转子偏心下环模制粒机的振动分析与结构优化

摘要：

环模制粒机因其高效率、低能耗等优点广泛应用于饲料、生物质能源等领域，而目前的环模制粒机振动剧烈，尤其是有转子偏心时环模会受到强烈的振动冲击，严重减小环模的使用寿命。因此对转子偏心下环模制粒机的振动特性进行了分析并对其主要结构进行优化。基于粉体挤压成型规律以及环模与压辊挤压成型规律，建立了考虑压辊表面正向静摩擦力作用下的环模与压辊之间准确的相互作用力模型，并对压辊与环模有相对位移时其相互作用力的变化规律进行建模和分析。基于多体动力学软件建立了转子偏心下环模制粒机的动力学仿真模型，分析转轴、主轴以及挤压力的振动特性，并对主轴、支撑架以及转轴轴承的结构或位置参数进行分析和优化。研究结果表明：压辊与环模之间相互作用力与相对位移之间近似成线性关系；主轴上转轴支撑段直径应大于直径；主轴直径增大有利于转轴振动幅值减小但是会增大挤压力幅值，将压辊底座通过柔性杆与主轴连接可在减小转轴振动的同时大幅减小挤压力的振动；支撑架的径向刚度应大于1×107 N ／m，弯矩刚度应大于1×105 N·m／deg；转轴轴承间距存在与轴承刚度相关的最优值，且最优轴承间距会随着轴承刚度增大而减小。

关键词：环模制粒机、转子偏心、动力学仿真、粉体挤压、振动

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分类号：TH113

资助基金：江苏省自然科学基金项目BK2011706；江苏省产学研联合创新资金－前瞻性联合研究项目BY2012023

在线出版日期：2017-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：59-65,95