圆筒混合机由于其自身具有结构简单、产量大等优点,被广泛应用于矿冶、烧结、化工等领域。圆筒混合机主要应用在一次混合中,其功能是对颗粒物料进行混匀和润湿。由于工业中对原料的需求不断增大,圆筒混合机随之不断向大型化发展,采用普通经验公式对物料混合和关键零部件的分析难度不断增大,其工作参数设置不合理不但不能充分发挥机器的性能,而且消耗不必要的能源;筒体和滚圈的设计不合理,不但增加了制造成本,而且增大了机器的安全隐患。本文针对这一情况,以φ5.1×26m型圆筒混合机为例,对该混合机的混合机理、工艺参数、筒体力学性能和滚圈结构进行分析和优化。(1)对φ5.1×26m型圆筒混合机的组成和工作原理进行详细地介绍,并且采用离散元法对物料的混合机理和混合过程进行分析研究;介绍两种混合度评价方法,并且对各自的优缺点进行分析和比对;利用离散元法对影响物料混合度和混速率的各因素进行仿真分析。(2)对圆筒混合机的生产率、功率和物料在筒体内的滞留时间进行建模,并且利用企业在现场采集的数据进行验证,最后利用模糊优化方法对圆筒混合机工作参数进行优化。(3)利用连续梁模型对筒体进行受力分析和强度校核,并且对圆筒混合机筒体和托辊建立有限元模型并进行仿真分析,验证之前理论计算结果,分析设计圆筒混合机时的主要考虑因素,并且对圆筒混合机筒体壁厚进行优化。(4)利用接触强度对圆筒混合机滚圈结构进行优化,计算滚圈的最小宽度和外表面半径,并对优化前、后滚圈的疲劳裂纹萌生寿命进行了估算和比对,评价接触强度和疲劳寿命在滚圈设计中的重要性。