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混沌式振动磨机理论研究（硕士学位论文），共79页。
摘要
粉磨设备是应用于工、农业部门和高新技术产业中不可缺少的加工设备,利用粉磨设备可以将大至几米的物料经过一段或多段粉碎加工,将物料加工到几毫米至几微米,甚至到亚微米级。但随着工农业的发展,粉磨物料的电耗不断增加,用于粉碎粉磨的电耗已达世界总电耗的10%?12%,而在这些行业的初期设备投资中,用于购买粉磨成套设备的费用已达50%?70%。因此对粉磨行业的设备工艺更新,降低粉磨的成本已变得非常重要。以往国内外粉磨技术的发展,长期停留在对原有技术上改造和加大规模上的研究,难以打破目前粉磨行业的现状。
本文通过改变常规振动磨机的激振源,设计出混沌振动磨机。通过对振动磨机的粉磨原理进行研究发现振动强度是影响粉磨效率的主要因素,而常规振动磨机的振动幅度小、频率单一、筒内存在乏能区,很难实现高效生产。而混沌振动磨机在混沌激振器的激振下,产生混沌振动,振动体在原有的主频振动基础上增加倍频振动。这种宽频振动迫使磨筒内物料与研磨介质运动剧烈、随机,使得粉磨冲击力增大,筒内物体摩擦剪切的机会增加,同时有效避免了乏能区的产生。
本文首先分析物料粉碎原理,找出影响粉磨效率的主要因素,分析不利因素产生原因并提出优化方案。其次,文章中利用Lagrange方程分别建立常规振动磨机和混沌振动磨机的数学模型,并使用Matlab对其运动轨迹进仿真。通
过对仿真结果进行对比,证明混沌振动磨机的运动时混沌振动,振动强度大于常规振动磨机。然后使用三维建模软件对混沌振动磨的振动体进行建模,根据三维模型参数并结合KAM定理计算设计端面式混沌激振器,并对其他振动元件设计选型。同时使用Adams对修正后的振动体进行动力学仿真。通过仿真结果看出,混沌振动磨机的振动体的运动轨迹是在一定范围内不确定、不规则的近圆运动。振动破碎速度大、频率高,使粉磨加工快速有效。
研究分析表明,混沌振动磨机的粉磨效率和精度高于常规振动磨机,而且没有乏能区的存在,减少能耗同时使粉磨加工粒度均匀。此设备为解决目前粉磨行业难题提供有效解决方案。
关键词:振动磨机;混沌激振器;混沌振动

目录
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第一章绪论 1
1.1粉体工程 1
1.2超细粉体的特征及在工业中的应用 1
1.2.1特征优点 1
1.2.2应用领域 1
1.3超细粉末的制备方法 2
1.4我国超细粉体加工设备发展现状 2
1.5振动磨主要技术参数与工艺配置 3
1.5.1振动磨机特点 5
1.5.2振动粉磨方式 5
1.5.3粉磨工艺流程 6
1.5.4主要工艺技术参数 6
1.6国内振动磨机的发展及突破 7
1.7课题的研究意义 8
1.8研究方法及内容 9
1.9预期研究结果 9
1.10本章小结 9
第二章振动粉碎及混沌振动磨机理论 11
2.1物料粉磨过程 11
2.1.1单颗粒粉碎 11
2.1.2料床粉碎 12
2.1.3施力方式与能量利用率 12
2.2振动粉碎的理论 12
2.3振动磨矿的粉碎理论 16
2.4提高振动磨机效率的途径 17
2.5混沌振动磨机的提出 18
2.5.2附图说明 19
2.5.3具体实施方式 20
2.6本章小结 22
第三章振动磨机力学模型及运动分析 23
3.1常规振动磨机力学模型及运动分析 23
3.1.1磨筒振动力学研究分析 25
3.1.2理论力学研究分析 28
3.2混沌振动磨机力学模型及运动分析 29
3.3混沌振动磨机振动体的运动与分析 36
3.4混沌振动磨机的粉磨分析 38
3.5两种磨机对比分析 39
3.6本章小结 39
第四章搭建实验平台设计振动参数 25
4.1试验平台三维建模 25
4.2电动机功率的确定和选型 43
4.3混沌激振器设计 44
4.4混纯运动基本特征 45
4.5混沌研究方法 46
4.6混沌激振器设计 46
4.6.1参数确定 47
4.6.2滑动轴承参数 48
4.7支承弹簧的分析计算 49
4.7.1强度计算 49
4.7.2刚度计算 51
4.8本章小结 52
第五章动力学仿真 53
5.1 Adams 简介 53
5.2建立混沌激振器三维模型 53
5.4给模型添加约束 56
5.5设置摩擦系数 57
5.6施加载荷 58
5.8仿真结论 59
5.9本章小结 60
第六章总结与展望 61
6.1主要工作及结论 61
6.2论文仓ll新点 61
6.3存在问题及展望 62
6.3.1存在的问题 62
6.3.2 展望 62
致谢 65
参考文献 67
附录攻读硕士学位期间发表的论文 71