（北方重工礦山冶金設(shè)備分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

大型磨機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算

劉 剛 唐 威

（北方重工礦山冶金設(shè)備分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

本文采用有限元方法對(duì)半自磨機(jī)MZS8848回轉(zhuǎn)體在不同工況鋼球沖擊情況下進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算，為大型磨機(jī)的設(shè)計(jì)提供有效參考。

大型自磨機(jī)/半自磨機(jī)；有限元分析；鋼球沖擊

介質(zhì)的沖擊運(yùn)動(dòng)是影響大型自磨機(jī)、半自磨機(jī)研磨效率的最主要因素，同時(shí)介質(zhì)較大的沖擊力對(duì)磨機(jī)的回轉(zhuǎn)體強(qiáng)度產(chǎn)生了很大的影響，因此研究鋼球?qū)剞D(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的沖擊作用尤為重要。

1 MZS8848半自磨機(jī)的技術(shù)參數(shù)

MZS8848半自磨機(jī)筒體模型如下：筒體內(nèi)徑8.8m，有效長(zhǎng)度4.8m，有效容積278.8m3，介質(zhì)充填率30%（其中鋼球18%，物料12%），工作轉(zhuǎn)速10.76 r/min，最大裝載量315t，主電機(jī)功率6500kW，支撐類型為靜壓支撐。

表1 不同沖擊工況時(shí)各處的應(yīng)力分布及變形結(jié)果

圖1 整體有限元模型

圖2 整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布

圖3 整體位移云圖分布

2 有限元仿真分析

對(duì)于結(jié)構(gòu)分析，有限元方法是發(fā)展最成熟、應(yīng)用最多的方法。本文采用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行分析。

在建模過(guò)程中，為提高計(jì)算速度要對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，故去掉了螺紋孔和倒角等細(xì)小且不影響計(jì)算結(jié)果的要素。MZS8848回轉(zhuǎn)體（含大齒輪）的有限元模型如圖1所示。

由于進(jìn)行的是靜強(qiáng)度分析，增加接觸會(huì)大大增加計(jì)算時(shí)間，而本文主要討論的是筒體的整體強(qiáng)度，故模型中的螺栓和焊縫連接均按連續(xù)結(jié)構(gòu)處理。采用的單元為SOLID185。筒內(nèi)物料和鋼球采用等效密度的方法施加在筒體單元上，具體方法是修改單元。施加載荷是通過(guò)提取筒體內(nèi)表面受力單元的單元節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)上施加具有梯度分布的載荷。

3 分析結(jié)果

隱去大齒輪后的筒體的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布和位移分布如圖2、圖3所示，通過(guò)在ANSYS中的不同命令可以提取筒體、端蓋、中空軸、焊縫等處的應(yīng)力分布、位移分布、變形等結(jié)果。

分布及變形結(jié)果。其中，工況一表示鋼球于30度位置開始脫離，對(duì)鋼球施加4.2m/s的水平初速度和-11m/s的豎直初速度，總沖擊力作用在有效長(zhǎng)度上，鋼球沖擊力均布在一塊襯板的寬度范圍內(nèi)。工況二表示當(dāng)只考慮一個(gè)鋼球與襯板的沖擊力時(shí)，使沖擊力分別作用在筒體連接面處的兩塊襯板上（a），出料筒體靠近中間法蘭的一塊襯板上（b），最靠近出料端蓋的一塊襯板上（c）。

結(jié)語(yǔ)

筆者考慮的在鋼球沖擊作用的情況下，分析了磨機(jī)回轉(zhuǎn)體的強(qiáng)度變化，得到的分析結(jié)果對(duì)大型自磨機(jī)、半自磨機(jī)的設(shè)計(jì)可以做出初步的可行性預(yù)估。

[1]鄧?yán)^業(yè).大型半自磨機(jī)回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度研究[D].吉林大學(xué)，2012.

TD45 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

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