基于Simulation对转炉倾动装置扭力杆的有限元分析-论文.pdf

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1、机攘与电子Sc科ience&技Tech视nology界Vision科技·探索·争鸣基于Simulation对转炉倾动装置扭力杆的有限元分析张皓天(太原重型机械集团，山西太原030024)【摘要】通过Solid1,work~软件中的Simulati0n有限元分析模块对转炉倾动机构中的缓冲装置扭力杆进行分析，并与传动理论计算方法进行对比，分析其受力状态及位移状态．探讨其力学特性。为扭力杆的设计与研究提供理论依据。【关键词】扭力杆：转炉倾动机构；Simulation；有限元分析【Abstract]AnalysistheTorsionbaroftheTiltingmach

2、anismbythesoftwareSimulationofSolidworks，andcontrastthismethodwiththetraditionalcomputingmethod．analysisitsforceanddisplacement，probeintoitsforcefeature，providetheoryevidenceoftheTorsionbardesign．【Keywords]Torsionbar；Tiltingmachanism；Simulation；FEA0引言2Simulation软件转炉倾动装置是实现转炉炼钢生产的关键设备．

3、它在转炉炼钢设Simulati。n是DSSo]【idworks公司开发的一款基于有限元技术的备中对炉体起到平稳倾翻和准确定位的作用当炉体在进行加料、出设计分析软件．同时它作为嵌入式软件可以做到与Solidworks无缝集渣、拉碳、出钢和补炉等一系列工艺操作时需要通过倾动机构所产生成。的扭矩来使转炉进行转动。倾动装置为整套设备提供动力．其重要性3扭力杆的常规计算可见一斑其工作特点是低速、重载、启制动频繁、速比大、工作条件恶劣并且受冲击非常大。扭力杆作为倾动装置的一个关键部件，它可以扭力杆的安全与否对整套设备的安全与稳定起着非常重要的作在倾动运行时起到抗扭缓冲的作用．

4、这对保证设备运行安全平稳、延用．所以对扭力杆强度进行校核是非常有必要的。此处我们以某钢厂长设备寿命是非常重要的。其具体的工作原理为：在一二次减速机与300t转炉倾动(图11为原型进行分析．已知该倾动的最大倾动力矩为炉体作为相对静止的设备绕耳轴转动时．安装在二次减速机下方左右6500kN*m．联接杆中心距离扭力杆中心距离s为560mm，扭力杆曲柄两侧的的两个联接杆一个受拉．一个受压．再将力传递给扭力杆两侧宽160mm．扭力杆最小轴径380ram。的曲柄装置．并在扭力杆两侧形成大小相等方向相反的一对力偶．使(1)我们在对扭力杆进行分析时需要建立力学模型．如图2所示：得

5、扭力杆发生弯扭变形．从而对倾动设备起到支撑、抗震缓冲的作用。作用在曲柄上的拉力与压力可以等效成作用在扭力杆曲柄c点与曲为全面了解扭力杆的变形及应力分布状态．确定其刚度与转角是否符柄D点的力、和扭矩R、Tf)的叠加。合设计安全．并提供直观的分析计算报告．特应用Solidworks中的计算可得：Fc：Fo=Simudafton有限元分析模块对扭力杆进行了分析研究1转炉倾动装置结构如图1所示转炉倾动装置主要由一次减速机、二次减速机、扭力B杆、电机等部分构成。倾动装置现主要采用全悬挂式结构。它的特点是整个倾动装置全部挂在托圈的传动侧耳轴上．四台一次减速机末级齿轮同时驱动二

6、次大齿轮转动．二次大齿轮通过切向键传递扭矩到耳轴上面从而驱动托圈炉体绕耳轴中心线转动．进而完成兑钢水、加废钢、取样、出钢和倒渣等操作。为了防止倾动机构输出扭矩时同时绕着耳图2轴中心线转动．在二次减速机下方安装有扭力杆装置．并通过左右联接板与二次减速机箱体联接．这样扭力杆装置就可以对整个机构起到(2)CD之间的扭矩为：T_-．Fc*S=Fo*S一1477．27kN*0,56m=支撑的作用。当炉体进行转动时．倾动机构的回转动能。在扭力杆进行827．17k：l51m支撑和缓冲的过程中．经连接板转变为扭力杆的扭转变形能。做扭矩图。如图3所示：B7KN~M图3(3)根据弯矩

7、平衡计算轴承座A、B处受力FA538O+FC489O～FD~490=0FA一-1477．27kN*4890mm+1477．27kN*490mm一5380一1208kN．负号表mm’’。’示方向向下FB与FA大小相等．方向相反FB=1208kN(4)C点所受弯矩MC=一FAO．49m=一1208kN*0．49m=．-591．92kN*mD点所受弯矩MD=FB*0．49m=1208kN*0．49m=591．92kN做弯矩图。如图4所示：图1作者简介：张皓天(1987一)，男，山西原平人，工学学士，太原重型机械集团，助理工程师，研究方向为齿轮传动设计。science&1

8、、echn