试析基于虚拟样机技术的锤片式粉碎机转子动力学特性研究

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1、华中农业大学硕士学位论文基于虚拟样机技术的锤片式粉碎机转子动力学特性研究姓名：杜小强申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：宗力20040501摘要锤片式粉碎机是饲料工业生产中的核心设备之一，具有结构简单、通用性好、生产率高和使用安全等优点。然而由于锤片式粉碎机自身的结构特点和工作环境以及制造装配上的误差，导致实际生产中频繁发生振动、噪音、堵机等故障。要减少或避免这些故障，改善粉碎机的使用性能，可以通过改进粉碎机的设计方法、优化粉碎机结构的方法来解决。虚拟样机作为产品设计的一项新技术，对传统的设计方法是一次革命。通过虚拟样机技术，工程师

2、可以运用机械系统仿真试验，在设计阶段发现产品设计中的潜在问题，并快速进行修改，减少了对于物理样机的依赖。本论文以SFSPll2×30型锤片式粉碎机为研究对象，针对锤片式粉碎机设计中存在的问题和实际生产制造需要，创新性地采用虚拟样机仿真方法，对锤片式粉碎机转子的动力学特性进行研究，从而为粉碎机优化与故障诊断提供参考依据。本论文主要完成了以下几方面工作：(1)首先介绍了虚拟样机技术的基本理论框架，回顾了国内外在这方面的研究现状和发展趋势．论证了将虚拟样机技术应用于锤片式粉碎机设计的必要性。(2)以集总参数法和传递矩阵法为依据，结合锤片式粉碎机转子特

3、点，建立锤片对称排列转子的离散化模型，分析推导了各阶临界转速和模态振型．判断出该粉碎机转子在亚临界条件下工作。(3)在以MDT-vN4D．MATLAB为核心的虚拟样机建模系统环境中，通过适当简化和设定参数，构建锤片式粉碎机转子的虚拟样机模型。(4)以建立的虚拟样机模型为基础，分别模拟不同锤片排布形式以及磨损条件下转子的运转情况，仿真分析结果表明锤片的排椎与磨损形式对粉碎机转子工作性能有较大影响。关键词：锤片式粉碎机，虚拟样机，转子动力学，仿真，振动ABSTRACTFlat—hammermillisoneofthecoreequipmentsin

4、feedprocessingindustry．Foritssimplenessinstructure，highnessinproductivity，andsLtrenessinoperation，fiat-hammermilliswidelyusedinforageproduction．However，duringrunningitmanyproblemssuchasvibration，noiseandblockalsoarise，whicharemainlyresultedfromitsowncharacteristics，runningen

5、vironmentandprecisionofassemblage．Toavoidthesedeficienciesandimproveitsperformance，itiseffectivetOimprovethedesignandoptimizethestructureofthemill．Asanewtechnologyofproductdesign,VirtualPrototypin烈VP)isarevolutionarymethodtOtraditionalresearch．Bysimulationtests，engineerCanno

6、tonlydiscoverthepotentialproblemsofdesignandmodifyitintime，butalsodecreasethedependenceonphysicalmodel．Consideringtheexistentproblemsandpracticalmanufacturerequirements，thedynamiccharacteristicsofflat—hammermill’Srotorisinnovativelystudiedbasedonthevirtualprototypesimulation

7、．TheresultCanbeusedasthereferencetooptimizingthemill’Sstructureanddiagnosingthefaults．Thefollowingpartsarestudiedinthispaper．ThebasicsysteminfoofVPtechnologyisintroducedfirst，andtheinlandandoversearesearchactualityanddevelopmenttrendinthisaspectisreviewed．Itispointedoutthatt

8、heapplicationofVPtodesigningtheflat—hammermillshouldbelistedontheagenda．The