基于ADAMS小型行星式研磨机介质动力学仿真研究.pdf

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1、基于ADAMS小型行星式研磨机介质动力学仿真研究口石鹏飞口徐坤口王美艳。1三一重工股份有限公司长沙4101002武汉博士德公司武汉430070摘要：对立式小型行星式研磨机进行运动学和动力学分析，建立研磨体动能的表征模型以ADAMS为分析平台，对介质运动进行仿真研究。主要分析介质运动速度和加速度、介质碰撞力等运动特性，并探讨电机转速和介质直径对其运动特性的影响。关键词：小型行星式研磨机ADAMS动力学仿真中图分类号：THl】3；TP391．7文献标识码：A文章编号：1000—4998(2010)12—0024—04目前对卧式研磨机的研究较多，对立式

2、研磨机研调速电机固连的小皮带轮通过皮带与大皮带轮构成皮究相对较少。陈世柱等⋯研制的行星式高能球磨机由带传动机构。与大皮带轮固连并同轴运转的转盘上布于磨球对粉体频繁强烈地撞击、碾压及搓揉等作用，具置有球磨筒，磨筒的中心转轴与转盘构成回转副，并且有较大的惯性力，因而对粉体能产生强烈的撞击，其撞磨筒的中心转轴上连接有铰链四杆机构(如图2)。当击力随着转速的提高成倍增加。i周速电机启动后，转盘便会转动起来，同时球磨筒便开研磨体在磨简内的运动规律非常复杂，在立式磨始作行星运动。这种小型行单式快速研磨机呈立式，即机中，由于磨球脱离筒壁后并不像普通球磨机那样在

3、各旋转体的轴心线都与地面相垂直。简内作抛落运动，而是贴附在筒底进行滚动和滑动，因如图2所示为小型行星式研磨机机构简图，虚线此磨球的运动受到简底的相对牵连，从而使磨球在磨圆所示研磨筒既有随转盘绕定轴转动，tf土有由于CD筒内的真实运动特性很难求得。杆和BC杆的作用而引起的摆动。本文基于虚拟样机技术，旨在分析小型行星式快】．1小型行星式研磨机运动学及动力学分析速研磨机介质的动力学特性及其影响因素，为磨机结此小型行星式研磨机为立式行星式研磨机，与常构优化提供理论基础。规行星式研磨机不同，在这种运动过程中，研磨罐具有固定的底面。1小型行星式研磨机由图2所

4、示，D、()分别为转盘和研磨筒的回转中本文研究的立式小型行星式研磨机是由带轮转动心，磨筒内壁半径为r，设一质量为，n的磨球在磨筒内和铰链四杆机构的影响形成磨筒的自转和公转，使磨壁上点处，点到转盘中心D的距离为f，则有速筒内的研磨体不仅具有很高的撞击力和撞击频率，同度关系式为：时又在筒底作复杂运动时对粉碎物料进行强烈碾压和’，M=M转柱+VⅥ牌简M0船(1)搓擦。图1是小型行星式研磨机的结构示意图，图中与式中：为磨球的绝埘速度；V转为转盘对磨球的牵连速度，其大小为z，方向垂直于OM；V简转盘为磨球对转盘的相对速度，其大小为·r，方向垂直or：．在乎

5、稳运转时，转黜作匀角速度转动。可得磨球在M点的加速度关系式为：M=转珊+晶膊筒M转船十腑简M转般(2)式中：为磨球的绝对加速度；㈣为转盘对磨球住点处的牵连加速度的法向分量，大小为∞·z，方向为由M指向O；螂筒转血为磨球在M点处相对于转盘的法向加速度，大小为·r，方向由指向收稿日期：20lO年7月D；筒转m为磨球在点处的哥氏加速度，其大小四2010／12机械制造48卷第556期之差；t为时间。+，，c麝简M转赶(3)日D为D点到曰点的距离；且：式中：”为球磨体所受的总惯性力P，方向与反向；m转糯为牵连加速度引起的惯性力矢量P转盘，D=√(13+R)

6、+R一2(13+R)Rcoso)t。方向与转盘反向；m磨筒M转盘为相对加速度引起的由式(7)可知，研磨体动能与四杆机构的尺寸、电惯性力矢量P磨筒M转盘，方向与摩筒M转盘反向；m·机转速以及研磨体质量相关。电机转速的变化既直接磨筒转盘为哥氏加速度引起的附加惯性力Pk，方向影响介质的动能，同时通过和影响介质的瞬时与磨M转盘反向。运动速度，从而影响介质动能，介质大小影nN@质质量矢量分析如图3所示。和运动速度，从而对动能产生影响。在研磨机尺寸一定1．2研磨体动能表征模型的情况下可通过调整电机转速和选取合适大小的研磨如图2，分析球磨筒的运动可知，球磨筒的

7、运动是体来提高研磨体的动能和撞击频率，从而提高研磨机自转(摆动)和公转的合成。自转是由于四杆机构造成的研磨效率。的左右摆动。由于球磨筒固放在托盘上，而托盘和连杆2小型行星式研磨机介质动力学仿真固接在一起，则根据相对角速度关系，可得：相对=cB(4)ADAMS可以自动将图形化模型转化为样机的动式中：椰为球磨简壁上任一点相对于磨筒自转中心力方程，然后求解混合的微分和代数方程，并可以在建D()点的角速度；为BC杆上c点相对于B点模过程中任一点执行模拟，计算模型中各物件的信息：的角速度。力、位移、速度、加速度、动能。结合磨筒自转中心处的角速度可求得磨筒的

8、绝对2．1小型行星式快速研磨机介质、筒体简化模型角速度为：本文从单介质研磨机出发，分析介质的运动规磨筒=+丰目对=+cB(5)律。根据小