基于有限元的卧螺离心机转鼓、螺旋输送器的研究

摘要

卧螺离心机作为一种固液分离设备广泛应用于煤炭、化工、医药、食品等领域。卧螺离心机作为一种高效的细粒煤脱水设备，能够很好地应用于煤泥和浮选精煤的脱水。随着卧螺离心机的应用愈加广泛，对卧螺离心机关键零部件如转鼓、螺旋输送器结构的强度、变形和振动等问题的研究的需求就更加迫切。
　　本文通过对离心分离理论的研究推导了卧螺离心机生产能力计算公式，通过对沉渣滑动动力学研究推导出螺旋输送器的受力情况，为后续的分析研究打下基础。在使用SolidWorks建立的三维模型的基础上，应用有限元前处理软件HyperMesh对转鼓和螺旋输送器划分六面体网格并施加边界条件和载荷得到较高质量的有限元模型。再使用ANSYS软件对转鼓和螺旋输送器进行静力分析、模态分析和临界转速的计算。主要研究包括以下几个方面：
　　（1）根据静力分析在不同工况下对转鼓和螺旋输送器进行强度校核，验证其强度刚度满足使用要求；
　　（2）研究转鼓排渣口排渣口尺寸对应力集中系数的影响，得到应力集中系数与排渣口尺寸关系曲线；
　　（3）研究螺旋输送器应力强度随转速和轴向力的变化关系；
　　（4）在ANSYS中使用Block Lanczos法分别对转鼓和螺旋输送器进行模态分析，得到分别在有、无离心力场作用下的固有频率和振型；
　　（5）根据转子动力学理论，计算在陀螺效应下螺旋输送器的临界转速，验证设备远离其临界转速，并且研究了支撑刚度对螺旋输送器转子系统临界转速的影响规律。

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目录

1.绪论

1.1选题目的和意义

1.2研究现状

1.3本文研究方法与内容

2.离心机主要技术参数及生产能力的研究

2.1卧螺离心机的工作原理

2.2转鼓的结构

2.3螺旋推进器的结构

2.4卧螺离心机主要技术参数

2.5 生产能力

2.6 WL-1000离心机生产能力

3.螺旋输送器推渣功率及轴向力的研究

3.1沉渣在脱水区滑动的力学研究

3.2 沉渣在脱水区停留的时间

3.3 螺旋的推渣效率

3.4螺旋输送器转矩

3.5螺旋输送器的推渣功率

3.6 螺旋输送器轴向力

4.转鼓、螺旋输送器的静力分析

4.1转鼓强度分析评定方法

4.2转鼓、螺旋输送器三维实体模型的建立

4.3基于HyperMesh的有限元前处理

4.4转鼓的静力分析

4.5螺旋输送器的静力分析

5.转鼓、螺旋输送器的模态分析

5.1转鼓模态分析结果

5.2螺旋输送器模态分析结果

6.螺旋输送器临界转速的计算

6.1临界转速计算方法

6.2建立螺旋输送器转子系统有限元模型

6.3计算及结果分析

7.总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢