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振动磨设计方案蓝图2.0

作者:济南海博    发布时间:2021-05-04 09:10:51    浏览量:

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振动磨弹簧寿命研究(图1)

制样机研磨原理2.0(图2)

振动磨 ZDM-100(图3)                        振动磨 ZDM-100(图4)

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通过对磨机仿真动画、撞击力、偏心甩锤运动轨迹、偏心甩锤旋转动能与总动能、弹簧受力和磨腔振幅的分析,可知:新型立式振动磨机的仿真动画效果符合设计情况;偏心甩锤与磨腔、偏心甩锤与物料间碰撞力较大,有利于物料颗粒粒径较大阶段的研磨;偏心甩锤运动轨迹接近圆形且大于 5000N 的碰撞力出现次数较高,磨机有效撞击研磨频率较高,对物料的疲劳破碎和选择性破碎理论应用效果较好;偏心甩锤的旋转动能较大,对物料的剪切力较大,有利于物料颗粒粒径较小阶段的研磨;同时新型立式振动磨机的参振质量小,而作为研磨主要部件的偏心甩锤动能较大,说明研磨能量分配更加合理,更有利节能;弹簧受力虽较大,但弹簧横向振幅较小,说明弹簧受力相对比较合理,符合设计情况。新型立式振动磨机的仿真分析结果表明,新型立式振动磨机运动和动力情况符合预期设计,可进一步开展设计工作。

振动磨设计方案蓝图2.0(图5)

心甩锤通过键固定在摆动轴上,随摆动轴转动产生激振力并研磨。有限元分析时必须限制其 X、Y、Z 方向的自由移动,考虑到键与偏心甩锤的约束方式,对偏心甩锤键槽与键接触的两个面进行约束,分析前五阶模态。

振动磨设计方案蓝图2.0(图6)

从表 4-1 和图 4-2 可以看出,偏心甩锤在前五阶模态下有不同程度的变形,说明偏心甩锤有一定的动能可用来产生激振;振动磨机工作转速为 960r/min,危险频率约为16Hz,通过对其前五阶模态分析可知其固有频率远大于振动磨机的危险频率,说明本偏心甩锤方案可行。

偏心块主要用来产生激振,工作时不需要与物料接触产生研磨,因此强度要求不如偏心甩锤高,因此结合《JB/T 8850-2015 振动磨》设计标准对磨机主要零部件材料的要求,取偏心块材料为 45 号钢,材料密度为 7850kg/m3,弹性模量为 Pa1006.211 ,泊松比为 0.3。

同理,将模型另存为 pianxinkuai.x_t,导入 ANSYS modal 模块,单位设置为 m给定材料参数。采用四面体网格对偏心块进行网格划分,共 16622 个单元和 28813 个节点,并用单元质量进行网格评估,平均值 0.74 接近 1,网格划分质量良好。网格划分如图 4-3。

振动磨设计方案蓝图2.0(图7)

偏心块固定在摆动轴上,随摆动轴转动而产生较大的激振力,并通过摆动轴作用到偏心甩锤。偏心块和偏心甩锤呈一定的空间夹角固定在摆动轴上,二者约束形式相同。因此同样对偏心块键槽与键接触的两个面进行约束,并限制其在 X、Y、Z 三个方向上的自由度,分析前五阶模态。

振动磨设计方案蓝图2.0(图8)

从表 4-2 和图 4-4 可以看出,偏心块在前五阶模态下的变形量要大于偏心甩锤的前五阶模态下的变形量,说明偏心块作为产生激振的主要部件,可产生比偏心甩锤更多的激振力,因此可提供更多的激振能量作用于研磨;且其各阶固有频率远大于振动磨机的危险频率约 16Hz,偏心块方案可行。

振动磨设计方案蓝图2.0(图9)

针对新型立式振动磨机的设计方案,在相关有限元分析和动力学、运动学分析理论的基础上,进行了新型立式振动磨机结构设计和优化及相关分析,结果表明新型立式振动磨机的方案设计合理,相比传统立式振动磨机有明显的改进,现已申请相关实用新型专利和发明专利。

行了新型立式振动磨机的破碎理论和破碎强度的分析,得到了破碎强度设计方程,建立并求解了水平面内的振动微分方程和绕 x 轴、y 轴的转动微分方程等,得到了磨腔振动的空间运动轨迹方程。

最终结果表明,新型立式振动磨机设计合理,改进效果明显。相比传统立式振动磨机,在物料精细研磨、弹簧受力和整机的节能性等方面都有了一定的改善,为立式振动磨机结构的改进提供了新思路,为立式振动磨机进一步的研究和优化提供了理论依据。

振动磨设计方案蓝图2.0(图10)