研究生實踐報告總結

報告屬性

報告正文

研究生實踐報告總結一

在進行了1年的理論知識積累之后，要有一個踏入社會進行實踐的過程，也就是理論與實踐的結合，特別是對與機械專業這種實踐性能非常強的一門學科更要強調實際操作技能的培養。而且這門學科在很大程度上與書本上的知識有一定程度的差異，在這次實習中能使我們所掌握的理論知識得以升華，把理論與實踐找到一個最好的切入點，為我所用，所以就要有一個將理論與實踐相融合的機會。在實習中可以得到一些只有實踐中才能得到的技術，為我們以后參加工作打好基礎，這就是這次實習的目的所在。

研究生生活的第二年一開學，按照專業碩士培養計劃的要求，老師把我的實習單位安排在了____機械有限公司。布置完任務后，我就開始了我的實習生活。雖然時間不是很長，但是我卻知道這次實習的重要性，因為這次實習是我們認識專業的一個窗口，同時又是擇業、社會交往乃至認識社會的第一次機會，所以我決定在這次實習生活中嚴格的要求自己，并虛心向各位師傅請教，讓自己通過這次實習確實學到一些東西，減少自己將來踏入社會的一些盲目性，讓自己在今后的工作道路中能夠走的更自信。

首先公司的師傅向我介紹了關于球磨機的相關資料。我了解到球磨機作為一種粉碎物料的設備，憑借其優良的生產能力和良好的粉碎比等卓越的特性，被廣泛的應用在水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產行業，并發揮了巨大的作用。這些行業的全過程的生產效率，往往很大程度上取決于球磨機的生產效率。

球磨機具有較突出的優點：

1)對物料的適應性強、生產能力大、可滿足現代化大工業生產的要求，目前世界上最大的球磨機已達φ6.5×9.95m;

2)粉碎比大，可達到以上，并易于調整粉磨產品的細度;

3)可適應不同情況下的操作，既可干法作業也可濕法作業，還可以把干法和濕法合并一起同時進行;

4)結構簡單、堅固、操作可靠、維護管理方便、能進行長時間運轉;

5)有很好的密封性，可以負壓操作，防止灰塵的飛揚;

6)易于操作調整，便于實現自動控制。

所以球磨機在工業應用及發展中經歷了如此長的時間仍未被淘汰，而且球磨機在今后相當長的時間內仍將是物料粉碎的主要設備，對它的工作理論進行深入研究仍是十分必要的和價值的。

雖然球磨機在磨礦設備中具有非常特殊的優越性，但同時也存在一些缺陷，主要是電耗和鋼耗高、能量利用率低、產品粒度不均勻等。根據相關資料統計顯示，用于粉磨作業的電耗占全世界總發電量的3%-4%;工作效率低，用于密度為2.2-3.2g/cm的耐磨的中硬物料粉磨作業中的電量約占全廠用電量的三分之二，而用于粉磨的電能有效利用率只有2%-7%左右，其余絕大部分電能轉變為熱量消耗掉;磨介質和襯板的鋼耗極高，達0.4～3.0kg/t;體型笨重，大型磨機總重可達幾百噸。

據統計，選礦廠中碎礦與磨礦作業的生產費用大約占選廠全部費用的40%以上，碎礦與磨礦的投資約占選礦廠總投資的60%左右。碎礦和磨礦工段的設計與操作好壞，直接影響到選礦廠的經濟指標。例如：四川涼山礦業集團噸/日車間，采用φ1.5m×3m的球磨機，磨礦階段的耗電量占到整體耗電量的36%，處理礦量達11.5t/h，細度在52%左右。

隨著日趨貧化、低品位礦產資源的開發，球磨過程消耗的能耗和鋼耗越來越高。在全球能源日趨緊張、資源價格不斷上漲的情況下，球磨作業的優劣直接影響到選礦廠的經濟指標。有效提高球磨機粉磨效率、減少球磨機粉磨過程的鋼耗，不但能提高選礦廠經濟效益，而且也符合當下節能和環保的要求。積極地研究球磨機的工作情況，改進球磨工作參數，對提高球磨機粉磨效率意義重大。

球磨機工作過程中，大量的能量浪費在與粉磨無關的機械設備消耗上。真正地用于粉碎，用于生成新表面積的能不到輸入功的1%，節能潛力巨大。從破碎原理來看，在顆粒受載而破裂時，外界輸入顆粒的能量一部分用來生成新的破裂面;一部分能量消耗于非彈性變形、碎塊動能和碎塊之間的摩擦損失，從機械輸入的原理來看，這些能耗是不可避免的，在評價實際工作過程的能量效率時，也將它歸于破碎必須的能耗。

另外，球磨機等粉碎設備由于機器制造與工藝要求的原因不能實現具有高能量利用效率的單粒施載條件，而是許多顆粒聚集在一起條件下受到外界載荷，把這種情況稱為粒間粉碎，在這種施載情況下，外界輸入顆粒群的能并未完全用于顆粒粉碎，有一部分能量不可避免地消耗在顆粒間的摩擦，未碎顆粒的非彈性變形、顆粒之間的介質流動能耗上。將這些因素歸到粉磨過程中必須的能量消耗上，schonert認為球磨機的節能極限應是50%較為合理。

球磨機在磨礦過程中由于參變數眾多，問題錯綜復雜，研究起來十分困難。長期以來，選礦及粉碎工作者們對磨機磨礦介質進行了大量研究，也取得了不少成就。但對球磨機介質工作而言，僅能對球介質作拋落運動的特殊狀態進行定量的數學描述;對球介質的瀉落運動狀態只能進行定性的描述。

50年代后興起的自磨機，雖然已有40多年歷史，但對自磨機的工作原理仍在爭議中，有的認為以沖擊為主，有的認為以磨削為主。因此，即使是出現上百年而且研究比較多的球磨機，其工作理論也仍然是研究得很不透徹，甚至連球的尺寸確定這樣基本的問題也得借助經驗與經驗公式來解決。

本次實踐內容所要接觸的章動球磨機是一種新型磨機。章動磨(nutating mill)是一種新設計的、單位磨機容積具有很高的粉碎速率的緊湊磨機。由于是在極大的加速度場中工作，產生了強烈的磨碎作用，且可適用于硬物料的自磨與細磨的廣泛領域。

章動磨可認為是一種克服了機械方面缺點及給料、排料困難的離心磨或行星磨。但其單位磨機容積的粉碎速率很高，為常規的筒形磨機的50-100倍。磨機具有尺寸小、磨礦作用強等特點，因而章動磨有廣泛的工業用途，諸如用于硬物料的細磨及細粒與中等粒度物料的高速自磨。若干半工業試驗磨機正在使用中，可以預期工業型章動磨不久即將出現。

首先我了解了章動球磨機的.主要結構組成和原理：它主要是由電動機、章動機底座、章動法蘭、章動軸承、章動腔體等幾個主要部分組成，其中章動腔體主要由章動上腔體、章動下腔體、章動腔內帽等組成。

由于章動法蘭的法蘭盤軸線與主軸軸線有一定的夾角(章動角)，且章動法蘭與軸固連，因此當主軸帶動章動法蘭旋轉時，章動法蘭面在隨主軸旋轉的過程中，形成一個斜面繞主軸的旋轉運動，該斜面通過章動軸承把上下擺動傳遞給章動腔體，同時由于章動角的存在，使章動腔體與水平面形成一個夾角，章動腔體會有緩慢的自轉，從而實現了章動運動。

對球磨機進行拆解，對各個零部件進行測繪，并在solidworks軟件中進行三維模型的建立。建立好各個零部件以后對整個球磨機進行裝配，這樣章動球磨機的三維模型就建立好了。應用solidworks建模的方式克服了在adams軟件中建模的繁瑣，特別是對復雜模型的構建如果采用adams需要浪費大量的精力。如果利用solidworks的設計結果，就能省去大量重復無用的工作，加快仿真的進程。因此，首先應用solidworks建立章動球磨機的三維實體模型。

為了模擬仿真鋼球在球磨機腔體中的運動形態，需要在adams軟件中建立球磨機的虛擬樣機模型。在進行仿真建模時，為了提高計算機處理速度，需要對模型進行簡化，在這里去除了電動機到章動體的傳動部分。為方便將模型導入adams軟件中，首先需要在solidworks軟件中將章動球磨機模型另存為parasolid(_.__t)格式。為方便觀察鋼球在章動腔體中的運動形態，把章動上腔體部分設置為透明狀態。

當把球磨機模型導入到adams軟件以后，先前在solidworks中定義的約束及零件材料屬性均是處于失效狀態，因此需要對所有零件重新定義材料屬性和添加約束。

根據章動球磨機實際工況對各部件施加約束。

(1)施加約束的準備工作。為了方便添加約束副，首先運行“布爾和”命令，將章動機底座、電機底座、電機以及上面的螺栓、螺母等固定部分設置為一個整體;將章動上腔體、章動下腔體、章動體支撐環、章動腔內帽等運動部分設置為一個整體。

(2)定義材料屬性。給所有部件賦予材料屬性為steel，此時adams會自動計算出各部件的轉動慣量和質量。

(3)施加約束。在飛輪和大地之間添加一個旋轉副;分別在飛輪和主軸下部平鍵、主軸下部平鍵和主軸、主軸和上部平鍵、上部平鍵和章動法蘭、底座和大地、章動軸承和章動腔體之間添加固定副;在章動法蘭和章動軸承之間添加球副和平行副來定義章動的運動形態;分別在小球和章動上腔體、章動下腔體、章動體內帽之間添加碰撞;最后在飛輪上施加motion。

按照要求設置球磨機虛擬樣機仿真的參數，具體為：剛度系數(stiffness)為1.0e 005，碰撞指數(force e_ponent)為1.5，最大阻尼系數(damping)為50，切入深度(penetration depth)為0.1mm，積分器(integrator)首先采用gstiff積分器，當出現求解失敗的問題時再選用gstiff積分器，積分格式(formnlation)采用si2求解，積分誤差(error)設置為0.001。

在章動腔體中裝入單個鋼球，直徑設定為φ15mm，按上述方法設置好仿真參數后進行系統仿真，觀察鋼球在章動腔體中的運動形態。為了優化鋼球的運動狀態，需要調整章動球磨機的參數，其中一個關鍵參數是章動球磨機的轉速。章動球磨機的轉速直接影響到鋼球在腔體中的飛行速度和與腔體內壁發生碰撞的頻率。

為了找出球磨機的最優轉速，分別設置其轉速為200r/min、250r/min、r/min、350r/min、400r/min、450r/min、r/min、550r/min、r/min，仿真鋼球在腔體中的運動形態。通過分析得出的曲線得出結論：當球磨機的轉速為350r/min時，鋼球的運動處于最佳狀態。

章動球磨機的另外一個關鍵的運動參數是章動角。章動角的大小直接影響到鋼球與腔體內壁碰撞時所受反作用力的大小，同時也是決定主軸壽命的關鍵參數。分別建立章動角φ為11°和13°的模型。分別對兩個模型進行仿真分析，把得出的鋼球運動曲線與前面的章動角為12°時的進行對比，最后得出結論：章動角φ為12°時，鋼球位移曲線較好，φ為11°和13°時曲線都有較大波動。

本文所研究的章動球磨機所設計的裝載容量約為1.2t，這里用4個直徑為200mm、質量為kg的小球來模擬球磨機滿載時的工況。為了更好的模擬小球的運動狀態，這里首先把小球設置為柔性體，然后導入到adams軟件中。首先把鋼球模型導入到ansys軟件中。

1)定義單元類型。這里實體單元選擇solid 45，質量單元選擇mass21。

2)設置鋼球的材料屬性。彈性模量選擇為2.06e11，泊松比為0.3，為了實現鋼球直徑為200mm時質量達到kg，設置小球的密度為7kg/m3。

3)劃分網格。設置網格大小20mm，使用solid 45單元對鋼球實體進行網格劃分。

4)設置實常數。編輯mass21質量單元，實常數全部設置為1e-6。

5)建立兩個關鍵點，在這里需要注意的是創建的keypoints的編號不能與模型單元的節點號重合，否則會引起原來的模型變形，這里keypoints的編號設為為1、2。

6)選擇mass21單元對5中所建立的keypoints進行網格劃分，建立起interface nodes，在導入adams后這些interface nodes會自動生成mark點，通過這些點和其他剛體或柔體建立連接。

7)建立剛性區域(在adams中作為和外界連接的不變形區域，這是必不可少的)，選擇interface nodes附近區域的nodes與其相連，由于連接點的數目必須大于或等于2，所以剛性區域至少兩個，先選擇interface node，單擊apply，再選周圍的nodes。

8)執行solution/adams connection/e_port to adams命令，要選擇的節點為7中建立剛性區域的節點(僅僅是interface nodes)，輸出單位選擇si;即可生成鋼球柔性體mnf文件。

在adams軟件中把原來的剛性體小球替換成柔性體，然后對其進行仿真分析，得出了鋼球運動的速度和位移曲線。

為了驗證在adams軟件中建立的章動球磨機的虛擬樣機模型的仿真結果的正確性，現在應用solidworks motion進行仿真研究，然后對兩者的仿真曲線進行對比，能夠增加仿真結果的可行性。這種仿真方法主要是在沒有進行試驗驗證情況下，為了設計的正確性經常采用的方法，也是行之有效的方法。

打開章動球磨機的solidworks裝配體文件。首先設置“引力”，方向為-y，大小選擇系統默認值9806.65mm/s2;然后設置“旋轉馬達”，選擇馬達位置為章動腔體下面的大皮帶輪，方向為從下往上看逆時針，運動類型選擇為等速，大小為360 r/min;最后設置鋼球和章動腔體之間的“實體接觸”，具體的參數設置為：

動態摩擦速度10.16mm/s、動態摩擦系數0.25、靜態摩擦速度0.1mm/s、靜態摩擦系數0.3、彈性屬性選擇“沖擊”、剛度為480n/mm、指數2、最大阻尼0.7n/mm、穿透度0.1mm。在solidworks motion中運行仿真模型，分析對比鋼球的速度和位移曲線，得出結論在兩種軟件中建立的球磨機的虛擬樣機的仿真結果基本一直，因此也可以說所建立的模型是正確的。

主軸是章動球磨機的主要運動部件，由于在運行過程中要帶動章動法蘭、整個章動腔體及球磨介質和球磨對象一起運動，受到偏心的不均勻載荷的作用，因此需要對主軸進行靜力和疲勞分析。在這里使用solidworks軟件的simulation插件進行分析。

為了真實地得到軸上所受的力以及確定電機功率的需要，不但要建立章動球磨機的整機模型，還需要建立在工作狀態下的實際工作載荷。也就是在章動球磨機在球磨介質與物料相互作用下，處于工作狀態時，章動球磨機的主軸在與章動腔體連接部位主要受有兩種動態載荷：

一是章動腔體及內補耐磨板由于與主軸存在一個角度，在章動體隨主軸上的章動法蘭盤(連接主軸與章動腔體的零件)上下運動的同時，還在慢速的自轉，會在章動法蘭上產生軸向與徑向的交變載荷;二是在章動腔體內部裝的球磨介質與被磨的物料，這部分質量在章動腔內部既產生離心力，又有上下波動產生的軸向力。

為了更加真實在得到軸上所受的載荷有大小，不但有章動體的總體模型，同時還需要考慮工作載荷的影響。由于球磨介質是數量眾多的鋼球或陶瓷球，以及一定料度的物料，在當前的所能得到的仿真軟件對這種離散的物體無法得到結果。但是對于軸上所受力與整機功率的確定，沒必要對磨腔內離散的物料進行更加復雜的仿真研究，可以采取簡化的方式。

因此，在章動腔內部決定采用一個與實際球體與物料外部輪廓相近的一個零件來代替，這樣做基本可以達到仿真的目的，得到的主軸上載荷的研究是可行的。在章動腔體內部一邊的白色零件就是球體與物料的近似體。利用該模型通過建立運動算例，所進行的設置主要有：

1)各零部件的材料及質量按照實際設計材料設定;

2)簡化模型后，把電機、電機架、小帶輪、皮帶等與研究目的無關的都省去，主要目的是為了加快仿真的運算速度;

3)主軸的轉速設定為360r/min;

4)忽略主軸上各軸承處的摩擦力;

5)章動腔體對稱軸與主軸角度按照實際設計的12度;

6)所加約束有兩個：一是主軸與基座的鉸接;二是章動腔體與章動法蘭盤的鉸接(鉸接即是限制了沿軸向的移動及徑向的移動3個自由度，另外還限制了與軸線垂直方向的2個轉動自由度，只有一個繞軸向的轉動沒有限制);

7)章動腔體的轉運速度由章動腔體與主軸的角度確定，不考慮滑動因素;

8)球磨介質及物料的重量設定為1.2t;

9)考慮重力加速度的作用，方向與y反向。

利用上面仿真所得出的主軸的受力情況，加載到主軸的靜力分析算例上，隨后得出結論：主軸的強度和壽命都是滿足設計要求的。

綜上所述，通過這次專業實踐，我學到了很多實用的知識。所謂實踐是檢驗真理的唯一標準，使我近距離的觀察了機械產品的拆卸和裝配過程，學到了測繪的很多小技巧，掌握了很多很實用的機械加工的基本知識，這些知識往往是我在學校很少接觸，很少注意的，但又是十分重要、十分基礎的知識。通過這次專業實踐，更加促使我在以后的工作和學習中將所學的理論知識與實踐相結合一起，在實踐中繼續學習，不斷總結，不斷進步。

報告格式怎么寫