斗式提升机的参数化设计及仿真分析

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1、斗式提升机的参数化设计及仿真分析Parametricdesignandsimulationanalysisofbucketelevator作者姓名：贺新华专业名称：机械设计及理论指导教师：杨志刚教授朱国仁高级工程师学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月30日摘要斗式提升机的参数化设计及仿真分析斗式提升机是一种连续输送机械，通常将物料垂直提升，在某些特殊条件下也可倾斜运送。料斗通过尾部自动装料，在运转过头部链轮后又自行抛料。已在水泥、冶金与食品储运等行业获得了普遍的使用。本文结合NE150斗式提升机的结构设计，提出将参数化设计及动力学仿真用于斗式提升机的设计

2、，并研究了相关的理论与技术问题。本文对斗式提升机的运行理论展开了较深入的研究。首先，建立了斗式提升机系统的多自由度运动微分方程，得到了链节张力的计算方法；其次，研究了斗式提升机离心式卸料方式的物料抛出规律，寻找出对抛料性能产生影响的主要相关参数，为斗式提升机头部壳体的设计奠定了一定的理论基础。针对现有斗式提升机实际运行中存在的问题，对斗式提升机重要零部件进行了不同程度的结构改进，使之更加满足现代生产的需求。将参数化设计用于斗式提升机的开发，提升了机械产品设计的效率与质量。利用尺寸驱动，不仅可以让用户对设计产品有了较为直观准确的了解，而且可以任意修改设计对象的尺

3、寸。在高级的CAD软件中，所有参与设计过程的参数均可以看作为变量，并且可以建立起彼此间的约束与表达式。这些参数间的联系能够越过CAD软件的各个板块，进而实现这些参数的全相关。参数化设计为完成机械设计自动化奠定了前提与基础。斗式提升机的输送链提升高度较高，故链节数较多，其动力学仿真分析有一定难度，一般都是采用缩小模型或者非完整建模进行仿真分析。本文对斗式提升机创建了完整的三维实体模型，并完成了动力学仿真，通过宏命令的应用解决了链节数较多的情况下仿真难问题。在仿真的基础上，对输送链系统的链条抖动量、从动轮角速度变化、啮合冲击力及链条最大张力进行了分析研究。在动力学

4、仿真的基础上，对斗式提升机的关键零部件在一定载荷作用下的应力、应变状态进行了有限元分析，得出了它们在实际工况影响下的应变状态与应力分布规律，不但可以快速、准确地对其强度与刚度等进行校核，而且能够直观I地反映其应力集中的位置，也能够便利地查询其上任何位置的应力和变形值。关键词：斗式提升机运行理论参数化设计动力学仿真有限元分析IIAbstractParametricdesignandsimulationanalysisofbucketelevatorBucketelevatorisusedforverticalliftinggoodsoncontinuouscon

5、veyor.Itisalsousedforinclinedspecialdeliveryinparticularconditions.Itautomaticallyloadatthebottom.Thenthehoppersautomaticlyunloadafterbypassingthetopofsprocketwheel.Atpresent,ithasbeenwidelyusedinthefieldssuchascementindustry,metallurgyindustryandfoodstorageindustryandsoon.Basedonth

6、estructuraldesignofNE150bucketelevatorinthepaper,itproposedmoderndesignmethodsforthedesignofbucketelevatorsandstudiedtherelevanttheoreticalandtechnicalissues.Inthispaper,theoperatingconditionsofbucketelevatorsareanalyzedbythekinetictheory.Atfirst,itestablishesthemulti‐dimensionaldyn

7、amicequationsofbucketelevatorsystemandobtainsthemethodwhichcalculatedthetensionofchains.Moreoverthemovementofthebucketelevatorcentrifugalunloadingwayisanalyzed,whichfindsoutthemainparameterstoimpactcentrifugaldischargeperformanceandcontributestothedesignoftheheadhousingofbucketeleva

8、tors.Theimportantpa