基于ansys的球磨機回轉(zhuǎn)體模態(tài)分析

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1、摘要摘要在選礦、建材、化工、冶金及材料等工業(yè)部門中,球磨機都是最普遍、最通用的粉磨設(shè)備。作為重型機組設(shè)備,球磨機總是運轉(zhuǎn)在重載交變載荷情況下,其工作環(huán)境極為惡劣,再加上使用因素的影響,諸多因素使得球磨機故障率較高。而回轉(zhuǎn)體是球磨機的關(guān)鍵部件,在磨機工作過程中,回轉(zhuǎn)體除受研磨體的靜載荷作用外,還受到研磨體的沖擊作用。它的可靠性設(shè)計影響磨機的運行狀況,對大型球磨機來講尤為重要,所以回轉(zhuǎn)體的動態(tài)特性分析以及動態(tài)性能改善就顯得尤為重要。本文以驢3.8×13m雙滑履球磨機(由南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計、唐山水

2、泥機械廠制造生產(chǎn))為研究對象,對其回轉(zhuǎn)體進行了動態(tài)特性分析,并通過結(jié)構(gòu)改進使其動態(tài)性能得到了改善。具體研究內(nèi)容如下:基于三維造型軟件UGNX4.0,首先建立了球磨機回轉(zhuǎn)體零部件的實體模型,在UG環(huán)境下完成了回轉(zhuǎn)體的虛擬裝配,進行了零部件間的干涉檢查;并合理簡化模型,使用ANSYSll.0軟件建立適合結(jié)構(gòu)分析的有限元模型;然后對回轉(zhuǎn)體的約束狀況進行詳細(xì)的分析,施加自由度約束后,對回轉(zhuǎn)體進行模態(tài)分析,得到了回轉(zhuǎn)體前十階的固有頻率和振型,從模態(tài)分析的結(jié)果來看,回轉(zhuǎn)體整體的剛度和質(zhì)量分布較為均衡,值得注意的

3、是某頻率的局部振型,幅值較大,且位于人孔處,應(yīng)通過結(jié)構(gòu)改進或者增加局部剛度加以避免;最后對回轉(zhuǎn)體進行結(jié)構(gòu)改進,具體是將隔倉板的位置進行改動,通過對比分析,找到了一種動態(tài)性能較好的方案,使改進后的回轉(zhuǎn)體在一定頻率范圍內(nèi)的振型數(shù)減少了,大多數(shù)振型的振幅得到了降低,而且避開了對回轉(zhuǎn)體影響較大的局部振型,因此回轉(zhuǎn)體的動態(tài)性能得到了改善。關(guān)鍵詞:球磨機;模態(tài)分析;有限元法廣東Tq2大學(xué)碩十學(xué)位論文ABSTRACTBallmillisoneofthemostuniversalmillfacilitiesinmi

4、llrun,tignum,chemicalengineeringandmetallurgicalengineering.Ballmillalwaysworksonheavyandalternationload,anditsworkingatmosphereisverybad,SOthefaultrateisveryhigh.Asthecrucialpartsinballmill,rotatorbearsthestaticanddynamicloadfromrubbingobjects.Thereli

5、abilityofrotatordirectlyeffectstheballmill’Srunningcondition,SOitsdynamicperformanceanalysisandimprovementisveryimportantespeciallyforlarge—scaleballmill.For函3.8×13mslidingshoesballmill,weanalyzedandimprovedthedynamicperformanceofitsrotator.Atfirstthet

6、hreedimensionalmodelofrotatorwasbuiltbasedonUGNX4.0software.Thenthe3Dmodelwassimplified,andthefiniteelementmodelwhichwassuitforstructureanalysiswasbuiltbasedonANSYSsoftware.Werestrictedthefreedomofmotionontherotator,andmadethemodalanalysisofit.Throught

7、hemodalanalysis,wegottheformertenmodalnaturalfrequenciesandvibrationmodes.Theresultsindicatedthattheholisticqualityandrigidityofrotatorwasbalanced,butlocalvibrationmodeofcertainfrequencywasnotgood.Toavoidthelocalvibrationmode,wechangedthepositionofmeta

8、lpartitioninrotator,andmadethemodalanalysisagain.Throughtherelativeanalysis,wefoundoutthesuitablepositionofmetalpartition.Throughthestructureimprovement,Wereducedthebiggestdisplacementvalueofmostmodalshape,andavoidedthelocalmodalshapewh

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