提高耐磨与破碎性的仿生凹坑形磨辊设计与试验

作     者：熙鹏 丛茜 滕凤明 郭华曦 Xi Peng;Cong Qian;Teng Fengming;Guo Huaxi

作者机构：吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2018年第34卷第8期

页      面：55-61页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：吉林省科技发展计划项目(20130301003GX) 

主　　题：仿生 耐磨性 设计 磨辊 凹坑形 破碎性 

摘      要：为了提高水泥辊压机磨辊的耐磨性与破碎性,以仿生非光滑理论为指导,在磨辊表面设计并加工出具有不同直径、不同深度、不同轴向间距及周向个数的仿生凹坑形结构,根据正交表编制试验方案并对磨辊进行磨损及破碎性试验。试验结果表明,仿生凹坑形结构可以有效提高磨辊的耐磨性与破碎性。相对于标准磨辊,其耐磨性最大提高29.06%,破碎性最大提高18.7%。当仿生磨辊的凹坑直径为8 mm、凹坑深度为2 mm、轴向凹坑间距为16 mm、周向凹坑个数为12时,是兼具耐磨性及破碎性的最优辊。通过有限元方法对磨辊所受应力进行分析时发现,合理的仿生凹坑形结构可以优化磨辊表层受力,减少磨辊磨损;磨辊挤压石英砂破碎时受到的最大挤压力是影响其破碎性的重要因素。通过单颗粒石英砂破碎试验可知,仿生凹坑形结构减少了石英砂对其表面的刻划,分散了石英砂对其表面的挤压力,提高了磨辊的耐磨性及破碎性。