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机械设计与制造2025年第06期:精炼铝多功能集成一体机结构设计与优化分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:焦方锐;李学伟;刘焕宝;丁建松;

单位:山东理工大学机械工程学院;滨州戴森车轮科技有限公司;

摘要:针对目前人工精炼铝作业面临的工作环境恶劣、劳动强度大、工艺繁琐效率低等问题,综合考虑精炼铝车间布局和工艺技术要求,设计了一款集精炼、扒渣、清炉多功能于一体的新型自动化设备。为了保证设备具有较高的刚度质量比,对关键工作部件轮组式伸缩臂进行了参数化建模,基于响应面法对其结构尺寸进行了多目标优化设计,在保证足够工作刚度的条件下质量减轻45.6%,实现了结构的轻量化。对优化前后整体结构进行了有限元静力学仿真,分析结果表明优化设计后的总体结构相较于原方案而言,最大变形量减小了29.5%,最大Von Mises值减小了51.1%,总质量减小了8.2%,验证了所设计结构的合理性和优化方法的可行性。本研究可为类似金属炉内冶炼机械装置的设计与结构优化提供借鉴与参考。

关键词:精炼铝;;自动化设备;;参数化建模;;响应面;;优化设计

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(51505265)