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顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)

2016-11-29 20:22:36 來源: 閱讀數(shù):979

隨著國內(nèi)煤炭行業(yè)的迅速發(fā)展,對礦山機(jī)械的要求也日益提高。其中,顎式破碎機(jī)是一種較為常用的破碎設(shè)備,在其它工程領(lǐng)域中應(yīng)用也十分廣泛,主要承擔(dān)礦山、冶金、化工、建材等行業(yè)的破碎任務(wù)。但是,目前基本上都存在著結(jié)構(gòu)尺寸較大,破碎效率較低,磨損嚴(yán)重、能耗高等問題。因此改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)水平、研制高效節(jié)能的顎式破碎機(jī),從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低能耗等要求具有重要的意義。<br>   本文以顎式破碎機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為研究對象,第一次提出對曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行分析計(jì)算;在此基礎(chǔ)上,利用MATLAB軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真及其結(jié)果對比;最... 隨著國內(nèi)煤炭行業(yè)的迅速發(fā)展,對礦山機(jī)械的要求也日益提高。其中,顎式破碎機(jī)是一種較為常用的破碎設(shè)備,在其它工程領(lǐng)域中應(yīng)用也十分廣泛,主要承擔(dān)礦山、冶金、化工、建材等行業(yè)的破碎任務(wù)。但是,目前基本上都存在著結(jié)構(gòu)尺寸較大,破碎效率較低,磨損嚴(yán)重、能耗高等問題。因此改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)水平、研制高效節(jié)能的顎式破碎機(jī),從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低能耗等要求具有重要的意義。
   本文以顎式破碎機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為研究對象,第一次提出對曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行分析計(jì)算;在此基礎(chǔ)上,利用MATLAB軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真及其結(jié)果對比;最后對顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
   本論文研究的主要內(nèi)容如下:
   (1)根據(jù)顎式破碎機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu),提出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相關(guān)的設(shè)計(jì)概念和計(jì)算方法,并對其進(jìn)行了比較分析,其中包括飛輪、主軸、偏心裝置、連桿及肘板的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。以兩種假設(shè)為基礎(chǔ)對曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行分析、比較和計(jì)算。
   (2)基于MATLAB/SimMechanics仿真平臺(tái),以每種假設(shè)情況對應(yīng)的各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)為基礎(chǔ),對顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及仿真,從而得到轉(zhuǎn)動(dòng)副處的角位移、角速度和角加速度的運(yùn)動(dòng)曲線,并對兩種情況的仿真結(jié)果進(jìn)行分析對比,為機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
   (3)在MATLAB/Simulink工具箱中,根據(jù)兩種假設(shè)情況的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析所得到的數(shù)據(jù),分別對曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模及仿真,從而得到機(jī)構(gòu)各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副處所受的約束反力及轉(zhuǎn)動(dòng)副A處的平衡力矩的曲線圖,并對其進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,以第一種假設(shè)數(shù)據(jù)分析時(shí)機(jī)構(gòu)各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的受力及平衡力矩值較小,為顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了根據(jù)和參考。
   (4)在MATLAB優(yōu)化工具箱中,以生產(chǎn)能力最大為目標(biāo)函數(shù),以第一種假設(shè)分析得到的各個(gè)桿長、動(dòng)顎最低點(diǎn)處的嚙角和排料口的寬度為設(shè)計(jì)變量,建立設(shè)計(jì)變量與生產(chǎn)能力之間的關(guān)系式。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法得到生產(chǎn)能力最大時(shí)機(jī)構(gòu)尺寸的最優(yōu)值,對優(yōu)化前后的參數(shù)及產(chǎn)品性能進(jìn)行對比分析。該研究對改善整機(jī)使用性能、機(jī)器工作可靠性和壽命,具有重要的意義,對設(shè)計(jì)新型節(jié)能高效顎式破碎機(jī)也具有很好的指導(dǎo)作用。
  

目錄概覽

顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì) 目次

聲明

摘要

英文摘要

目錄

符號說明

+

第一章 緒論

1.1 顎式破碎機(jī)的發(fā)展及趨勢

+

1.2 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀

1.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方面的研究現(xiàn)狀

1.2.2 機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方面的研究現(xiàn)狀

1.2.3 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究現(xiàn)狀

1.3 研究目的與意義

1.4 提出問題及主要研究內(nèi)容

+

第二章 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)曲柄質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分析及計(jì)算

2.1 引言

+

2.2 顎式破碎機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)

2.2.1 顎式破碎機(jī)的工作原理

2.2.2 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

+

2.3 曲柄質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分析計(jì)算模型建立

2.3.1 曲柄質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量基本概念的提出

2.3.2 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

2.3.3 主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

2.3.4 偏心裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

2.3.5 肘板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

2.3.6 假設(shè)情況探討及結(jié)果分析

2.4 小結(jié)

+

第三章 基手MATLAB對顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

3.1 引言

+

3.2 MATLAB的概述

3.2.1 MATLAB語言簡介

3.2.2 MATLAB的主要功能

3.2.3 MATLAB的語言特點(diǎn)

+

3.3 顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

3.3.1 SimMechanics簡介

3.3.2 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型

3.3.3 模塊參數(shù)的設(shè)置

3.3.4 仿真參數(shù)的設(shè)置

3.4 仿真結(jié)果分析

3.5 小結(jié)

+

第四章 基于MATLAB對顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真

4.1 引言

4.2 Simulink簡介

4.3 建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型

+

4.4 建立機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型

4.4.1 動(dòng)態(tài)靜力學(xué)分析

4.4.2 質(zhì)心加速度分析

+

4.5 建立機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型

4.5.1 模型建立

4.5.2 模塊參數(shù)設(shè)置

4.6 仿真結(jié)果對比

4.7 小結(jié)

+

第五章 基于MATLAB的顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.1 引言

5.2 優(yōu)化工具箱簡介

5.3.?dāng)?shù)學(xué)模型介紹

5.4 顎式破碎機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

+

5.5 數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建

5.5.1 設(shè)計(jì)變量的確定

5.5.2 目標(biāo)函數(shù)的確定

5.5.3 約束條件

5.5.4 建立數(shù)學(xué)模型及M文件

5.6 優(yōu)化結(jié)果分析

5.7 小結(jié)

+

第六章 總結(jié)與展望

6.1 總結(jié)

6.2 展望

參考文獻(xiàn)

致謝

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