分析球磨机摆动式球磨机振动及优化设计技巧

论文导读：内外进展近况11-141.2.1行星式球磨机11-121.2.2振动式球磨机12-131.2.3搅拌式球磨机13-141.3高能球磨机的探讨热点14-191.3.1球磨历程的参数化探讨14-161.3.2球磨机动力学仿真16-171.3.3离散元(DEM)仿真分析17-181.3.4球磨罐内部参数检测18-191.4探讨内容19-201.5本章小结20-22第2章摆动式球磨机整机振动模型建立
摘要：超细材料(Ultrafine material)及纳米材料(Nano-material)在冶金、化工、生命工程等领域存在广泛的运用，高能球磨机(High-energy ball mill, HEBM)作为机械制备或机械合金化制备微/纳米材料的重要设备，一直是国内外学术界和业界的探讨热点。由于球磨罐内部磨球动力学参数和物料破碎行为的复杂性从及不同时期科学探讨手段的局限，目前，国内外关于高能球磨机的结构设计参数、实验条件和球磨效率之间的联系尚不清晰。通过对高能球磨机进行结构优化和实验案例改善提升球磨效率，具有重要的论述和工程运用作用。本文从一种新型的摆动式高能球磨机为探讨对象，对其整机振动特性，球磨性能进行分析，基于磨球运动确定摆动式球磨机的最佳工况，并提出一种改良的球磨罐形状。建立摆动式球磨机的单自由度振动模型，水平方向的三自由度振动模型，竖直方向的三自由度振动模型和模态分析仿真模型。分析摆动式球磨机整机的振动特性和悬臂摆动历程中的动力学性能。建立悬臂摆动历程的动力学模型，并对其进动现象进行分析。分析结果为摆动式球磨机的性能分析和优化设计提供依据。分析摆动式球磨机磨球间碰撞历程，建立摆动式球磨机和行星式球磨机动力学仿真模型，以球磨罐运动形式和磨球间的碰撞能量角度对摆动式和行星式球磨机的性能进行比较分析，并采取摆动式球磨机和现有的实验用行星式球磨机分别进行了机械合金化制备Ti_3AlC_2实验，仿真结果和实验结果表明：摆动式球磨机的球磨效率高。基于磨球运动对摆动式球磨机进行分析，从球磨效率与磨球动力学的联系为基础，探讨了球磨机转速、磨球数量、磨球直径、球磨罐形状、球磨罐体积对摆动式球磨机球磨效率的影响，得出优化的球磨历程工艺参数后，提出一种改良的球磨罐形状。关键词：摆动式球磨机论文振动性能论文动力学仿真论文球磨效率论文工况优化论文
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Abstract6-10
第1章 绪论10-22

1.1 探讨背景及作用10-11

1.2 高能球磨机的国内外进展近况11-14

1.2.1 行星式球磨机11-12

1.2.2 振动式球磨机12-13

1.2.3 搅拌式球磨机13-14

1.3 高能球磨机的探讨热点14-19

1.3.1 球磨历程的参数化探讨14-16

1.3.2 球磨机动力学仿真16-17

1.3.3 离散元(DEM)仿真分析17-18

1.3.4 球磨罐内部参数检测18-19

1.4 探讨内容19-20

1.5 本章小结20-22

第2章 摆动式球磨机整机振动模型建立和模态分析22-44

2.1 引言22

2.2 摆动式球磨机结构及运动原理22-23

2.3 摆动式球磨机整机振动分析23-34

2.3.1 单自由度振动模型23-25

2.3.2 竖直方向的三自由度振动模型25-31

2.3.3 水平方向的三自由度振动模型31-34

2.4 摆动式球磨机模态分析34-37

2.4.1 ABAQUS 有限元模型建立34-35

2.4.2 仿真结果分析35-37

2.5 振动分析结果比较37-38

2.6 悬臂摆动历程的进动38-42

2.7 本章小结42-44

第3章 摆动式球磨机性能分析44-52

3.1 磨球间碰撞历程分析44-47

3.

1.1 磨球间的有效破碎区44-46

3.

1.2 磨球的冲击能量46-47

3.2 摆动式和行星式球磨机动力学仿真47-50
3.

2.1 仿真模型建立48

3.

2.2 球磨罐运动分析48-49

3.

2.3 磨球运动分析49-50

3.3 球磨实验分析50-51

3.1 实验案例设计50-51

3.2 实验结果及讨论51

3.4 本章小结51-52

第4章：基于磨球运动的最佳工况确定及球磨罐形状优化52-70

4.1 不同球磨机转速工况分析53-56

4.2 不同磨球数量工况分析56-59

4.3 不同磨球直径工况分析59-61

4.4 不同球磨罐形状工况分析61-65

4.5 球磨机按比例增大对球磨效率的影响65-68

4.6 本章小结68-70

第5章：总结与展望70-72

5.1 全文总结70-71

5.2 探讨展望71-72

参考文献72-78
作者介绍及主要科研成果78-79
致谢79