【摘 要】
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环模制粒机是加工饲料颗粒和生物质固体颗粒的主要设备,具有成型效果好、制粒速度快以及低能耗等特点。针对环模制粒机存在振动剧烈、能耗偏高、零部件使用寿命短等问题,本文开展了环模制粒机传动系统的分析与试验研究,为提高环模制粒机关键零部件寿命提供了参考。具体研究内容如下:（1）对环模制粒机的制粒过程进行了介绍,列举了随机振动的分析方法,并根据随机振动疲劳寿命的相关理论,确定高斯分布和Miner线性累计损伤
【基金项目】
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国家自然科学基金（52065050）；
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环模制粒机是加工饲料颗粒和生物质固体颗粒的主要设备,具有成型效果好、制粒速度快以及低能耗等特点。针对环模制粒机存在振动剧烈、能耗偏高、零部件使用寿命短等问题,本文开展了环模制粒机传动系统的分析与试验研究,为提高环模制粒机关键零部件寿命提供了参考。具体研究内容如下:（1）对环模制粒机的制粒过程进行了介绍,列举了随机振动的分析方法,并根据随机振动疲劳寿命的相关理论,确定高斯分布和Miner线性累计损伤定律作为计算环模疲劳寿命的方法。（2）研究了SZLH420型环模制粒机的结构以及传动系统的特点,采用实际生产试验测得主动轴的扭矩和加速度。把试验所得到的时域曲线图通过快速傅里叶变换转换为频域曲线图,将有限元模态分析的结果和扭矩频域曲线图进行对比,验证了模态分析的正确性。（3）对环模制粒机传动系统进行振动分析,得到了系统X、Y、Z方向的固有频率,利用模态叠加原理和试验数据进行谐响应和随机振动分析,得到了传动系统的振动幅值和应力值。基于高斯分布和Miner线性损伤累计法则,结合材料性能数据手册,计算了环模的疲劳损伤和疲劳寿命。（4）根据粒子群优化算法（PSO）,以主动轴的角加速作为最小目标函数,以该机械传动系统参数为优化变量,以动能方程和设计变量的取值范围为约束条件进行优化,优化了环模制粒机传动系统的参数。根据优化前后的参数与试验所得到的扭矩进行计算,得到了优化后主电机、小齿轮、大齿轮、环模的角加速度。结果表明优化后的角加速度幅值明显减小,说明传动系统振动位移减小,证明该方法提高了环模制粒机传动系统的稳定性。
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