无起拱烧结机主运动系统设计理论的研究

传统烧结机的主运动类似于链传动机构，由奇数齿的头尾星轮、台车列及长圆形轨道组成。由于该设计理论一直没有确立，国内外现有烧结机中普遍存在着台车列运动速度不均、台车起拱和漏风问题，浪费风机能量，影响生产，污染环境。本课题在长期先行研究的基础上，拟采用理论分析、计算机仿真及现场实验相结合的方式，考虑星轮、台车及弯道的相互约束作用，研究新型偶数齿烧结机复合齿型的设计理论，推导出齿廓曲线及啮合线方程，优化复合齿型的齿廓曲线表达式，进一步论证能够使台车实现加速-匀速过程的新齿型齿廓曲线所需具备的必要条件；研究尾部星轮运动的主动控制，根据所研究的理论构造一组齿廓和接轴方案，安装于现场烧结机上进行试验，彻底解决烧结机变速运动和尾部星轮运动不受控而引起的台车列起拱和漏风问题。本研究成果将为新型与现行烧结机设计改造提供理论基础，对烧结生产节能与环保具有重大的理论意义和工程应用价值。

由于带式烧结机设计理论体系的不完整性，国内外现有烧结机中普遍存在着台车列运动速度不均、台车起拱和漏风问题，浪费了大量风机能量并污染环境。本项目在先行研究基础上，采用理论分析、计算机仿真及实验研究相结合的方式，系统研究了带式烧结机星轮与台车辊轮的啮合规律，构造了三角函数形式的运动方程，建立了新的复合齿廓曲线方程，消除了原有齿廓方程中的速度突变点，使啮合过程更加稳定，有利于提高设备的使用寿命；完成了尾部星轮主轴连接轴的设计、数值分析与实验验证，解决了液压阻力矩加载装置的应用问题，对烧结系统进行力学分析，建立了解决台车起拱的数学模型，并应用AMESim软件对液压系统进行仿真分析，通过仿真数据优化了控制系统；建立了新型烧结机的虚拟样机，利用多体系统仿真软件ADAMS进行了运动学、动力学仿真，通过仿真数据，掌握了烧结机台车列和尾部星轮的运动参量随时间的变化规律曲线，找出存在速度波动的原因，验证了新型星轮能够消除台车列的速度波动；并对新型偶数齿烧结机关键部件进行了参数化设计，开发了用于新型带式烧结机的参数化设计系统；对烧结机星轮、台车栏板进行了热结构耦合分析，将其变形量引进到星轮设计当中，完善了烧结系统设计理论，研究成果为新型烧结机设计提供了理论依据和数值参考，对节能、环保的高效烧结过程具有很大的理论意义和工程应用价值。