大型回转窑筒体应力分析及校核.pdf

《大型回转窑筒体应力分析及校核.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年7月机械设计与制造工程Ju1．2014第43卷第7期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．7DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．07．015大型回转窑简体应力分析及校核周金水，王辰，陈进(1．上海宝钢化工有限公司，上海200942)(2．华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237)摘要：对某改造后的大型沥青焦回转窑设备进行了详细的受力分析，得到了大窑的剪力图和弯矩图，并在此基础上对大窑进行了强度和刚度校核。分析结果表明，改造后大窑满足强度和刚度要求，不需要对其结构进行调整

2、。关键词：回转窑；支反力；弯矩图；挠度中图分类号：TF355．1文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)07—0065—04大型回转窑是典型的多支承、变刚度、复杂重可视为作用于某一截面的集中载荷。具体而言，将载的超静定系统，一般简体长、跨距大，要求大窑筒窑体、窑衬和物料质量假定为沿窑筒体均匀分布，体必须具有足够的刚度和强度J。某企业由于即将窑简体、窑衬和物料自重作为均布载荷。实际生产需要，对某大型沥青焦回转窑设备进行了局部大窑安装时有5．2％的斜度，但从保守角度，不考改造，但在实际运行中频繁出现窑衬破裂和“红虑安装斜度对窑简体、窑衬和物料自重的削弱影窑”事故，因此

3、为评估该改造后回转窑的强度和刚响，则沿整个连续梁的等效均布载荷集度为：度是否满足要求，同时排查发生事故的原因，本文q=而719001700715=73．94(kN／m)8O+．+．+．‘采用理论分析的方法对该大窑进行了详细的受力．分析，绘制了相应的剪力图和弯矩图，在此基础上针对大窑简体危险截面进行了强度和刚度校核。IIllllllIi¨llllllllll1回转窑超静定连续梁模型．三大窑窑体总长50．95m，外半径在1．375m～1．415m之间(窑体壁厚分别为20mm、32ram和图1计算用超静定连续梁模型40ram)。窑体安装时采用倾斜安装，即窑体轴线与在大窑的设计图纸中，

4、齿圈是通过切向钢板与水平线之间的倾斜角度为2．977。(斜度为5．2％)。大窑简体相连，由于齿圈自重的作用区域相对比较窑体材料为Q345c，密度为7．85×10kg／ITI，小，因此将其作为集中载荷处理，齿圈质量为窑体(包括窑内件)质量为127426kg，改造后窑衬5273．72kg，集中载荷F为：质量为242000kg，从保守角度物料设定为F：5273．72×9．80=51．68(kN)15000kg，总质量为384426kg。为求得托轮对回转窑的支撑载荷和大窑不同位置处的弯矩等载荷，将大窑视为超静定连续梁，2回转窑支撑载荷计算如图1所示。图1中：L=7．80m，L2=19．

5、00m，对简化得到的超静定连续梁模型(如图1所L：17．00m，L4=7．15m，口=2．70m。作用于大示)，采用材料力学中的变形协调方程求解支撑窑简体上的载荷主要分为两大类：一类是沿简体轴反力。将图1所示中间托轮支撑约束以约束反力线分布的分布载荷，另一类是载荷作用长度较短，R代替，如图2所示。收稿日期：2014—05—13基金项目：宝钢集团科技攻关项目资助(G20041364)作者简介：周金水(1967一)，男，浙江衢州人，上海宝钢化工有限公司高级工程师，硕士，长期从事化工机械设备国产化、科研及技改工作。·65·2014年第43卷机械设计与制造程=0得：=l+2+"3+u4

6、：0(12)MliIiijiilll厂、M将各载荷在第二支座处产生的挠度表达式代RtR入式(9)整理得：R2=18．04q图2计算用力学模型由力和弯矩平衡方程分别可得到：a．计算弯矩，M在第二支座处产生的挠f∑F=0度。【M：0，J二二+生：(1)rR1+R2+R3一qL—F=06EIL6EILL：L2+(2){尺：+尺，J一q(一￡)一F。：。‘3警㈩将计算得到的尺值18．04q代人式(13)并整理得：R．=18．06q：1335．27(kN)l：：R，=18．04q：1333．70(kN)gL-(4)R=15．55q=1149．50(kN)【Q2：qL式中：E为材料弹性模量

7、；，为截面惯性矩；Q为由3回转窑剪力图和弯矩图悬伸段均布载荷简化得到的集中力。回转窑支反力求出后，可以方便地给出其剪力将式(2)、(3)、(4)带入式(1)中整理得：(Q)冈和弯矩()网，分别如图3和图4所示。，，8．’463：7O"O1=4513．22旦(5)El67b．依据材料力学计算冈2中由分布载荷q单独作用时在第二支座处产生的挠度。。￡／m2一——擘■—一盟(L。6)一57f-62)83整理得：一、图3回转窑剪力图z=一21789(7)c．分别计算集中力F和R在第二支座处产生的挠度。