高效精梳机支承系统的动态载荷分析与结构优化设计

摘要

在高速发展的今天，高效精梳机的研发越来越受到关注。本文旨在研究高速(500钳次/分)运转时的精梳机支承系统的动态性能，并针对速度提高后引起的精梳机减振降噪等问题，对主运动机构进行动载平衡设计和对支承系统进行结构设计优化，以提高精梳机支承系统性能。在课题研究过程中，主要做了如下工作:
　　1.精梳机支承系统CAD三维模型及CAE有限元模型的建立
　　按照精梳机支承系统现有各部件的实际尺寸，在Solidworks软件中分别建立各部件的三维模型，根据各部件间的装配关系建立支承系统整体三维CAD模型。然后依据支承系统结构特征，通过合理的模型结构简化及联接关系处理等将该CAD模型转化为CAE实体有限元模型。对于复杂结构，有限元实体模型节点多则分析计算效率低，对此进一步将有限元实体模型进行合理简化，建立更有效的分析计算有限元模型。
　　2.精梳机支承系统的模态分析
　　基于支承系统CAE有限元模型，应用Ansys软件对精梳机支承系统进行模态分析，得到支承系统的固有频率与振型。
　　3.精梳机主运动机构的动载平衡分析
　　在500钳次/分的工作转速下，分析现有精梳机主运动机构对支承系统的动反力偏大。应用配重平衡法计算主运动机构应增加的配重质量及配置位置，对主运动机构进行动载平衡设计。在适当的位置增加适量的配重块，较有效地减小了主运动机构对支承系统的动反力。
　　4.精梳机支承系统的稳态响应分析与结构设计优化
　　根据已建立的有限元模型，以动载平衡后的主运动机构对支承系统的动反力为激励，对支承系统进行稳态响应分析。由稳态响应分析结果，对精梳机支承系统进行结构设计优化，使得精梳机振动位移响应最大振幅降低20.9％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 精梳机国内外发展现状

1．1．1 国内精梳机发展现状

1．1．2 国外精梳机发展现状

1．1．3 支承系统研究现状

1．1．4 精梳机支承系统研究现状

1．2 课题研究的意义与研究内容

1．2．1 研究背景及意义

1．2．2 研究内容

1．2．3 研究方法

第二章 精梳机支承系统及其CAD模型

2．1 精梳机支承系统的CAD三维模型

2．2 精梳机支承系统的结构特性及其受力分析

2．3 精梳机支承系统受力分析

2．4 本章小结

第三章 精梳机支承系统有限元模型

3．1 精梳机支承系统的实体CAE模型

3．1．1 精梳机支承系统CAD模型的合理简化

3．1．2 实体模型联接关系处理

3．1．3 实体CAE模型

3．1．4 精梳机支承系统实体模型的模态分析

3．2 精梳机支承系统的等效简化

3．2．1 轴的等效简化

3．2．2 墙板的等效简化

3．2．3 底板的等效简化

3．2．4 联接关系的等效简化

3．3 精梳机支承系统的CAE简化模型

3．4 精梳机支承系统简化模型的模态分析

3．5 本章小结

第四章 精梳机主运动机构的动载平衡设计

4．1 精梳机主运动的动载平衡设计

4．1．1 动平衡方法

4．1．2 动平衡计算

4．2 本章小结

第五章 精梳机支承系统的稳态响应分析及结构设计优化

5．1 精梳机支承系统的稳态响应分析

5．1．1 稳态响应

5．1．2 计算分析

5．2 精梳机支承系统结构优化方案

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢