基于ansys的球磨机回转体模态分析

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1、摘要摘要在选矿、建材、化工、冶金及材料等工业部门中，球磨机都是最普遍、最通用的粉磨设备。作为重型机组设备，球磨机总是运转在重载交变载荷情况下，其工作环境极为恶劣，再加上使用因素的影响，诸多因素使得球磨机故障率较高。而回转体是球磨机的关键部件，在磨机工作过程中，回转体除受研磨体的静载荷作用外，还受到研磨体的冲击作用。它的可靠性设计影响磨机的运行状况，对大型球磨机来讲尤为重要，所以回转体的动态特性分析以及动态性能改善就显得尤为重要。本文以驴3．8×13m双滑履球磨机(由南京水泥工业设计研究院设计、唐山水

2、泥机械厂制造生产)为研究对象，对其回转体进行了动态特性分析，并通过结构改进使其动态性能得到了改善。具体研究内容如下：基于三维造型软件UGNX4．0，首先建立了球磨机回转体零部件的实体模型，在UG环境下完成了回转体的虚拟装配，进行了零部件间的干涉检查；并合理简化模型，使用ANSYSll．0软件建立适合结构分析的有限元模型；然后对回转体的约束状况进行详细的分析，施加自由度约束后，对回转体进行模态分析，得到了回转体前十阶的固有频率和振型，从模态分析的结果来看，回转体整体的刚度和质量分布较为均衡，值得注意的

3、是某频率的局部振型，幅值较大，且位于人孔处，应通过结构改进或者增加局部刚度加以避免；最后对回转体进行结构改进，具体是将隔仓板的位置进行改动，通过对比分析，找到了一种动态性能较好的方案，使改进后的回转体在一定频率范围内的振型数减少了，大多数振型的振幅得到了降低，而且避开了对回转体影响较大的局部振型，因此回转体的动态性能得到了改善。关键词：球磨机；模态分析；有限元法广东Tq2大学硕十学位论文ABSTRACTBallmillisoneofthemostuniversalmillfacilitiesinmi

4、llrun，tignum，chemicalengineeringandmetallurgicalengineering．Ballmillalwaysworksonheavyandalternationload，anditsworkingatmosphereisverybad，SOthefaultrateisveryhigh．Asthecrucialpartsinballmill，rotatorbearsthestaticanddynamicloadfromrubbingobjects．Thereli

5、abilityofrotatordirectlyeffectstheballmill’Srunningcondition，SOitsdynamicperformanceanalysisandimprovementisveryimportantespeciallyforlarge—scaleballmill．For函3．8×13mslidingshoesballmill，weanalyzedandimprovedthedynamicperformanceofitsrotator．Atfirstthet

6、hreedimensionalmodelofrotatorwasbuiltbasedonUGNX4．0software．Thenthe3Dmodelwassimplified，andthefiniteelementmodelwhichwassuitforstructureanalysiswasbuiltbasedonANSYSsoftware．Werestrictedthefreedomofmotionontherotator，andmadethemodalanalysisofit．Throught

7、hemodalanalysis，wegottheformertenmodalnaturalfrequenciesandvibrationmodes．Theresultsindicatedthattheholisticqualityandrigidityofrotatorwasbalanced，butlocalvibrationmodeofcertainfrequencywasnotgood．Toavoidthelocalvibrationmode，wechangedthepositionofmeta

8、lpartitioninrotator，andmadethemodalanalysisagain．Throughtherelativeanalysis，wefoundoutthesuitablepositionofmetalpartition．Throughthestructureimprovement，Wereducedthebiggestdisplacementvalueofmostmodalshape，andavoidedthelocalmodalshapewh