立磨是一种用途很广的粉磨兼烘干设备,可广泛地用于粉磨水泥或水泥熟料及其他建筑化工陶瓷等工业原料。立磨在工作原理、研磨机理、机械结构系统、工艺性能等方面以其独特的优点越来越得到国内外水泥行业的重视,随着窑外分解技术的诞生,各国水泥行业越来越多地采用立磨粉磨水泥原料与熟料。与传统球磨机相比,立磨具有粉磨效率高、电耗低,烘干能力大、产品细度调节方便、工艺流程简单、占地面积小、噪声低、金属消耗少、检修方便等特点。本文分析了立磨的工作原理和结构组成以及常见组合类型,分析了关键部件主要尺寸对立磨技术参数的影响。按照设计要求进行立磨关键部件的参数设计,设计了立磨关键部件。并以PRO/E为平台实现立磨关键部件的设计,同时将三维样机直接转化为零件和装配图的二维工程图,以利于工程实际生产。利用Hypermesh和ANSYS两大有限元软件,对立磨关键部件加压装置和磨盘的有限元分析。首先,对立磨运行工况和关键部件结构进行简化,以达到满足静力学要求和有限元计算要求。再次,建立加压装置几何模型,划分网格,利用接触技术模拟支撑轴承与中心轴之间的微小转动状态,利用接触单元模拟磨棍与衬板的相对运动,合理地处理了边界条件,得到了摇臂、动臂的位移变形和应力分布。最后,建立了磨盘装置几何模型,划分质量较好的六面体网格,运用垂直压力和切向力模拟实际工况的研磨压力和摩擦力,得到了磨盘的位移变形和应力分布。通过摇臂、动臂和磨盘等关键部件位移图和应力分布图,验证了立磨关键部件设计的合理性和安全性,立磨关键部件设计是满足要求的。在有限元分析结果的基础上,运用数学优化思想,在HyperWorks优化模块OptiStruct平台下对磨盘进行形状优化。在已有设计模型的基础上,确定优化区域,建立了磨盘形状扰动变量,设置制造约束条件和刚度约束条件,定义优化目标。优化计算后得到了合理的结构优化设计模型,同时减轻了磨盘重量,节省了成本。形状优化技术的引入,使得结构设计更为科学,来指导工程设计。