大型回转窑简体的力学分析与计算.pdf

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1、·机械制造·张波，等·大型回转窑筒体的力学分析与计算大型回转窑简体的力学分析与计算张波，景作军(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：利用梁理论和壳体理论，并结合合理的边界条件，对大型回转窑筒体的力学模型进行分析与计算，得出了回转窑在任意点处的变形和应力的解析解，所求结果可以为回转窑筒体的设计及调整提供一定的参考。关键词：回转窑；环向变形；解析解；位移函数中图分类号：THI13；TH12文献标志码：A文章编号：1671．5276(2013)01—0016．04MechanicalAnalysisandCalculationofLargeRotaryKi

2、lnZHANGBo．JINZuo-jun(NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Basedonbeamandsheltheory，combinedwithreasonableboundaryconditions，thispaperanalyzesandcalculatesthemechanicalmodeloflargerotarykilnandobtainstheanalyticalsolutionoftherotarykilnatanypointofthedeformatio

3、nandstress．Theobtainedresultsprovideareferenceforthedesignandadjustmentofthekilnshel1．Keywords：rotarykiln；centraltothedeformation；analyticalsolution；displacementfunction回转窑是对散状或浆状物料进行加热处理的热工设件问题时，只能计算筒体的轴向应力和应变，而不能得到备，问世已经逾百年。回转窑广泛用在建材、冶金、化工、简体的环向应力和环向变形J。环保等许多生产行业中，广泛地使用回转窑对固体物料进严格意义

4、上来讲，大型回转窑简体的力学分析与计算行机械、物理或化学处理。回转窑的外形与结构组成见是一个三维板壳问题。为了更全面的探求回转窑简体的图1。应力应变分布状况，本文深人推导了回转窑简体在非简支边时法向载荷作用下的位移函数，并在求解位移函数的16个未知数时给出了合理的边界条件，最后导出了回转窑简体在法向均布载荷作用下各向应变应力的解析解，这些解为优化筒体设计时提供理论依据。l一燃烧室；2一窑头罩；3一滚圈；1大型回转窑简体力学模型的建立4一筒体；5一托轮(支承装置)；6一大齿圈；本文研究对象为d4．8x74的回转窑，该窑共有4档7一窑衬；8一传动装置；9一喂料管；10

5、一窑尾罩支承，结构如图2所示。图1回转窑结构图回转窑筒体长，跨距大，为保证回转窑长期安全运转，要求筒体在横断面上具有较大的刚度，在纵向则要具有较好的柔性，直而圆直接关系到回转窑内衬砖的寿命和窑的图2回转窑4档支承运转率。然而在实际运转中，由于窑体变形，窑体和支承截取3-4档进行分析，简体断面如图3所示，简体长装置安装误差，基础下沉等客观原因，使得窑简体既不直度f=22m，筒体厚度t=0．032m，E=2．1×1011Pa，=也不圆，造成薄壁筒体不仅具有轴向应力和变形，还有不0．3，均布载荷q作用在下半圈内。将回转窑3—4档的筒可忽视的环向应力和变形u。体简化为连续

6、梁，如图4所示，根据三弯矩方程求得3近20年来，许多学者在这方面做了努力，但是筒体的内力和变形比较复杂，而且各家的观点也不一致，所以，至～4档左端面弯矩为-531．35t·m，右端面弯矩为一679t·m，进而求得左端面最低点处轴向应力为一9．3617e+今也未得到理论上成熟，使用方便的计算公式。目前，国006Pa，右端面最低点处轴向应力为一1．1963e+007Pa。内外仍引用一些假设条件，一般将筒体简化为连续梁，用法向载荷作用下，回转窑简体的基本微分方程为：材料力学的方法计算，然而将复杂三维问题简化为一维杆作者简介：张波(1985一)男，硕士研究生，研究方向为大

7、型回转窑简体的力学计算。·16·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造·张波，等·大型回转窑筒体的力学分析与计算』-vrR，／3)cosbk=g3(／3)n将式(5)代人式(4)，比较式(4)左右两边系数，有：EaD(6)daD、[(毒)'+舻ga蹦d'1jRD(7)[(鑫)+=㈣’O由微分方程式(6)可知：图3简体断面o()=()+c3。+c2。+cl+co(9)由微分方程式(7)可知其特征方程为：2531_35t·m679t·m一A篇=oR41

8、因为篇A0