水泥立磨粉磨激勵(lì)仿真及振動(dòng)疲勞分析.pdf

1、立磨是一種集細(xì)碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體的粉磨設(shè)備，廣泛應(yīng)用于水泥、化工及冶金等領(lǐng)域。某水泥廠對(duì)某型立磨設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的立磨支撐結(jié)構(gòu)振動(dòng)嚴(yán)重，在地腳螺栓和支撐結(jié)構(gòu)處發(fā)生破壞。針對(duì)以上問題，本文采用仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法對(duì)水泥立磨進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和隨機(jī)振動(dòng)分析，找出立磨地腳螺栓及立磨支撐結(jié)構(gòu)的破壞原因。
　　首先在立磨工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)正常工況下的立磨進(jìn)行應(yīng)力及振動(dòng)測(cè)試，得到螺栓處的應(yīng)力大小及立磨的加速度振動(dòng)信號(hào)。在Soli

2、dWorks中創(chuàng)建立磨系統(tǒng)幾何模型，并利用HyperMesh完成立磨幾何模型的網(wǎng)格劃分，運(yùn)用Workbench對(duì)水泥立磨在有無側(cè)壁兩種邊界條件下進(jìn)行了靜力學(xué)分析，通過對(duì)比這兩種情況下的位移和應(yīng)力云圖并結(jié)合應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，分析出了螺栓發(fā)生破壞的原因是由于立磨地基側(cè)面無支撐，使得在設(shè)計(jì)中只受拉力的螺栓受到彎矩作用。并且由于立磨振動(dòng)，使螺栓受到交變載荷，最終導(dǎo)致螺栓疲勞斷裂，最后根據(jù)靜力分析結(jié)果采用Goodman定理對(duì)螺栓的壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

3、r>　　利用離散元軟件PFC3D建立水泥熟料顆粒模型，在該軟件中模擬單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，不斷變化細(xì)觀參數(shù)，最終使得水泥熟料顆粒模型與真實(shí)水泥熟料物理性能相似。并對(duì)水泥立磨的粉磨過程進(jìn)行仿真，得到立磨在粉磨過程中的激勵(lì)。建立立磨搖臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，利用MATLAB求出磨輥的加速度隨時(shí)間變化的曲線，并用周期圖法估計(jì)其加速度的功率譜密度，與振動(dòng)測(cè)試結(jié)果的功率譜密度曲線相比較，驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性。并在Workbench中對(duì)水泥立磨進(jìn)行模態(tài)分析，得到了

4、水泥立磨前六階的陣型及固有頻率。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，將粉磨過程仿真得到的加速度功率譜密度作為隨機(jī)振動(dòng)分析的激勵(lì)，得到了水泥立磨的1σ-3σ應(yīng)力云圖，最后根據(jù)Palmgren-Miner線性疲勞累積損傷定律和Steinberg三區(qū)間法估計(jì)立磨支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)疲勞壽命。
　　本文采用離散元方法仿真立磨激勵(lì)，并對(duì)立磨進(jìn)行振動(dòng)疲勞分析，經(jīng)過分析最終找出立磨結(jié)構(gòu)中的薄弱點(diǎn)，并估計(jì)了其振動(dòng)疲勞壽命，為立磨設(shè)備的改進(jìn)和設(shè)計(jì)提供一定