立式辊磨机的设计与强度分析.doc

1、立式辊磨机的设计与强度分析作 者 姓 名：曹辉指 导 教 师：谢里阳 教授单 位 名 称：机械工程与自动化专 业 名 称：机械工程及自动化东 北 大 学2013年6月Designation and strength analysis of vertical roller millby Cao HuiSupervisor：Professsor Xie Liyang Northeastern UniversityJune 2013毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：立式辊磨机的设计与强度分析设计(论文)的基本内容：1. 立式辊磨机三维模型建立2. 立式辊磨机的装配图与零件图的绘制，总计5.

2、0张A0图纸。3. 立式辊磨机设计计算及说明论文一篇，总计21000字。4. 英文翻译一篇。毕业设计（论文）专题部分：题目： 设计或论文专题的基本内容：学生接受毕业设计（论文）题目日期第1周指导教师签字：年月日- 72 - / 79立式辊磨机的设计与强度分析摘要立式辊磨机是沈阳重型机器有限责任公司引进德国非凡公司立式辊磨机技术，引进了生料、熟料立式水泥磨机的全部设计、制造和检验技术以及试验选型用磨机全套试验室设备，以满足水泥生产线的需要。随着国家大力推进新型干法水泥技术创新和设计优化，为满足水泥市场需求，沈重在消化吸收引进技术的基础上，成功地开发出了立式辊磨机，是水泥生产线技术装备国产化的一次

3、重大突破，对完成替代国外同类进口产品和调整国家水泥结构具有十分重要的意义。本项目研究了粉磨压力、磨辊直径、磨辊内部结构，磨盘部分、分离器、磨辊宽度、磨盘转速、盘面风速等设计，采用solidworks开发的有限元分析法对关键零件进行分析，为合理设计立式辊磨机提供理论依据。保证运行情况良好，满足水泥工业大型化的需要。 关键词： 立式辊磨机，水泥，有限元Designation and strength analysis of vertical roller millAbstractVertical roller mill is introduced from Germany companys ver

4、tical roller mill technology by the Shenyang Heavy Machinery Co, Ltd. Besides, Shenyang Heavy Machinery Co. Ltd. also introduced the raw material, the all designation of the clinker vertical cement mill, the manufacturing , the test technology and the test selection for mill a full set of testing eq

5、uipment, to meet the needs of the cement production line. As the country vigorously promotes the new dry process cement technology innovation and the designation optimization, in order to meet the market demand for cement, Shenyang Heavy Machinery Co, Ltd. successfully developed a vertical roller mi

6、ll based on the digestion and absorption of imported technology , which is a significant breakthrough of domestic production line technology and equipment of cement. Besides, it has the extremely vital significance to complete the replace similar foreign imports products and adjusts the national cem

7、ent structure.This project studies the grinding pressure, diameter of roller, roller structure, grinding part, separator, roller width disk, disk speed, wind speed design, using the finite element analysis method of SolidWorks analyze the key parts, and provides a basis for reasonable design of vert

8、ical roller mill, which ensures the operation in well condition and meets the needs of large-scale cement industry.Key words: vertical roller mill，cement industry，finite element目录第一章 绪论11.1 本课题研究的目的和意义11.2 本课题国内外研究概况21.3 本课题研究的内容6第二章 立式辊磨机的工作原理82.1立式辊磨机的设备组成82.2立式辊磨机的工作原理82.3立式辊磨机的主要技术特点10第三章 立式辊磨机方

9、案设计及确定113.1 立磨加载方式的方案比较及确定113.2 立磨磨辊及磨盘形状的方案比较及确定12第四章 立式辊磨机设计计算134.1 一般计算134.2 工艺参数的确定154.3 寿命、强度计算16第五章 立式辊磨机关键部件的结构设计265.1 磨辊部分的结构设计265.2 磨盘的设计285.3 立式辊磨机其他结构设计29第六章 立式辊磨机关键零件有限元分析316.1 结构功能原理介绍316.2 磨盘有限元分析316.3 上摇臂有限元分析346.4下摇臂有限元分析376.5 本章小结40第七章 立式辊磨机关键部件的装配工艺417.1 磨辊的装配工艺417.2 磨盘的装配工艺447.3 整

10、体装配工艺447.4 本章小结46第八章 立磨机相关环境概论47第九章 结论489.1结论489.2展望48参考文献49致谢50附录51第一章 绪论1.1 本课题研究的目的和意义随着化工、冶金、矿山等重型工业和建筑业的发展，水泥、矿石等的生产量要求不断增加，2012年中国水泥的年产量达到21.64亿吨，比去年同期增长7.4%，磷矿石的产量达到873.53万吨。在现代化水泥和矿石磨碎生产过程中，辊磨机成为重要的生产工艺过程设备，为了提高生产质量和提高产量，目前，国内许多厂家不断更新辊磨机的性能，其中立式辊磨机的独特的优点决定了广泛的应用性。本项目是进行立式辊磨机的设计和强度分析，它综合了机械设计

11、，机械原理，液压控制，液压系统，工程力学，有限元等技术，主要针对水泥生产线的立式辊磨机进行机械部分的设计和强度分析，可以对辊磨机进行优化，使立式辊磨机的更佳性能，寿命更加长久，解决水泥生产业中的设备优化问题，以减少设备故障的机率。对于生产水泥企业以及生产辊磨机等机械企业有重要的作用。立式辊磨机动力装置，传动装置，执行装置，防护装置，收尘装置，进料装置，分离器，风环等组成。其中动力装置由电动机提供输出，传动装置是行星齿轮减速机，进料装置是物料经锁风喂料器从进料口落在磨盘中央；执行装置由减速机输出带动磨盘旋转；磨辊和磨盘研磨作用下磨碎物料。在物料经锁风喂料器进入辊磨机时，热风从进风口进入磨内。随着

12、磨盘转动，物料在离心力作用下，向磨盘边缘移动，经过磨盘上环形槽时受到磨辊碾压而粉碎，粉碎后物料在磨盘边缘被风环高速气流带起，大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中物料经过上部分离器时，在旋转转子作用下，粗粉从锥斗落到磨盘重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨，通过收尘装置收集，即为产品，含有水分物料在与热气流接触过程中被烘干，通过调节热风温度，能满足不同湿度物料要求，达到所要求产品水分。通过调整分离器，可达到不同产品所需粗细度。本项目主要是以设计动力装置即电动机的选型，执行装置即减速机的选型，执行装置即磨盘和磨辊的设计，对磨辊以及磨盘做有限元强度分析。通过本次课题的设计，可以使我对辊磨机有深层次的了解

13、，同时对机械零部件设计，机械原理，有限元设计方法有比较深入的学习，可以说是它是一个综合性很强的课题，对于大学四年知识的学习是一个巩固和总结,同时也可以学到许多实用性很强的新知识。这将是我人生当中的又一笔宝贵的财富。1.2 本课题国内外研究概况近年来，国外对超细粉碎及分级设备、工艺、微细颗粒粒度测定等方面的研究十分活跃，这是由于国外在复合材料、新型陶瓷、电子材料等许多尖技术方面迅速发展而决定的。在先进的工业化国家，微米级超细粉碎设备已渡过了其发明时期，而进入成熟、配套、完善的阶段，设备研究朝着亚微，米级超细粉碎和微米级精密分级的方向发展。粉碎技术的发展主要表现在产品微细化、微粉功能化、设备自动化

14、、节能新工艺和新设备及低污染高强度材料的应用等方面。我国自20世纪80年代以来，粉碎工程学术界较为活跃，其主要目标在于提高粉碎过程的效率和满足工业上某些物料产品的粒度要求。对粉碎机研究的大规模兴起，始于 80年代中期，当时主要注意力在两方面:其一是湿式超细粉碎机、搅拌球磨机和塔式磨机的研究；其二是干式气流粉碎机的研究。当时，我国主要以引进国外先进的设备和技术为主，同时，国内技术人员进行了大量研究开发工作，经过十几年的努力，国内已能生产各种气流磨、高速冲击磨、搅拌磨、振动磨，有的设备在性能上已接近国外同类设备的水平。但总的说来，与国外的先进技术设备相比，我国的超细粉碎技术仍存在一些问题： 已研制

15、出的各种型号规格的超细粉碎设备中，有些在结构设计、材质及加工精度等方面，与国外先进设备相比还有一定差距。 产品的深加工档次低、系列少，对用户的需求针对性差。 缺少高效的超细分级设备与粉碎设备配套。磨碎机械磨碎机主要依靠两个工作表面或介质之间的挤压和摩擦力将物料研磨成极细的产品。主要产品有：(1)片磨：适用于物料磨碎，也适用于研磨含水分高的物料以及韧性大的物料。按照磨盘安装位置可以分为立磨和卧磨两种；按照磨片的材质不同可分为刚磨、金刚砂磨、石墨、陶瓷磨等，用途十分广泛。(2)锥形磨粉机：适用于小麦、杂粮和豆类的干磨和湿磨。工作时，依靠两磨头磨齿对物料的挤压和剪切作用磨碎物料。锥形磨的特点是适应性广、经久耐用、加工低廉，但是干磨时成品的温升较高、成品质量较差、耗能大、生产效率低、噪声较大、轧距调整比较复杂。(3)对辊式粉磨机：根据使用对象不同，又可分为农用