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偶数齿烧结机主运动系统设计理论研究

任素波  
【摘要】:随着科技发展和装备制造业的进步,烧结设备正在向大型化、自动化不断前进,对烧结产品的冶金性能要求也越来越高。而带式烧结机恶劣的工况却未得到有效改善,比如台车磨损严重,寿命短,台车列起拱,烧结系统漏风率高、烧结矿成品率低、质量差,这直接影响到高炉的作业率。针对这些问题本文进行了如下研究: 阐述了偶数齿烧结机的基本构成和关键部件的基本参数选择,包括有效烧结面积、头尾星轮中心距、台车数目和机速、风箱布置以及台车运行轨道和弯道等内容。针对台车列运行速度波动问题,介绍了新式头尾星轮的设计思路,分析了烧结机星轮与台车辊轮啮合的规律,构造出满足烧结机运行工况的新式星轮齿廓运动方程,进行了其运动学特性分析,建立了新的复合齿廓曲线方程,结合三维造型软件讨论了复合齿廓曲线的几何特性,得到了较理想的结果。 分析了带式烧结机尾部星轮的温度特点,通过模型简化,推导了一维导热条件下星轮基圆内的温度场分布函数和热应力分布函数式。在不考虑材料特性、残余应力等因素的影响下,分析了温度变化对星轮齿廓曲线的影响,在星轮基圆热变形后的位移表达式基础上,得到了星轮复合齿廓的热变形曲线方程。为了比较热变形量对齿廓曲线的影响,引入齿廓热变形误差概念,通过推导,得到了复合齿廓热变形误差计算式,定量地描述了温度变化引起的星轮复合齿廓的变形程度,进行了实例计算和有限元仿真分析,得到了星轮复合齿的温度场分布云图、应力场分布云图以及位移分布图,验证了理论计算结果的准确性,为探讨烧结系统运行的冲击、速度波动的解决办法以及星轮制造时的修形工序等提供了参考; 研究了烧结机尾部星轮主轴的改造设计,应用过盈配合的计算理论,得到了连接件的应力分布、变形量、接触压力等参数的计算式,应用有限元法,建立了连接件的三维仿真模型并求解,取得了整个连接件上的应力分布以及配合面上的接触压力分布情况。进行了热装配和扭转试验,为以后烧结机星轮轴改造的工业应用提供了实验依据和数值参考。 对烧结机尾部星轮和下台车列进行了力学分析,找到了下台车列起拱的力学原因,提出了解决办法,并建立了解决台车起拱的数学模型,研制了液压阻力矩加载装置,并讨论了该装置的结构形式及工作原理。分析了液压系统产生振动和噪音的可能因素,制定了相关对策。应用AMESim软件对液压系统进行仿真,详细分析了液压系统的压力、流量特性。得到了马达在各个设定压力下的压力曲线、先导溢流阀阀芯的位移仿真曲线、溢流阀、管路压力脉动曲线以及溢流阀和管路的流量仿真曲线。对比系统优化前后的各组件的压力、流量仿真图,找到了降低系统振动和噪音的解决办法。验证了在马达出油口加装蓄能器和增设阻尼系统的有效性,对于液压阻力矩加载装置的工业应用有一定的参考价值。


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