基于有限元法的球磨机齿轮振动分析

李慧博 贾宪 岳龙 李鹏飞

(内蒙古永安安全科技有限公司 内蒙古 呼和浩特,010090)

0 引 言

球磨机的运行是通过传动端的小齿轮与筒体上的大齿轮啮合旋转实现的。若齿轮存在设计偏差、制造缺陷、安装偏离、运行环境差等因素时,可能会造成球磨机运行过程中产生较大的振动,从而导致齿轮发生齿面磨损、齿面接触疲劳、齿轮裂纹、齿轮断齿等损伤故障,影响球磨机的安全、稳定、长周期运行[12］。

1 三维建模

本文以某球磨机为例,其齿轮参数见表1。

综上所述，再次定位CT2图像较首次定位CT1图像肺的体积增大，肿瘤靶区体积缩小，能够减小患肺及全肺受照射剂量，可减轻放疗副作用及保护正常器官，值得临床关注。

表1 球磨机齿轮参数表

采用UG软件进行三维建模,绘出球磨机小齿轮、大齿轮的外观几何形状和机械结构[3-4］。三维模型分别见下页图1、图2所示。

图1 小齿轮三维模型

图2 大齿轮三维模型

2 有限元分析

基于ANSYS软件对球磨机小齿轮、大齿轮进行运行动力学模态分析,求出前六阶振型以得出最大变形位置,求出前六阶固有频率以避免发生共振[3］。

坡地土壤全样的采样点是选择在一块垄作坡耕地和一块开挖复垦的循坡耕地，坡度变化为5°～20°。垄作坡耕地具有横向的垄沟，纵向间隔30 cm，垄沟深15～20 cm。在坡地中上位、坡中、坡下位等不同位置，循坡面按照顺坡采样点间的距离为3 m、带间距离为2 m的平行双条带剖面进行定点采样，每个样带各采集3个土壤样。采用直径15 cm，厚度3 cm的环刀采样器，采样深度为3 cm。采样时间分别是在玉米幼苗期(5月)、玉米结穗生长盛期(8月)。

2.1 小齿轮有限元分析

大齿轮前六阶振型及固有频率见图9～图14所示。

图3 第一阶振型及固有频率

图4 第二阶振型及固有频率

图5 第三阶振型及固有频率

图6 第四阶振型及固有频率

图7 第五阶振型及固有频率

图8 第六阶振型及固有频率

水工环地质勘察是一项专业性很强的工作，在社会资源不断减少的情况下，水工环地质勘察工作显得越来越重要。国家在对资源环境进行规划时，需要参考相关的勘察资料，而勘察队伍的专业水平决定勘察结果的质量。但我国的水工环地质勘察队伍的专业性还有待提升，这会影响到国家资源环境规划的合理性。例如，地质勘察专业本身不属于热门专业，地质勘察工作环境通常较差，工作人员有时需要长时间在外出差，工作内容比较枯燥，导致行业内的人员流动性很强，工作人员的专业素质不高。而一些比较年轻的技术人员缺乏工作经验，在工作过程中又很少进行自我提升，这些都会影响到水工环地质勘察工作的顺利开展。

表2 小齿轮前六阶固有频率汇总

2.2 大齿轮有限元分析

小齿轮前六阶振型及固有频率见图3～图8所示。

小齿轮前六阶固有频率汇总见表2。

图9 第一阶振型及固有频率

图10 第二阶振型及固有频率

图11 第三阶振型及固有频率

图12 第四阶振型及固有频率

图13 第五阶振型及固有频率

图14 第六阶振型及固有频率

大齿轮前六阶固有频率汇总见表3。

表3 大齿轮前六阶固有频率汇总

2.3 有限元分析小结

通过有限元分析得出了小齿轮、大齿轮的前六阶振型以及相应的固有频率,经计算小齿轮、大齿轮的啮合频率为296 Hz,所以两个齿轮运行时不会因为固有频率和啮合频率而引起共振。再由小齿轮、大齿轮前六阶振型图可以看出大齿轮的轮齿最容易发生变形。

3 结 论

球磨机运行过程中,大齿轮受到来自主动轮小齿轮的绝对限制,由于转速比是一定的,此时为降速传动,所以应当尽量在适当范围内提高小齿轮的转速,使小齿轮的振动频率尽量小,大齿轮的振动频率尽量大,以控制小齿轮、大齿轮的振动频率远离其固有频率。同时,应当加强定期检查大齿轮轮齿的磨损程度,加强维护,并对球磨机振动信号进行实时采集与分析。