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螺旋卸料过滤离心机的理论研究与仿真分析

曾方俊  
【摘要】: 离心机广泛用于化工、食品、制药及采矿等工业部门,它是各个领域广泛应用的、理想的固液分离设备之一。离心机的结构、品种及其应用等方面发展迅速,但理论研究落后于实践却是个长期存在的问题。近年来虽然螺旋卸料过滤离心机开始得到应用,但该机在国内使用尚不广泛,对物料的适应性经验不足,可借鉴的工业实例较少。而且目前人们对这种离心机的理论研究还很不够,不能为工业实践提供具体的理论指导。 本文对现有的离心分离理论进行了分析研究,推算出了符合螺旋卸料过滤离心机固液分离理论的相关公式,这些公式是后续设计与分析的理论基础。对离心机中产生差速运动功能的差速器进行了系统的理论分析与设计,利用三维设计分析软件Pro/E对差速器的重要工作部件——齿轮进行了参数化设计,并用Pro/E MECHANISM模块对此差速器进行运动仿真分析,从而检验差速器设计的合理性与正确性,为差速器提供了一个参数化设计与仿真分析方法。 用有限元分析软件ANSYS对离心机中的重要工作部件——转鼓与螺旋输送器进行了仿真分析,分析其在不同的工作情况下的应力强度与刚度情况,检验其是否满足工作要求。对螺旋输送器进行了模态分析,计算其固有频率与振型,校核输送器的临界转速。经过仿真计算,螺旋输送器的工作频率远小于谐振频率,是安全的。 本文还通过调整转鼓、螺旋输送器的重要工作参数和几何结构参数(如工作转速、转鼓壁厚、螺旋叶片厚度),研究了各个参数的变化对转鼓、螺旋输送器的强度和变形的影响,为结构优化设计奠定了基础,并制定了相关设计准则。


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