高堰式螺旋分级机轴的有限元分析.pdf

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1、第29卷第3期有色矿冶Vo1．29．№320l3年6月N0N—FERROUSM1NINGANDMETALLURGYJune20l3文章编号：1007—967X(2013)03—0078—03高堰式螺旋分级机轴的有限元分析杨晨，于冠英[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳11O141]摘要：简述了螺旋分级机的性能特点及参数选择，通过Pro／E软件针对03000高堰式双螺旋分级机轴进行三维建模，利用ANSYS有限元软件对螺旋分级机轴的应力和变形分布状态进行了计算，并给出了设计建议。关键词：螺旋分级机；轴；有限元；ANSYS中

2、图分类号：TD454文献标识码：A螺旋分级机在构造上分为高堰式和沉没式两种1引言形式。高堰式分级机适用于粗粒分级，溢流最大粒螺旋分级机(如图1所示)是选矿的设备之一，度一般为0．4～0．15mm；沉没式分级机适用于细螺旋分级机借助固体颗粒的比重不同，因而在液体粒分级，溢流最大粒度一般在0．2mm以下。其主中沉淀的速度不同的原理，对固体颗粒分级进行机要参数主要有如下6项：械分级的一种设备。它能把磨机内磨出料粉分级过(1)水槽倾角：该倾角一般在12。～18。30之间，滤，然后把粗料利用螺旋片旋入磨机进料口，把过滤当要求分级粒度细时

3、取小值，反之取大值。出的细料从溢流管子排出。螺旋分级机简称分级(2)溢流堰高度：要求粒度细时，溢流堰高度应机。高堰式螺旋分级机的溢流堰位置高于螺旋轴下取小值，反之应取大值。高堰式螺旋分级机的溢流端的轴承中心，但低于溢流端螺旋的上缘。它具有堰高度h为螺旋直径D的1／4～3／8，沉没式螺旋分一定的沉降区域，适用于粗粒分级，可以获得大于级机h为D的3／4～1。100网目的溢流粒度。螺旋分级机中，决定其工作(3)螺旋轴长度：该长度是根据溢流堰高度h、性能、生产效率和使用寿命的主要零部件就是螺旋水槽倾角0t和返砂脱水区长度l确定的。l取

4、决于轴。螺旋轴长期处在交变应力的作用下易发生折配套磨机所要求的返砂含水量及磨机尺寸和位置。断，因此对其进行有限元分析是十分必要的。本文如图2所示：以03000高堰式双螺旋分级机为例，从分析螺旋轴受力状况人手，对螺旋轴进行有限元分析，得出了其内部剪切应力和扭转角的变化规律，从而为结构设计或改进提供合理依据。图2螺旋轴长度的确定(4)螺旋导程：螺旋导程与所需返砂量、螺旋直径和转速等因素有关。实践经验表明，一般应为螺旋直径的0．5～0．6。(5)螺旋轴转速：其转速应既能及时返回沉砂，又不致产生强烈搅拌作用，以保证所要求的溢流粒度。螺

5、旋轴的转速通常为3～12r／min，大型螺旋分级机取小值，反之取大值。要求溢流粒度较粗时，螺图l螺旋分级机图片旋轴转速应高些，反之应低些。还可以按螺旋叶片2螺旋分级机与轴相关的主要参数的圆周速度计算，圆周速度15～4Om／min。*收稿日期：2013～0317作者简介：杨晨(1984一)，男，本科，助理工程师，主要从事产品矿山设备设计和研发工作。80有色矿冶第29卷大轴颈，使用统一轴颈。螺旋轴的分析结果对螺旋分级机的设计有着重要的意义，并对相似结构的机械设备设计也能起到一定的借鉴作用，从而为结构设计或改进提供合理依据。利用有限

6、元对螺旋轴进行校核比常规计算法更加直观、准确可靠。尽管存在着使用条件易变、材图6螺旋轴扭转角变化云图料性能和制造技术具有偏差及计算方法的精确程度式(1)中的1为螺旋轴管的长度。螺旋轴的单位等影响因素，使得计算结果具有分散性，但用有限元扭转角0小于许用单位扭转角[e]，因此刚度足够。方法计算螺旋轴的强度仍对实际生产具有一定的指导作用，因此是十分必要的。5结语参考文献：本文通过对~3000高堰式双螺旋分级机轴进[1]段进．ANSYSIO．0结构分析从入门到精通[M]．北京：北京科海电子出版社，2006．行三维建模，利用ANSYS有

7、限元软件对螺旋分级[2]成大先．机械设计手册第三版[M]．北京：化学工业出版社，机轴的应力和变形分布状态进行了计算，得出了其2009．结构有足够的强度。轴头部位所受到的剪切应力较E3]刘鸿文．材料力学[M]．E京：高等教育出版社，2004．大，由于部分厂区工作环境复杂、恶劣，螺旋轴常超[4]周恩浦，等．矿山机械(选矿机械部分)[M]．北京：冶金工业出载运行，通过对其进行力学分析校核其强度虽符合版社，l986．Es]彭红星．传动轴的设计与优化[J]．制造业信息化，2009，l2(2)：要求，但可根据具体情况适当加大轴颈尺寸，以提

8、高114—115轴的静强度安全系数。可改变轴头不加工阶梯，加TheFiniteElementAnalysisontheShaftsofHigh-weirSpiralClassifierYANGChen，YUGuan—ying[NFC(shenyang)MetallurgyMa