圓錐過渡階梯形變幅桿設(shè)計及超聲粉碎實驗研究.pdf

1、超聲振動粉碎顆粒是利用超聲波的高頻振動和高能量密度等特點，通過超聲變幅桿進(jìn)行擴(kuò)大振幅并將能量聚集，進(jìn)而撞擊碾壓顆粒，從而達(dá)到粉碎顆粒目的。本文主要利用超聲振動粉碎顆粒，設(shè)計相匹配的圓錐過渡階梯形變幅桿，驗證了超聲振動粉碎的可行性，對顆粒的粉碎具有一定研究價值和意義。
　　本文通過設(shè)計超聲粉碎系統(tǒng)，包括核心元件圓錐過渡階梯形變幅桿的設(shè)計和模擬分析，來進(jìn)行硅砂等顆粒粉碎的實驗研究，最后證明超聲粉碎可行性和合理性。超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波

2、，經(jīng)由超聲換能器將高頻電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率，然后由圓錐過渡階梯形變幅桿放大振幅提高振速比，對物料槽孔內(nèi)的顆粒進(jìn)行粉碎作用。超聲粉碎裝置包含微調(diào)機(jī)構(gòu)部分，可對粉碎區(qū)域的高度進(jìn)行微調(diào)，保證了一定粒度范圍的顆粒的粉碎；裝置中有擋圈裝置，方便粉碎后粉體的收集。該超聲粉碎方式為干式粉碎，主要適用于粉碎一些硬脆性、易磨性的物料。
　　本文研究超聲振動粉碎顆粒，主要完成以下幾部分的工作：
　　（1）概述粉體在生活中的重要性，在各領(lǐng)域得到廣

3、泛應(yīng)用，具有廣闊發(fā)展的前景；闡述超聲加工技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用范圍，在一些領(lǐng)域里取得的新進(jìn)展；利用超聲振動來粉碎顆粒具有一定研究價值和深遠(yuǎn)意義。
　?。?）探究粉體物料的相關(guān)性質(zhì)，包括幾何性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì)等；闡述粒度分布規(guī)律，利用激光粒度分布儀對顆粒粒度測定及闡明原理；探究粉體顆粒的相關(guān)粉碎機(jī)理，包括粉碎方式和模型、粉碎力學(xué)性能、粉碎功耗學(xué)說和單顆粒粉碎機(jī)理等。
　?。?）對超聲粉碎系統(tǒng)設(shè)計分析，包括圓錐過渡階梯形變

4、幅桿的設(shè)計和ANSYS模擬分析。設(shè)計超聲粉碎裝置并對一些重要零部件進(jìn)行分析，闡明其工作原理和運(yùn)動原理，探究裝置粉碎的過程和機(jī)理。
　?。?）利用解析法，對圓錐過渡階梯形超聲變幅桿的節(jié)點位置、放大系數(shù)等相關(guān)參數(shù)的理論值進(jìn)行計算。利用ANSYS軟件對圓錐過渡階梯形超聲變幅桿進(jìn)行模擬分析，通過建立模型、網(wǎng)格劃分、諧響應(yīng)分析和模態(tài)分析等對變幅桿相關(guān)參數(shù)進(jìn)行求解，得到ANSYS的參數(shù)模擬值。變幅桿的模擬值、理論值和實測值三者較為接近，驗證A