带式压滤机传动系统动态特性分析与结构参数优化

发布时间：2017-04-16 11:09

  本文关键词：带式压滤机传动系统动态特性分析与结构参数优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于能耗低、污泥处理能力大且可连续作业等优点，带式压滤机被广泛应用于化工、煤炭、造纸和环保等领域。带式压滤机在起动时会产生明显的整机冲击抖振现象且在工作时会出现滑移问题，这直接影响其运行稳定性和可靠性，加速传动系统的磨损失效，因此有必要对带式压滤机传动系统的动态特性进行深入研究。本文以带式压滤机传动系统为研究对象，综合运用机械动力学、岩土力学、机械振动、试验设计和机械系统建模与动态分析等理论和方法，围绕动力学建模，动态特性分析和结构参数优化方面进行了研究，主要研究内容如下： (1)建立了带式压滤机传动系统动力学模型。将带式压滤机工作时所受的污泥载荷等效为外力矩加载至各辊筒上，，建立了污泥载荷等效模型；考虑滤带在辊筒上的蠕变对带段张力的影响，建立了带段张力模型；对各辊筒进行受力分析，建立了各辊筒旋转运动模型和张紧辊直线运动模型；使用稳态求解的方法建立了旋转振动响应模型。 (2)对带式压滤机传动系统进行了动态特性分析。首先对传动系统进行了前三阶模态分析，然后分析了稳态时驱动辊转速对带段牵引张力的影响以及张紧辊预载力、驱动辊转速对滤带滑移的影响，接着利用MATLAB/Simulink软件对传动系统进行了动态特性仿真，分析了驱动辊外力矩的突变以及链轮和链条之间的纵向啮合冲击对带式压滤机传动系统动态特性的影响，以及滤带刚度和张紧辊预载力对滑移趋势的影响。研究成果能够合理解释带式压滤机冲击抖振和滤带滑移机理，为其传动系统的动态设计提供了理论依据。 (3)对带式压滤机压榨脱水区的压榨辊进行了结构参数优化。以压榨辊的辊径及其辊心位置为设计因素，以压榨脱水区带段张力波动幅值均值最小为优化目标，使用正交试验设计的方法优化了压榨辊的辊径及其辊心位置等结构参数。对试验结果分别进行了直观分析和方差分析，得到了各因素水平值的最优组合。通过MATLAB/Simulink软件仿真分析，得出结构参数优化后，压榨脱水区带段张力波动幅值均值比原始值降低了28.6%，带式压滤机传动系统能获得较好的动态特性。
【关键词】：带式压滤机 传动系统 冲击抖振 滑移分析 动态特性
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题来源及研究意义10
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 带式压滤机压榨理论的研究10-11
• 1.2.2 带式压滤机结构的优化11-12
• 1.2.3 带式压滤机参数的优化12-13
• 1.2.4 带传动动态特性的研究13-14
• 1.3 主要研究内容14-16
• 第二章 带式压滤机传动系统动力学建模16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 带式压滤机传动系统简介16-17
• 2.3 传动系统动力学建模17-29
• 2.3.1 污泥载荷等效模型18-20
• 2.3.2 带段张力模型20-24
• 2.3.3 辊筒旋转运动模型24
• 2.3.4 张紧辊直线运动模型24-25
• 2.3.5 稳态求解和旋转振动响应模型25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 带式压滤机传动系统动态特性分析30-59
• 3.1 引言30
• 3.2 13 辊筒-带式压滤机传动系统动力学模型30-38
• 3.3 传动系统模态分析38-40
• 3.4 传动系统牵引张力和滤带滑移稳态分析40-48
• 3.4.1 牵引张力稳态分析40-42
• 3.4.2 滤带滑移稳态分析42-48
• 3.5 建立传动系统 Matlab/Simulink 仿真模型48-50
• 3.5.1 建立 MATLAB/Simulink 子模型48-49
• 3.5.2 建立 MATLAB/Simulink 总模型49-50
• 3.6 传动系统动态响应分析50-57
• 3.6.1 张紧辊动态响应分析50-52
• 3.6.2 牵引张力动态响应分析52-54
• 3.6.3 滤带滑移动态响应分析54-56
• 3.6.4 系统参数对滑移因子的影响分析56-57
• 3.7 本章小结57-59
• 第四章 压榨脱水区压榨辊结构参数优化59-72
• 4.1 引言59
• 4.2 结构参数优化设计分析59-60
• 4.3 正交试验设计60-65
• 4.4 张力波动幅值均值直观分析和方差分析65-68
• 4.4.1 张力波动幅值均值直观分析65-67
• 4.4.2 张力波动幅值均值方差分析67-68
• 4.5 优化结果比较68-71
• 4.5.1 张力波动幅值对比68-70
• 4.5.2 滑移因子对比70-71
• 4.6 本章小结71-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 主要工作及结论72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 附录：攻读硕士学位期间的研究成果79

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