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目前,我国用于矿渣粉磨的大型机械设备主要有:球磨机、辊压机、立式辊磨机和振动磨机四大类,其中立式辊磨机因为集颗粒物料的破碎和研磨、成品细粉干燥和运输于一身,生产投资费用低、生产效率高、能源消耗低和成品颗粒度易于控制的突出优点而得到粉磨行业的一致好评。然而立式辊磨机在其运行工作过程中也经常会出现一系列问题,如粉磨硬度大或带有腐蚀性物料时辊皮和轴承等易损件磨损剧烈、维修频繁,对外界激励反应敏感、易引起磨机的振动,其中尤以振动造成的危害最为严重,损坏传动轴,降低运转率,严重降低粉磨效率,因此降低振动成为当今立磨运行过程中急需解决的难题之一。 本文主要围绕立式辊磨机的样机模型进行建模,运动学分析、动力学分析、自由振动分析、强迫振动分析、结构优化等几方面展开。 首先借助SolidWorks三维软件按照立式辊磨机各部件的实际尺寸,构建起各零部件的三维实体模型,根据磨机各部件的实际装配关系,进行磨机的整机装配,使其成为一个完整的传动系统。将SolidWorks中装配好的的模型导入ADAMS中,确定各零件的材料属性、零部件之间的约束以及动力驱动参数,完成立式辊磨机刚体模型建立,并对该刚体模型进行验证。同时借助有限元分析软件ANSYS完成对摇臂的柔性化处理,并对摇臂的柔性体进行验证,确保创建的该柔性体是正确的。 其次将刚性摇臂构件替换为柔体摇臂构件,完成立式辊磨机刚柔耦合模型建立,对磨辊进行理论和仿真试验受力对比分析,表明所建模型是正确的,并对该模型进行仿真分析。通过对磨机的分析,对模型添加输入通道和输出通道,完成立式辊磨机振动分析模型的建立,并对该模型进行自由振动分析和受迫振动分析。 最后对摇臂进行直接优化处理,得到最佳优化参数,将摇臂优化后的磨机模型导入ADAMS中,建立摇臂优化后立式辊磨机的刚柔耦合模型,并对该模型进行第二次仿真分析,通过对比优化前后磨辊质心位移的情况,发现优化后磨辊在Mag方向上的位移波动较优化前的波动要小,说明磨机的振动得到了改善。