大型陶瓷球磨機(jī)的三維有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、球磨機(jī)是目前陶瓷工業(yè)中廣泛使用的一種粉磨機(jī)械。我國(guó)的陶瓷球磨機(jī)己基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,甚至還有部分出口。盡管如此,我國(guó)陶瓷球磨機(jī)的設(shè)計(jì)主要是模仿國(guó)外先進(jìn)技術(shù),缺乏完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此我國(guó)陶瓷球磨機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平和設(shè)計(jì)手段仍有待于進(jìn)一步提高,尤其隨著陶瓷球磨機(jī)的日益大型化趨勢(shì),這點(diǎn)變得更加突出。 為節(jié)約成本,增加陶瓷球磨機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)也為更好地設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。本文以大型的陶瓷球磨機(jī)為研究對(duì)象,開(kāi)發(fā)了一個(gè)方便實(shí)用的仿真分析模

2、塊,采用有限元方法對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化研究。 首先,本文對(duì)陶瓷球磨機(jī)工作介質(zhì)的普遍運(yùn)動(dòng)形態(tài)進(jìn)行了分析,并得出了大型陶瓷球磨機(jī)的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由此對(duì)其載荷進(jìn)行了計(jì)算,所得計(jì)算結(jié)果為使用有限元方法進(jìn)行分析提供了載荷邊界條件。其次,本文首次采用大型通用有限元分析軟件“ANSYS”對(duì)TCM系列的球磨機(jī)進(jìn)行參數(shù)化建模,并運(yùn)用用戶(hù)界面定制語(yǔ)言UIDL開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于TCM系列球磨機(jī)的仿真分析專(zhuān)用模塊。該模塊適于對(duì)TCM系列球

3、磨機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行變形設(shè)計(jì)以及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等,用戶(hù)只需要修改相應(yīng)參數(shù)即可自動(dòng)完成對(duì)該系列球磨機(jī)的建模、分析、后處理甚至尺寸優(yōu)化,避免了大量重復(fù)的建模準(zhǔn)備工作。接著,在參數(shù)化模型的基礎(chǔ)上,對(duì)大型陶瓷球磨機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有限元分析,分析結(jié)論表明大型陶瓷球磨機(jī)不但強(qiáng)度足夠,而且強(qiáng)度儲(chǔ)備量較大,應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后,作者又在前述分析的基礎(chǔ)上對(duì)簡(jiǎn)體、蓋板、筋板和支板的厚度以及安裝軸承的軸頸尺寸進(jìn)行優(yōu)化分析。優(yōu)化前后的對(duì)比表明,在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的前提下

4、該大型陶瓷球磨機(jī)的材料使用量可以減少24%,大大節(jié)約了成本。最后,本文還對(duì)球磨機(jī)的筒體和焊接的危險(xiǎn)位置進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)力測(cè)量,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,二者基本一致,從而證明了前述有限元分析計(jì)算模型的合理性和優(yōu)化結(jié)果的可靠性。 本文為生產(chǎn)廠家解決了長(zhǎng)期困擾的強(qiáng)度儲(chǔ)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題。目前相關(guān)結(jié)論己為生產(chǎn)廠家所接受并用于生產(chǎn)實(shí)際。同時(shí),本文的分析方法、過(guò)程與結(jié)果也對(duì)其它類(lèi)型的陶瓷球磨機(jī)進(jìn)行相似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析具有借鑒作用

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