【正文】 ..................................... 10 Pro/E 軟件應用 .......................................... 10 Pro/E 行業(yè)優(yōu)勢和發(fā)展 .................................... 10 本課題 研究的意義 .............................................. 12 3球磨機工作原理和主要參數(shù)計算 ....................................... 12 球磨機工作原理簡介 ............................................ 12 研磨體兩種運動狀態(tài)的假設 ...................................... 13 靜態(tài)下球磨機主軸承的受力分析 .................................. 14 電動機的選取 ............................................ 14 筒體大齒輪受力分析 ...................................... 14 研磨體處于靜態(tài)時筒體兩側(cè)主軸承的受力分析 ................ 15 動態(tài)下球磨機主軸承的受力分析 .................................. 17 筒體所受離心力的確定 .................................... 17 筒體所受沖擊力的確定 .................................... 19 研磨體處于動態(tài)時筒體兩側(cè)主軸承的受力分析 ................ 22 本章小結(jié) ...................................................... 23 4主軸承有限元分析 ................................................... 23 有限單元法概述 ................................................ 23 有限單元法原理 .......................................... 23 有限元分析軟件簡介 ...................................... 24 ANSYS 在模態(tài)分析中的應用 ................................ 27 軸承內(nèi)外圈承載區(qū)最大壓力的計算 ................................ 29 軸承內(nèi)圈有限元分析 ............................................ 31 內(nèi)圈有限元模型的建立 .................................... 31 內(nèi)圈應力應變分析 ........................................ 33 軸承外圈有限元分析 ............................................ 40 外圈有限元模型的建立 .................................... 40 外圈應力應變分析 ........................................ 43 滾動軸承的強度研究 ............................................ 47 載荷分析 ................................................ 47 內(nèi)外圈及滾動體的應力分布 ................................ 48 三元件應力分析 .......................................... 48 軸承的三維接觸有限元分析 ...................................... 51 軸承的三維實體建模 ...................................... 51 單元選擇及網(wǎng)格劃分 ...................................... 52 軸承接觸問題的描述 ...................................... 52 邊界條件及加載 .......................................... 53 有限元分析結(jié)果 .......................................... 54 本節(jié)結(jié)論 ................................................ 56 軸承模態(tài)分析 .................................................. 56 軸承的優(yōu)化 .................................................... 58 5結(jié)論 ............................................................... 59 致謝 ................................................................. 60 參考文獻 ............................................................. 62 外文資料 ............................................................. 63 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 畢 業(yè) 設 計 1 1 引言 磨機是冶金、建材、煤炭和化工等工業(yè)部門最重要的設備之一。 關(guān)鍵詞： 球磨機 ；軸承；有限元；應力；變形 The design and dynamic analysis for the bearing of ball mill Abstract Ball mill is one of the most importance equipments of industry sections, such as metallurgy, building materials, coal and chemical text carried on to the bearings on the foundation of threedimensional design related analysis, main contents as follows： 1） On the foundation of understanding Ball mill,s principle , carried on a threedimensional design to it， then use the method of theories calculation to make analysis for the related parts of the Ball mill . 2） Under the circumstance that don39。目前，工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)值模擬法，主要是有限單元法。因其具有良好的摩擦相容性、順應性和嵌入性 ,非常適合像球磨機這樣 的重 載、低速 ,并伴有沖擊現(xiàn)象的機械設備的要求 ,因此在生產(chǎn)中已被廣泛采用。雖然靜壓潤滑承載能力大 ,摩擦系數(shù)低 ,但必須有一套復雜且安全可靠的供油系統(tǒng) ,保養(yǎng)與維護工作量大 ,而且價格昂貴。而滾動軸承外圈不旋轉(zhuǎn) ,承受方向固定的徑向荷載 ,所以外圈是局部負荷。 磨球沖擊應力的大小是 主軸承選型及磨球和襯板選材的一個重要依據(jù)。 ② 接觸面呈橢圓形。 屈服準則是求解塑性成形問題必要的補充方程。 作為 Pro /ENGINEER 的 行業(yè)優(yōu)勢和發(fā)展方向， Pro/E 第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決相關(guān)性問題。 * 行為建模：行為建模 (BMX)已經(jīng)成為設計過程自動化的流行工具?；谠摲治霰疚?在三維設計的基礎(chǔ)上對球磨機主軸承的受力情況進行了詳細的理論分析計 算， 并在此基礎(chǔ)上用有限單元法結(jié)合相關(guān)理論進行了分析及討論。μ = =； η 23=ξ 3)軸承的受力分析 G1:筒體和物料、鋼球所受的總重力 G1= ? ?? ?100 0644536 91 ??? ? N= G2：大齒輪重力 G2=3300? =32340N M:筒體軸所受彎矩 M=Fa? D／ 2=17875? ／ 2=41917N 因此應計算出直接作用在筒體上的物料及鋼球的重量 。 3)研磨體與筒壁間及研磨體層 與層間的滑動極小，可略去不計。 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 畢 業(yè) 設 計 22 研磨體在筒體中運轉(zhuǎn)時層數(shù)為 i: I=(R1R2)/d=()/=,取 5 層。 整體剛度矩陣 ][? 是由單元剛度矩陣 e][? 迭加形成的。 C. 面（表面）由線圍成，代表實體表面、平面形狀或殼（可以是三維曲面）。 C：實常數(shù) 實常數(shù)是某一單元的補充幾何特征，如梁單元的橫截面積、殼單元的厚度等。模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)是在機械阻抗與導納的概念上發(fā)展起來的，機械阻抗的概念早在 20世紀 30年代就已經(jīng)形 成，經(jīng)過幾十年的發(fā)展其理論及方法已經(jīng)較為完整。 (3)結(jié)果后處理 (模塊 ) 后處理通俗地講就是觀察和分析有限元大計算結(jié)果。平面應力和平面應變均假定在 Z軸上的應力為零，當 Z方向幾何 尺寸遠小于 X和 Y方向的尺寸才有效。 C. 直接創(chuàng)建節(jié)點和單 元。 有限元法的基本思想是將 一個連續(xù)求解域離散化，即分割成彼此用節(jié)點（離散點）互相聯(lián)系的有限個單元，在單元體內(nèi)假設近似解的模式，用有限個節(jié)點上的未知參數(shù)表征單元的特性，然后用適當?shù)姆椒?，將各個單元體的關(guān)系式組合成包含這些未知參數(shù)的方程組，求解該方程組，得出各個節(jié)點的未知參數(shù)，利用插值函數(shù)求出近似解。在△ t 時間內(nèi)鋼球速度由 v變?yōu)?0，碰撞過程的平均速度為 v/2,鋼球碰撞襯板時襯板會有微小的退讓△ S。 研磨體運動情況較復雜，由于最 外層的鋼球所產(chǎn)生的撞擊力最大，為了研究問題的方便現(xiàn)以極限情況 —— 最外層鋼球的運動軌跡和碰撞情況進行分析， 外層鋼球的運動軌跡和碰 撞 研磨體運動包含了幾種不同的形式： 貼附在筒壁上隨之向上的運動，向下滑動 、 滾動以及拋物線運動等。 由于筒體所受離心力的大小會直接影響到軸承的受力 ，故需對筒體所受的離心力作進一步的分析。 tanβ =135777 =17875 N 式中各符號意義如下： α n—— 法向壓力角； β —— 節(jié)圓螺旋角，對標準齒輪即分度圓螺旋角 研磨體處于靜態(tài)時筒體兩側(cè)主軸承的受力分析 1)筒體及其兩側(cè)承壓軸承簡化模型的建立 在符合理論計算要求的前提下，為了便于計算現(xiàn)把筒體及其兩側(cè)軸承間尺寸關(guān)系規(guī)定如下 球磨機局部結(jié)構(gòu) 圖 左右兩軸承中心間距 L=7370mm, 筒體長度（考慮端蓋） L’ =5550mm, L1： 左側(cè)軸承中心到大齒輪中心距離， L2：大齒輪中心到右側(cè)軸承中心距離， 其中 L1=7370(73705550)／ 2=7370910=6460mm= L2=73706460=910mm= 左側(cè)軸承為軸承 1，右側(cè)軸承為軸承 2. 2)軸承配置方法的選取 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！ 畢 業(yè) 設 計 16 由于軸的跨距較大（ 7370mm 》 350mm）且工作溫度較高，其熱伸長量大，故應采用一支點雙向固定，另一支點游動的支承結(jié)構(gòu)。對于濕式球磨機，由于筒體內(nèi)有礦漿，球載拋落時的沖擊載荷被礦漿和球載所吸收，傳到筒體上的力已很小，因此可以不考慮。 解決球磨機使用安全性問題，將直接提高生產(chǎn)效率，促進相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。 * 直接建模：讓用戶在最小限度的界面交互和較少使用鼠標的情況下，交互地建立和修改特征。 Pro/E 軟件以其先進的參數(shù)化設計、基于特征的實體造型深受廣大用戶的喜愛，該軟件的應用領(lǐng)域主要是針對產(chǎn)品的三維實體模型建立、結(jié)構(gòu)分析、以及模具設計等，用戶界面 簡潔、概念清晰、邏輯性強，比較符合工程技術(shù)人員的設計思想與習慣，是目前國內(nèi)企業(yè)和技術(shù)人員使用最廣泛的 CAD 軟件之一。 假定物體 I 和 II的彈性模量、泊松比分別為 E1， E2；μ 1，μ 2。所以這種方法已經(jīng)越來越為廣大工程技術(shù)人員所接受。維修操作簡單方便 ,適合于眾多的球磨機使用企業(yè) ,使設備正常運行率得到較好保障 ,帶來顯著的經(jīng)濟效益。 (二 )配合的選擇 【 2】 由于球磨機滾動軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn) ,承受方向固定的徑向載荷 ,所以內(nèi)圈是循環(huán)負荷 ,中空軸與軸承內(nèi)圈應采用過盈配合。這種潤滑油