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计算机辅助立式辊磨机设计研究

李强  
【摘要】:沈阳重型机器有限责任公司引进德国非凡公司立式辊磨机技术,引进了生料、熟料立式水泥磨机的全部设计、制造和检验技术以及试验选型用磨机全套试验室设备,以满足水泥生产线的需要。在消化吸收引进技术的基础上,采用ANSYS软件对自己设计的立式辊磨机磨盘进行了有限元分析和采用C++Builder开发了计算机辅助立式辊磨机设计计算软件,对完成替代国外同类进口产品具有十分重要的意义。 磨碎机械磨碎机主要依靠两个工作表面或介质之间的挤压和摩擦力将物料研磨成极细的产品。主要产品有: (1)片磨:适用于物料磨碎,也适用于研磨含水分高的物料以及韧性大的物料。 (2)锥形磨粉机:适用于小麦、杂粮和豆类的干磨和湿磨。 (3)对辊式粉磨机:根据使用对象不同,又可分为小型磨粉机和大、中型磨粉机。 (4)立式辊磨机:亦称立式磨,其结构型式有十余种之多,如莱歇磨(LOESHEMILL)等。辊磨机是利用快速转动的若干个辊子对固定磨盘中的物料进行辊压产生的研磨作用而粉碎,有效粉碎功较高;由于它是风扫式磨,兼具粉磨与烘干的功能。其缺点是磨辊与磨盘的磨损大、寿命短,需采用高耐磨材料制作,且检修、更换较复杂。德国的洪堡公司、美国的富勒公司和丹麦的史密斯公司等都相继开发出各自的辊磨机系列产品。 (5)球磨机:球磨机的类型很多,应用广泛。按研磨介质分有球磨机、棒磨机、砾磨机、自磨机(无介质)、半自磨机(少量介质)。 (6)振动磨:通过磨机筒体作高频强烈振动使研磨介质对物料产生冲击、 WP=74 摩擦、剪切作用而使物料粉碎。 (7)介质搅拌磨:介质搅拌磨被认为是最有发展前途的粉碎设备。 本论文是针对沈阳重型机器有限责任公司开发的MLS4531A立式辊磨机进行研究的。全文所研究的内容和取的成果如下: (1)MLS4531A立式辊磨机主要由主电机、主减速机、磨盘、磨辊组、架体、张紧装置、分离器、三道闸门、安装与检修装置、辅助传动装置及密封空气管路扭矩支承等部分组成。具有更高的研磨效率、工艺流程大大缩短、电耗较低。物料的研磨在限定压力下进行。磨辊、磨盘上直接参与研磨的构件是用若干块组合而成并可更换,研磨构件由耐磨材料制成。磨辊和磨盘衬板可用液压装置转到磨外检修或更换。磨辊衬板能翻面使用,延长了研磨构件的使用寿命。 (2)对MLS4531A立式辊磨机进行了设计计算。立式辊磨机设计计算包括:磨辊尺寸(磨辊直径和磨辊宽度)、 给料粒度、 磨盘转速、单辊碾压力、主电机功率的计算等。三道闸门的有关计算包括:通过能力(闸门体的体积和通过能力)、液压缸的参数、闸门关闭时间、 闸门开启时间等。工艺参数计算包括:磨机基本风量、磨内风速、磨机进风口至分离器出口的压差等。 (3)使用C++Builder6开发设计了计算机辅助立式辊磨机设计计算软件。采用面向对象的思想进行程序构架。所有的界面使用继承父类Tfrm_BaseForm,使得程序有一个很好的统一界面,如果需要对人机进行更改的话,仅仅需要对父类作一个简单的修改就可以使得所有的界面统一变化。 4)立式辊磨机中,磨盘座通过衬板与物料作用,是关键的受力部件,影响整机寿命。辊磨机磨盘座结构有限元分析对设计具有重要指导意义。结构有限元分析软件采用ANSYS,建模采用基于特征的参数化实体建模大型软件Pro/Engineer。磨盘座有限元计算模型采用三维实体单元SOLID45,带肋 WP=75 板情况下共有32274个节点和129407个单元。有限元计算结果表明,最大等效应力值为78.734MPa,不超过材料的屈服极限;最大位移也满足刚度要求。


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