大型立式辊磨机关键结构件仿真研究

摘要

大型立式辊磨机的研究分析是在水泥生产工艺粉磨设备研发设计中最重要的一项工作之一。目前国、内外对小型立式辊磨机各零部件的设计研究很多，即磨盘直径5.3米以下的各型立式辊磨机已经得到了广泛应用，满足5000t/d以下水泥生产线的粉磨需求，5000t/d以上立式辊磨机主要以进口为主。随着国家节能减排宏观政策调整和大型水泥生产线技术发展，配套5000～10000t/d生产线的粉磨设备技术缺口凸显。本论文以6000t/d配套立式辊磨机的关键结构件磨盘盘体和分离器为研究对象，进行大型立式辊磨机终粉磨系统及装备研究。通过Autodesk Inventor和ANSYS workbench有限元软件的分析运用，论文对关键结构件磨盘盘体的研发过程和设计方法进行了详细的阐述和探讨;以分离器动转子叶片形状对分级区域流场影响分析，提供选形方案。本文主要的研究内容如下:
　　1.在Autodesk Inventor中建立了磨盘盘体的参数化模型，采用ANSYS workbench对磨盘盘体进行了结构优化和结构静力学分析，得到了设计质量小于100T，应力分布合理，安全系数高的设计方案。
　　2.利用ANSYS workbench软件的Modal和Harmonic Response模块，即模态分析和谐响应分析模块，通过求解磨盘盘体动态特性的问题研究，得到了磨盘盘体共振频率范围和应力分布，还为工艺实际生产位移振动监控设置提供了参考依据。
　　3.通过对分离器流场特性研究，建立了运动微分方程，求解流场进口速度和出口压力，结合流场介质特性，得出了流场边界条件。
　　4.在Autodesk Inventor中建立了分离器分级区域参数化模型，运用ANSYSworkbench的fluent流体模块对分离器分级区域流场进行模拟，通过对I、L、Z和水滴四种形状动转子叶片在相同工况下的流场分析，得出了每种叶片的优、缺点和各自的适用范围。
　　本论文的研究成果与内容，可为大型立式辊磨机的结构研究提供参考与借鉴，同时也可以为大型立式辊磨机及类似产品的研发设计提供一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外立式辊磨机技术发展概况

1．2．2 国内立式辊磨机发展概况

1．3 立式辊磨机研究现状

1．4 本课题研究内容和意义

第2章 大型立式辊磨机结构基础研究

2．1 大型立式辊磨机结构简介

2．2 大型立式辊磨机工作原理

2．3 研究对象模型处理

2．3．1 设材料属性

2．3．2 设计参数设置

2．3．3 单位系统

2．3．4 模型精简

2．3．5 边界约束

第3章 磨盘盘体优化设计

3．1 磨盘盘体概念设计

3．1．1 磨盘盘体工作环境

3．1．2 磨盘盘体截面概念设计

3．1．3 磨盘盘体概念设计基础

3．1．4 磨盘盘体拓扑优化

3．2 磨盘盘体详细设计

3．2．1 静力结构分析基础

3．2．2 结构参数化

3．2．3 ANSYS Workbench设计优化模块

3．2．4 静力分析及尺寸优化

第4章 磨盘盘体动态特性仿真研究

4．1 磨盘盘体模态分析

4．1．1 分析理论

4．1．2 磨盘盘体模态分析步骤

4．1．3 磨盘盘体模态分析结果

4．2 磨盘盘体谐响应分析

4．2．1 谐响应分析理论

4．2．2 谐响应分析步骤

4．2．3 谐响应结果分析

第5章 分离器动转子叶片流场仿真研究

5．1 分离器流场分析基础

5．1．1 分析模型及工况分析

5．1．2 流场分析理论基础

5．2 分离器流场分析步骤

5．2．1 研究对象分析及模型简化

5．2．2 边界条件及求解

5．2．3 分离器分级区域流场分析

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果