王曉輝　楊玉巍　曲迪

摘 要：本文通過(guò)對(duì)MQY6095球磨機(jī)回轉(zhuǎn)體進(jìn)行有限元分析，比較筒體法蘭處有無(wú)加強(qiáng)筋板兩種方案下筒體的最大應(yīng)力和最大變形量，為設(shè)計(jì)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：球磨機(jī)；有限元；筒體法蘭；筋板

中文分類號(hào)：TD453 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

筒體是球磨機(jī)的關(guān)鍵部件，對(duì)其進(jìn)行有限元分析，比較不同結(jié)構(gòu)下其強(qiáng)度和剛度的變化是十分必要的。

1.有限元仿真分析

本文采用solidworks建立三維模型，將其導(dǎo)入workbench進(jìn)行有限元分析。MQY6095回轉(zhuǎn)體（含大齒輪）有限元模型如圖1所示。

本文主要討論筒體的強(qiáng)度和變形，僅對(duì)球磨機(jī)滿載靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行分析，在實(shí)體建模時(shí)沒(méi)有建立筒體及端蓋的襯板、中空軸內(nèi)部的襯套等，為了不影響計(jì)算，重力載荷采用等效密度方式施加以實(shí)現(xiàn)重力補(bǔ)償。內(nèi)部的鋼球和物料看成是等密度體，并認(rèn)為它的上表面是水平的，它對(duì)筒壁的正壓力正比于物料層的深度。鋼球和物料的重量離散成相應(yīng)單元面積上的壓強(qiáng)值，如圖2所示。

2.有限元結(jié)果分析

圖3為回轉(zhuǎn)體應(yīng)力分布云圖，無(wú)筋板結(jié)構(gòu)中回轉(zhuǎn)體最大應(yīng)力為77MPa，在端蓋的把合法蘭處；有筋結(jié)構(gòu)中回轉(zhuǎn)體的最大應(yīng)力為61MPa。

本文主要考察筒體的應(yīng)力狀態(tài)，由圖4筒體最大應(yīng)力分布可以看出，無(wú)筋板時(shí)最大應(yīng)力點(diǎn)在浮動(dòng)端的筒體法蘭根部，約為50MPa。有筋板時(shí)筒體最大應(yīng)力分布在筒體法蘭根部和拉筋的中部，約為36MPa

回轉(zhuǎn)體位移分布如圖5所示，無(wú)筋板結(jié)構(gòu)最大位移為1.71mm。有筋板結(jié)構(gòu)最大位移為1.55mm。

結(jié)論

有拉筋結(jié)構(gòu)使筒體的最大應(yīng)力下降了14MPa，下降幅度明顯。最大變形量也有所下降，整體剛度得到小幅提升。

有筋結(jié)構(gòu)中，拉筋與筒體連接處有一定的應(yīng)力集中，但除了筋本身應(yīng)力較大外，筒體應(yīng)力要小于無(wú)筋結(jié)構(gòu)。

從分析結(jié)果上說(shuō)，有筋結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)健，安全系數(shù)更高，但分析中將筋和筒體認(rèn)為是一體的，未考慮焊縫強(qiáng)度和由于焊接所引起的熱應(yīng)力影響。因此有筋結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況要比分析結(jié)果嚴(yán)苛。

參考文獻(xiàn)

[1]王國(guó)強(qiáng)，李文亮，等.球磨機(jī)回轉(zhuǎn)體有限元分析[J].中國(guó)水泥，2006（2）：58-61.