基于有限元法的球磨機齒輪振動分析

李慧博 賈憲 岳龍 李鵬飛

(內蒙古永安安全科技有限公司 內蒙古 呼和浩特,010090)

0 引 言

球磨機的運行是通過傳動端的小齒輪與筒體上的大齒輪嚙合旋轉實現(xiàn)的。若齒輪存在設計偏差、制造缺陷、安裝偏離、運行環(huán)境差等因素時,可能會造成球磨機運行過程中產生較大的振動,從而導致齒輪發(fā)生齒面磨損、齒面接觸疲勞、齒輪裂紋、齒輪斷齒等損傷故障,影響球磨機的安全、穩(wěn)定、長周期運行[12］。

1 三維建模

本文以某球磨機為例,其齒輪參數(shù)見表1。

綜上所述，再次定位CT2圖像較首次定位CT1圖像肺的體積增大，腫瘤靶區(qū)體積縮小，能夠減小患肺及全肺受照射劑量，可減輕放療副作用及保護正常器官，值得臨床關注。

表1 球磨機齒輪參數(shù)表

采用UG軟件進行三維建模,繪出球磨機小齒輪、大齒輪的外觀幾何形狀和機械結構[3-4］。三維模型分別見下頁圖1、圖2所示。

圖1 小齒輪三維模型

圖2 大齒輪三維模型

2 有限元分析

基于ANSYS軟件對球磨機小齒輪、大齒輪進行運行動力學模態(tài)分析,求出前六階振型以得出最大變形位置,求出前六階固有頻率以避免發(fā)生共振[3］。

坡地土壤全樣的采樣點是選擇在一塊壟作坡耕地和一塊開挖復墾的循坡耕地，坡度變化為5°～20°。壟作坡耕地具有橫向的壟溝，縱向間隔30 cm，壟溝深15～20 cm。在坡地中上位、坡中、坡下位等不同位置，循坡面按照順坡采樣點間的距離為3 m、帶間距離為2 m的平行雙條帶剖面進行定點采樣，每個樣帶各采集3個土壤樣。采用直徑15 cm，厚度3 cm的環(huán)刀采樣器，采樣深度為3 cm。采樣時間分別是在玉米幼苗期(5月)、玉米結穗生長盛期(8月)。

2.1 小齒輪有限元分析

大齒輪前六階振型及固有頻率見圖9～圖14所示。

圖3 第一階振型及固有頻率

圖4 第二階振型及固有頻率

圖5 第三階振型及固有頻率

圖6 第四階振型及固有頻率

圖7 第五階振型及固有頻率

圖8 第六階振型及固有頻率

水工環(huán)地質勘察是一項專業(yè)性很強的工作，在社會資源不斷減少的情況下，水工環(huán)地質勘察工作顯得越來越重要。國家在對資源環(huán)境進行規(guī)劃時，需要參考相關的勘察資料，而勘察隊伍的專業(yè)水平決定勘察結果的質量。但我國的水工環(huán)地質勘察隊伍的專業(yè)性還有待提升，這會影響到國家資源環(huán)境規(guī)劃的合理性。例如，地質勘察專業(yè)本身不屬于熱門專業(yè)，地質勘察工作環(huán)境通常較差，工作人員有時需要長時間在外出差，工作內容比較枯燥，導致行業(yè)內的人員流動性很強，工作人員的專業(yè)素質不高。而一些比較年輕的技術人員缺乏工作經驗，在工作過程中又很少進行自我提升，這些都會影響到水工環(huán)地質勘察工作的順利開展。

表2 小齒輪前六階固有頻率匯總

2.2 大齒輪有限元分析

小齒輪前六階振型及固有頻率見圖3～圖8所示。

小齒輪前六階固有頻率匯總見表2。

圖9 第一階振型及固有頻率

圖10 第二階振型及固有頻率

圖11 第三階振型及固有頻率

圖12 第四階振型及固有頻率

圖13 第五階振型及固有頻率

圖14 第六階振型及固有頻率

大齒輪前六階固有頻率匯總見表3。

表3 大齒輪前六階固有頻率匯總

2.3 有限元分析小結

通過有限元分析得出了小齒輪、大齒輪的前六階振型以及相應的固有頻率,經計算小齒輪、大齒輪的嚙合頻率為296 Hz,所以兩個齒輪運行時不會因為固有頻率和嚙合頻率而引起共振。再由小齒輪、大齒輪前六階振型圖可以看出大齒輪的輪齒最容易發(fā)生變形。

3 結 論

球磨機運行過程中,大齒輪受到來自主動輪小齒輪的絕對限制,由于轉速比是一定的,此時為降速傳動,所以應當盡量在適當范圍內提高小齒輪的轉速,使小齒輪的振動頻率盡量小,大齒輪的振動頻率盡量大,以控制小齒輪、大齒輪的振動頻率遠離其固有頻率。同時,應當加強定期檢查大齒輪輪齒的磨損程度,加強維護,并對球磨機振動信號進行實時采集與分析。