MQY6095球磨機筒體法蘭處有無筋板結(jié)構(gòu)的有限元分析對比

王曉輝　楊玉巍　曲迪

摘 要：本文通過對MQY6095球磨機回轉(zhuǎn)體進行有限元分析，比較筒體法蘭處有無加強筋板兩種方案下筒體的最大應(yīng)力和最大變形量，為設(shè)計工作提供參考。

關(guān)鍵詞：球磨機；有限元；筒體法蘭；筋板

中文分類號：TD453 文獻標識碼：A

筒體是球磨機的關(guān)鍵部件，對其進行有限元分析，比較不同結(jié)構(gòu)下其強度和剛度的變化是十分必要的。

1.有限元仿真分析

本文采用solidworks建立三維模型，將其導入workbench進行有限元分析。MQY6095回轉(zhuǎn)體（含大齒輪）有限元模型如圖1所示。

本文主要討論筒體的強度和變形，僅對球磨機滿載靜止狀態(tài)進行分析，在實體建模時沒有建立筒體及端蓋的襯板、中空軸內(nèi)部的襯套等，為了不影響計算，重力載荷采用等效密度方式施加以實現(xiàn)重力補償。內(nèi)部的鋼球和物料看成是等密度體，并認為它的上表面是水平的，它對筒壁的正壓力正比于物料層的深度。鋼球和物料的重量離散成相應(yīng)單元面積上的壓強值，如圖2所示。

2.有限元結(jié)果分析

圖3為回轉(zhuǎn)體應(yīng)力分布云圖，無筋板結(jié)構(gòu)中回轉(zhuǎn)體最大應(yīng)力為77MPa，在端蓋的把合法蘭處；有筋結(jié)構(gòu)中回轉(zhuǎn)體的最大應(yīng)力為61MPa。

本文主要考察筒體的應(yīng)力狀態(tài)，由圖4筒體最大應(yīng)力分布可以看出，無筋板時最大應(yīng)力點在浮動端的筒體法蘭根部，約為50MPa。有筋板時筒體最大應(yīng)力分布在筒體法蘭根部和拉筋的中部，約為36MPa

回轉(zhuǎn)體位移分布如圖5所示，無筋板結(jié)構(gòu)最大位移為1.71mm。有筋板結(jié)構(gòu)最大位移為1.55mm。

結(jié)論

有拉筋結(jié)構(gòu)使筒體的最大應(yīng)力下降了14MPa，下降幅度明顯。最大變形量也有所下降，整體剛度得到小幅提升。

有筋結(jié)構(gòu)中，拉筋與筒體連接處有一定的應(yīng)力集中，但除了筋本身應(yīng)力較大外，筒體應(yīng)力要小于無筋結(jié)構(gòu)。

從分析結(jié)果上說，有筋結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)健，安全系數(shù)更高，但分析中將筋和筒體認為是一體的，未考慮焊縫強度和由于焊接所引起的熱應(yīng)力影響。因此有筋結(jié)構(gòu)的實際受力情況要比分析結(jié)果嚴苛。

參考文獻

[1]王國強，李文亮，等.球磨機回轉(zhuǎn)體有限元分析[J].中國水泥，2006（2）：58-61.