煤磨应力分析报告Word格式文档下载.docx

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研磨体装载量：

38.5t；

烘干仓填充率：

0.2；

粉磨仓1填充率：

0.27；

粉磨仓2填充率：

0.26；

钢球容重：

4.5~4.6t/m3；

物料容重：

0.9t/m3；

主电机功率：

560kW；

磨机转速：

18.5r/min。

本报告研究了煤磨在12个时钟旋转点处的人孔应力，得出的结论如下：

1、大齿圈分度圆上的切向力为129924.0814N，径向力为47288.498N。

进料端轴瓦的支反力为911662.4N；

出料端轴瓦的支反力为1143339.25N；

2、筒体上最大静应力在三仓人孔边缘上，屈服安全系数为6.45；

3、人孔上的最小疲劳安全系数为2.61

根据最小安全系数为2.61，可以判定该煤磨的机构设计是合理的。

1.有限元模型

根据图纸提供的数据，一仓衬板质量为2898Kg；

大齿圈质量为9311.8Kg。

衬板的重量以载荷的形式分别加到各仓的筒壁上。

煤磨的筒体部分、磨头部分、隔仓板部分和齿轮部分网格划分为壳单元；

中空轴和轴瓦之间以接触方式相互作用，它们之间的摩擦系数设为0.3；

筒体和中空轴的的材料弹性模量设为196E9，密度设为7850Kg/m3。

根据电机额定功率（560KW）和筒体转速（18.5RPM）计算得到的齿轮圆周力为129924.0814N，齿轮径向力为47288.498N，齿轮圆周力和径向力施加的方式如图4。

图1~图3是煤磨有限元模型。

图1煤磨整体有限元模型

图2人孔1在12h位置

图3煤磨内部具体结构模型

图4载荷示意图

2.结果分析

2.1人孔应力分析

2.1.1人孔等效应力

人孔1最大等效应力产生在人孔位于4h位置，最大等效应力为33.9MPa，见云图4；

人孔2大等效应力产生在人孔位于6h位置，最大等效应力为26.5MPa，见云图5；

人孔3等效应力产生在人孔位于7h位置，最大等效应力为38.7MPa，见云图6。

根据屈服应力250Mpa，计算安全系数为（250Mpa）/（38.7Mpa）=6.45。

图5人孔1等效应力云图

图6人孔2等效应力云图

图7人孔3等效应力云图

2.1.2人孔疲劳应力分析

人孔处的最大疲劳应力产生在人孔1内表面的边缘上，为34.9-（-28.4）=63.3Mpa；

最大主应力产生在人孔1位于4h位置，最小主应力产生在人孔1位于7h位置，见图7～图8。

根据AISC标准,人孔1的安全系数:

f=165（Mpa）/（63.3Mpa）=2.61。

图8人孔1最大主应力

图9人孔1最小主应力

人孔2最大疲劳应力为27.2-（-15.2）=42.4Mpa；

最大主应力产生在人孔2位于6h位置，最小主应力产生在人孔2位于10h位置。

见图9～图10。

根据AISC标准,人孔2的安全系数:

f=165（Mpa）/（42.4Mpa）=3.89。

图10人孔2最大主应力

图11人孔2最小主应力

人孔3最大疲劳应力为39.7-（10.7）=50.4Mpa。

最大主应力产生在人孔3位于7h位置，最小主应力产生在人孔3位于4h位置。

见图11～图12。

根据AISC标准,人孔3的安全系数:

f=（165Mpa）/（50.4Mpa）=3.27。

图12人孔3最大主应力

图13人孔3最小主应力

2.2中空轴的应力分析

2.2．1中空轴的等效应力分析

图14～图15为两端中空轴的应力云图。

进料端中空轴的最大等效应力（VonMisesStress）为8.7Mpa；

出料端中空轴最大等效应力为14.6Mpa，材料的屈服极限为250Mpa，有此判定，中空轴是非常安全的。

图14进料端中空轴应力云图

图15出料端中空轴应力云图

2.2．2中空轴的疲劳应力分析

进料中空轴的最大疲劳应力产生在中空轴外表面的上过度处，为14.4-（-4.55）=19.95Mpa；

最大主应力产生在进料中空轴位于4h位置，最小主应力产生在进料中空轴位于8h位置，见图16～图17。

根据AISC标准,进料中空轴的安全系数:

f=165（Mpa）/（19.95Mpa）=8.26。

图16进料中空轴最大主应力云图

图17进料中空轴最小主应力云图

出料中空轴的最大疲劳应力产生在中空轴外表面的过度处，为21.4-（-12.1）=33.5Mpa；

最大主应力产生在出料中空轴位于4h位置，最小主应力产生在出料中空轴位于8h位置，见图18～图19。

根据AISC标准,出料中空轴的安全系数:

f=165（Mpa）/（33.5Mpa）=4.92。

图18出料中空轴最大主应力云图

图19出料中空轴最小主应力云图

3.应力及接触面分析

轴瓦最大应力为9.2Mpa，产生在出料端轴瓦上；

与轴瓦相接触的轴面最大应力为10.1Mpa，产生在出料端中空轴接触面上。

见图16～图17。

图20轴瓦应力云图

图21接触面的接触总压力

4.结论

1、进料端支反力为911662.4N；

出料端支反力为1143339.25N。

物料和研磨体的质量为38.5X1.14=43.89t；

2、人孔1的疲劳应力幅值为63.3Mpa，安全系数为2.61；

人孔2的疲劳应力幅值为42.4Mpa，安全系数为3.89；

人孔3的疲劳应力幅值为50.4Mpa，安全系数为3.27。

由此判断，人孔的疲劳强度满足设计要求。

3、中空轴最大疲劳应力为33.5Mpa，安全系数为4.92，中空轴设计满足要求。

4、轴瓦上的最大等效应力为9.2Mpa，中空轴上接触面的最大接触总压力为10.1Mpa。