摘 要

辊式立磨是一种新型高效的粉磨设备，利用相对运动的磨辊和磨盘对物料进行粉磨，因为其集破碎、粉磨、烘干、分级和输送五种功能于一体，在水泥生产线中的得到了广泛的应用。立柱是立磨机身的重要组成部分，它用来支撑和固定整个设备，其不仅受到加压系统静载荷的作用，也承受着粉磨过程中动载荷。

本文简述了立磨的工作原理；建立了加压系统（包括机身立柱、液压缸、摇臂和磨辊）的力学模型；利用SolidWorks软件建立了立柱三维模型；利用有限元分析软件ANSYS workbench对立柱进行静力学，以验证其强度和刚度满足安全系数的要求，进行模态分析为立柱动态特性的改善提供依据。

本文还利用Visual Basic语言对SolidWorks进行二次开发，通过对立柱中的锁挡部件参数化建模，可以减少重复建模，加快产品开发和设计。

关键词：VME46.4型立磨；立柱设计； SolidWorks建模；有限元分析；ANSYS workbench；SolidWorks参数化建模；Visual Basic二次开发

Abstract

Vertical roller mill is an efficient grinding equipment, which uses the relative motion between the grinding roller and grinding disc to grind materials. Because of its set of crushing, grinding, drying, grading and transporting five functions in one advantages in the cement production line has been widely used. Column is an important part of the vertical mill body, which is used to support and fix the entire device, not only affected by static load of the pressure system, also under dynamic load of grinding process.

This paper outlines the vertical mill’s working principle ; to establish a mechanical model of a pressurized system (including the body upright, hydraulic cylinders, rocker and roller) ; With SolidWorks software to establish the column’s model; And using the finite element analysis software of ANSYS workbench to static analysis for the column , to determine whether the strength and stiffness to meet the safety factor; and provide the basis for improving the dynamic characteristics of the column.

The paper also uses the Basic Visual language to carry on the two development to the SolidWorks, through the parametric modeling of the lock in the column, can reduce the repeated modeling, speed up product development and design.

Key word : The vertical mill of VME46.4, The design of the columns, SolidWorks, Finite Element Analysis , ANSYS Workbench, SolidWorks parameterized modeling, Visual Basic secondary development

目 录

第 1 章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.1.1 选题背景 1

1.1.2 选题的意义 2

1.2 国内外研究现状 3

1.3 本文研究的内容 4

第 2 章 VME46.4型立磨简介 6

2.1 引言 6

2.2 立磨的粉磨原理及结构组成 6

2.2.1 立磨的粉磨原理 6

2.2.2 立磨结构的介绍 7

2.3 VME46.4立柱受力模型 13

2.3.1 立磨主要技术规格 13

2.3.2 立磨立柱受力分析 13

2.4 本章小结 18

第 3 章 基于SolidWorks的机身立柱建模 19

3.1 引言 19

3.2 SolidWorks简介及其主要功能 19

3.3 利用SolidWorks建模 20

3.4 本章小结 21

第 4 章 基于ANSYS workbench 的机身立柱有限元分析 22

4.1 引言 22

4.2 有限元基础 22

4.2.1 解析法与数值法 22

4.2.2 有限元法的基本原理 22

4.3 ANSYS workbench概述 22

4.3.1 ANSYS 概述 22

4.3.2 Workbench 优点 23

4.3.3 Workbench的功能 23

4.4 线性静力分析 24

4.4.1 导入SolidWorks模型 25

4.4.2 材料及网格 25

4.4.3 约束及载荷 26

4.4.4 结果及分析 27

4.5 模态分析 28

4.5.1 建立模态分析项目 29

4.5.2 模态分析结果 29

4.5.3 结果分析 31

4.6 本章小结 31

第 5 章 基于VB的SolidWorks参数化建模 32

5.1 参数化建模的方法和原理 32

5.1.1 参数法建模方法 32

5.1.2 SolidWorks API对象模型 32

5.1.3 尺寸驱动原理 33

5.2 开发流程及关键API函数介绍 34

5.2.1 VB二次开发流程 34

5.2.2 API函数介绍 34

5.3 锁挡的参数化建模 36

5.3.1 锁挡分析 36

5.3.2 程序界面 38

5.3.3 功能 39

5.4 本章小结 40

第 6 章 结论及展望 41

6.1 结论 41

6.2 展望 41

参考文献 42

致 谢 44

绪论

选题背景及意义

选题背景

（1）企业实习过程中的启发

学校组织的卓越工程师计划，给我们提供了一个提前认识企业的机会，也因此有幸能够到唐山重机公司参加企业实习。唐山中材重型机械有限公司由中材装备集团控股，是一家从事装备制造的企业，位于河北省唐山市丰润区。公司主要生产水泥生产线上的各类设备设备，主要产品有：预均化设备，例如堆取料机；粉磨设备，例如管磨机、立磨、辊压机等；和回转窑等。同时公司也生成配套的电气自动产品，总的来说，唐山重机拥有完整的水泥装备制造能力。在公司实习期间，我的工作内容跟立磨的制造息息相关，例如立磨工程图的绘制、三维实体建模及统计物料清单等。结合工作内容和毕业设计的要求，我确定了以立磨作为毕业设计研究的对象，课题来源是唐山中材重型机械有限公司生产的VME46.4型立磨，用于水泥生产中的矿渣粉磨。

（2）水泥工业的现状