双螺杆磨浆机失效磨损研究和专用联轴器设计

摘要

双螺杆磨浆机是一种新型资源节约型磨浆设备，具有优良的特性和广阔的应用前景。磨浆系统是双螺杆磨浆机的核心部件之一，但目前通过生产考核发现螺杆芯轴易折断、螺杆与机筒的磨损速度较快，使得双螺杆磨浆机失效破环、停产检修，从而造成磨浆成本的提高，因此有必要对双螺杆磨浆机机筒和螺杆失效、磨损进行研究，以提高可靠性、延长使用寿命。
　　本文简要介绍了双螺杆磨浆机发展状况以及磨浆系统存在的问题，阐述了螺杆和机筒的磨损机理，综述了双螺杆挤出机螺杆机筒和盘磨机磨片磨损研究现状以及减少磨损的方法，通过分析各种减磨的方法，根据双螺杆磨浆机磨浆系统的实际设计要求，提出了减少断轴和磨损失效的设计方案。
　　对双螺杆磨浆机螺杆断轴的原因和螺杆、机筒磨损机理的进行了理论分析，并运用ANSYS软件对螺杆芯轴受力分析进行了有限元分析和模拟，通过分析得到双螺杆磨浆机螺杆断轴和螺杆、机筒磨损的主要原因，并提出了避免螺杆断轴、减少螺杆和机筒磨损的改善措施。
　　参考相关机械设备传动轴联轴器的选择，根据大型双螺杆磨浆机螺杆扭矩大，中心距受限的情况，设计了考虑径向约束的大扭矩鼓形齿联轴器，讨论了鼓形齿齿宽对齿形及加工的影响。
　　在考虑接触特征的情况下，运用ANSYS软件对鼓形齿啮合、螺栓联接进行了非线性静力有限元分析，分析结果表明鼓形齿接触应力强度满足要求，保证螺栓联接强度有效方法是选择高强度螺栓和螺母，并适当增加联接法兰两侧的摩擦因数。
　　本文深入研究了双螺杆磨浆机螺杆断轴和螺杆机筒磨损的机理，研究了大型双螺杆磨浆机专用联轴器的设计选型，研究了考虑径向约束的大扭矩鼓形齿联轴器的参数设计和有限元分析。本文的工作对于改善双螺杆磨浆机的设计、提高双螺杆磨浆机的可靠性、延长使用寿命具有重要的意义。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 概述

1．2 双螺杆磨浆机使用与存在的问题

1．3 双螺杆挤出机磨损研究现状综述

1．4 金属与植物磨损研究综述

1．5 盘磨机磨片磨损研究现状综述

1．6 课题研究的主要内容及研究意义

1．6．1 课题研究的主要内容

1．6．2 课题研究意义

2 双螺杆磨浆机螺杆机筒失效和磨损机理分析

2．1 概述

2．2 双螺杆磨浆机螺杆失效与分析

2．2．1 螺杆失效形式分析

2．2．2 螺杆与机筒的碰磨分析

2．2．3 螺杆断轴时极限扭矩分析

2．2．4 螺杆芯轴有限元分析

2．3 双螺杆磨浆机螺杆设计改善

2．3．1 螺杆芯轴受力分析

2．3．2 螺杆芯轴几何参数与变形之间的关系

2．3．3 改善双螺杆磨浆机螺杆碰磨措施

2．4 双螺杆磨浆机螺杆机筒磨损与分析

2．4．1 摩擦学概念及研究内容

2．4．2 金属的摩擦

2．4．3 金属摩擦分类

2．4．4 金属磨损概念及形成机理

2．4．5 金属磨损机理分析

2．4．6 螺杆机筒磨损机理分析

2．5 减少螺杆磨损的措施

2．6 本章小结

3 大型双螺杆磨浆机专用联轴器设计

3．1 联轴器的种类及应用

3．2 鼓形齿联轴器应用现状介绍

3．3 双螺杆磨浆机专用鼓形齿联轴器结构设计

3．4 双螺杆磨浆机专用鼓形齿联轴器参数选择

3．4．1 鼓形齿参数的选择

3．4．2 轮齿齿宽参数的计算

3．4．3 轮齿许用接触应力的计算

3．4．4 齿宽对齿形及加工的影响

3．4．5 普通平键的选择

3．4．6 螺栓的选择

3．5 专用鼓形齿联轴器设计参数的确定

3．5．1 鼓形齿联轴器几何参数确定

3．5．2 专用鼓形齿联轴器三维实体模型建立

3．6 本章小结

4 大型双螺杆磨浆机专用联轴器有限元分析

4．1 所用软件工具介绍

4．2 专用联轴器鼓形齿轮副有限元分析过程

4．2．1 非线性分析基本步骤

4．2．2 专用鼓形齿轮副有限元模型的建立

4．2．3 接触设置

4．2．4 加载与求解

4．2．5 查看结果

4．3 专用鼓形齿联轴器螺栓联接有限元分析过程

4．3．1 螺栓联接有限元模型的建立

4．3．2 接触设置

4．3．3 耦合自由度

4．3．4 加载与求解

4．3．5 计算结果分析

4．3．6 理论计算结果与分析结果比较

4．3．7 螺栓联接分析结果总结

4．4 本章小结

5 结论

5．1 结论

5．2 本文创新点

6 展望

参考文献

8 攻读硕士学位期间发表论文

致谢