．3．2 齿轮摆角的有限元计算

4．4 齿轮接触强度理论分析

4．4．1 齿面接触疲劳强度计算

4．4．2 理论计算结果

4．5 齿轮接触强度有限元分析

4．5．1 齿轮模型建立

4．5．2 施加载荷和约束

4．5．3 有限元分析结果

4．6 本章小结

第5章 球磨机系统变形对轴承动压效应及功率的影响

5．1 MQY5585球磨机静压轴承工作原理

5．2 流体润滑的基本理论

5．2．1 流体动压润滑基本方程

5．2．2 恒流量供油式油膜的承载能力

5．2．3 静压轴承的功率消耗

5．3 有限差分法求解考虑动压效应下的雷诺方程

5．3．1 建立差分格式

5．3．2 边界条件

5．3．3 超松弛迭代法求解

5．4 系统变形形对动压效应及功率的影响

5．4．1 未变形时动压效应

5．4．2 考虑变形后动压效应

5．4．3 计算流程

5．4．4 计算结果

5．4．5 系统变形对功率的影响

5．5 本章小结

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

致谢