新型陶粒砂制粒機主要工作部件為轉子系統,因此轉子系統的設計直接影響著新型陶粒砂制粒機能否正常有效地工作。實驗過程中,新型陶粒砂制粒機容易產生劇烈的不規則振動,使設備無法正常運行。產生振動的主要原因在于轉子系統設計不當,造成轉子系統的臨界轉速在主電機的轉速范圍之內。由此本課題研究轉子系統的固有頻率及其臨界轉速,并對其進行優化設計,對優化后的轉子進行動態響應分析。
1、制粒機轉子系統的理論計算
根據質量守恒、質心位置以及轉動慣量不變原理對陶粒砂制粒機的轉子系統進行合理的等效簡化,考慮轉子的支撐剛度以及陀螺力矩對臨界轉速的影響,建立轉子系統的力學模型及數學模型,利用Matlab計算軟件對數學模型進行求解,計算出轉子系統的固有頻率及一、二階臨界轉速。
2、陶粒砂混合制粒機的三維建模及模態分析
根據陶粒砂混合制粒機的實際尺寸形狀,利用Solidworks軟件繪制轉子系統的三維模型 ,并進行干涉以及間隙 檢查,然后轉成與ANSYS通用的X_T格式 。導入ANSYS中,編輯材料特性,選擇單元類型,設置彈性模量,泊松比以及密度,進行布爾運算后劃分網絡,設置好邊界條件后計算。提取出陶粒砂制粒機轉子系統的階固有頻率,推算出臨界轉速,并對結果進行評價。
3、陶粒砂制粒機轉子系統的優化設計。
對陶粒砂制粒機轉子系統 進行參數化設計,對轉子軸的幾個直徑尺寸和轉盤的厚度進行參數化設置,進行設計變量,狀態變量和優化函數的設置,給設計變量一定的變化范圍,把轉子系統的一階臨界轉速作為狀態變量,以整個轉子系統的體積作為優化函數,把轉子系統的一階臨界轉速作為狀態變量,以整個轉子系統的體積作為優化函數,在滿足不引起振動的條件下使轉子的小,并對優化后的轉子系統進行驗證。
4、陶粒砂混合制粒機轉子系統的不平衡響應分析
陶粒砂混合制粒機轉子系統的不平衡響應分析
轉子系統的不平衡響應分析是轉子動力學一個基本的問題,包括對轉子定轉速時的穩定響應和轉子變速時的瞬間響應分析。對陶粒砂混合制粒機設置轉速1000r/min時進行穩態響應分析,查看轉子系統在X和Z方向的響應,并對分析結果做出評價。
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