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离心机螺旋输送器的强度和振动分析..pdf

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北京化工大学 硕士学位论文 卧螺离心机螺旋输送器的强度和振动分析 姓名：王宇涵 申请学位级别：硕士 专业：化工过程机械 指导教师：钱才富 20100525 摘要 卧螺离心机螺旋输送器的强度和振动分析 摘要 卧螺离心机是一种广泛应用的高效离心分离设备，它具有连续操作、处理量 大、单位产量耗电量较少、适应性强等特点。螺旋输送器是卧螺离心机的主要部 件，它的结构和参数不仅关系到离心机的生产能力和工艺效果，而且在很大程度上 决定了卧螺离心机的使用寿命。 论文计算了离心机的生产能力，根据质量守恒进行了处理量估算，对离心机中 沉渣进行了力学分析。 论文应用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件，使用其自有的参数化编程语言ＡＰＤ Ｌ，建立了卧螺离心机螺旋输送器的三维有限元分析模型，考察了单元划分的影 响。论文重点对正常工作状态下的螺旋输送器进行了应力场和位移场的计算与分 析。 论文探索了螺旋输送器上开孔对其强度的影响。结果显示，虽然开长形孔使输 送器上应力增加，但在保证进料量和物料不堵塞的情况下，可以开设周向狭长进料 孔。增加螺旋输送器内筒壁厚在一定范围内能够降低其应力，但壁厚超过一定值 后，增加壁厚应力强度值反而增大。 论文参照压力容器的分析设计法对螺旋输送器进行了强度校核，结果表明在正 常工况下，螺旋输送器的强度满足要求。 论文对螺旋输送器进行了模态分析，结果表明螺旋输送器在正常的转速范围内 不会发生共振。 论文计算了不同轴承刚度、不同轴承位置以及不同内筒壁厚下的输送器固有频 率，供离心机的没计和结构优化时参考。关键词：卧螺离心机，应力，固有频率， 有限元分析 ＡＢＳＴＲＡ（？ｒ ＳＴＲＥＮＧＴＨＡＮＤⅥＢＲＡＴＩｏＮＡＮＡＩＹＳＩＳ ＯＦＴＨＥＳＣＲＥＷＣＯＮＶＥＹＯＲＯＦＤＥＣＡＮＴＥＲＣＥＮＴＲＩ ＦＵＧＥ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｄｅｃａｎｔｅｒｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｃｅｎｔ ｒｉｆｕｇａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｉｔｈｃｏｎｔｉｎ ｕｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｄｅｇｒｅｅｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， ｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄ ｓｔｒｏｎｇａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｏｒｉｓｔｈ ｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｄｅｃａｎｔｅｒｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ，ｉ ｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｃｉｄｅｎｏｔｏｎｌ ｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｅｎｔｒｉｆｕｇｉｎｇｐｒｏｃｅ ｓｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｌｉｆｅｓｐａｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｍａｃｈｉ ｎｅ． Ｉｎｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆ ａｃｅｒｔａｉｎｋｉｎｄｏｆｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔ ｅｄ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｓｓｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｌａｗ， ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｗｅｔ ｓｅｄｉｍｅｎｔｉＳｅｓｔｉｍａｔｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ．ｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｉＳｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｔｈｅｓｅ ｄｉｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃ ｏｎｖｅｙｏｒ． Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ ｏｆｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｏｒｗａｓｃｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｐａｒａｍｅｔ ｒｉｃｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅＡＰＤＬｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗ ａｒｅＡＮＳＹＳ，ａｎｄｍｅｓｈｄｅｎｓｉｔｙｗａｓｔｅｓｔｅｄｆｏｒｔ ｈｅａｃｃｕｒａｃｙｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒ ｍａｔｉｏｎｏｆｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｏｒｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙ ｚｅｄ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｐｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅｆｅｅｄｉｎｇｈｏｌｅ ｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒ ｔｕｂｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａ ｔａｌｔｈｏｕｇｈ ａｌｏｎｇｏｐｅｎｉｎｇｒａｉｓｅｓｔｈｅｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｃｏ ｎｖｅｙｏｒ，ａｌｏｎｇａｎｄｎａｒｒｏｗｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｆｅｅｄｉｎｇｉｎｌｅｔ ｃｏｕｌｄｂｅａｌｌｏｗｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｅ ｎｓｕｒｉｎｇｆｅｅｄｒａｔｅａｎｄｃａｕｓｉｎｇ ｎｏｊａｍ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｔｕｂｅｃｏｕｌｄｄｅｃｒｅａ ｓｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｗｈｏｌ