大学毕业论文答辩.ppt

2011年华东交通大学本科毕业答辩日新其德止于至善大型回转窑一、四档托轮设计及其有限元分析Largerotarykiln’sfirstandfourthroller’sdesignanditsfiniteelementanalysis姓名:彭成坤学号:20072110070115指导教师:李志刚一、研究的意义回转窑作为红土矿工业的核心设备,其零件的滚圈和托轮破坏不但降低生产效率、影响产品质量、增加维护成本,更为严重的问题是引发多种突发性机械故障和安全事故。因此,对滚圈的受力变形以及托轮的受力分析与设计研究是十分有现实意义的。滚圈托轮二、研究的方法(1)收集相关资料,了解回转窑的相关信息并对滚圈与及托轮进行传统受力分析。(2)在受力分析的的基础之上,对托轮进行设计,并用PRO/E软件对托轮以及滚圈进行数字建模。(3)利用ANSYS软件,对滚圈和托轮以及托轮轴进行有限元计算。(4)利用ANSYS强大的后处理技术数值模拟滚圈受力变形规律并找出最大危险区域。三、传统力学分析回转窑的生产工艺要求窑体以一个小角度倾斜安装,斜度一般为3%一4%。筒体受到重力G(其中包括筒壁、耐火砖和筒内物料等)作用,重力G分解为垂直于筒体轴线和沿着筒体轴线的两个分力Gv和Gh。垂直于筒体轴线的分力Gv靠各档托轮的支反力平衡。沿筒体轴线方向的分力Gh在新式的回转窑上是靠液压挡轮来平衡的,而在没有液压挡轮的老式回转窑上则一般通过调斜托轮,来达到平衡此力的目的。另外,传动系统会给筒体一个转矩M驱动筒体转动,因为这个力矩太小所以不考虑。,配置在窑轴的两侧。托轮中心与筒体中心的连线与竖直面间存在一个夹角,即图5-2中所示角a,称为支承角。支承角设计时一般取30°,并且两托轮的支承角设计为相等。回转窑在运行一段时间之后由于磨损、沉降等原因托轮位置会出现偏移,支承角a和托轮中心距L都会发生变化,进而影响到窑体轴线的位置。,因为单个托轮及托轮轴的自重相对于窑体总重来说很小,但是作为理论分析,严谨起见,应将此力包括在内。这样很容易得出托轮与托轮轴自重在托轮轴向的分力:,G在垂直于托轮轴线和沿着托轮轴线的分力分别为G1和F2。a为托轮轴线与水平线的夹角也就是安装倾斜度(3%5%)。,托轮轴线与窑体轴线间的夹角为a,在托轮与轮带接触的某一点上,托轮的线速度为Vt,轮带的线速度为V1,方向都是垂直于各自轴线。当a=0,即托轮轴线平行于V轴线时,显然会有Vt=V1;当aO时,Vt与V1不同向,Vt在垂直于窑体轴线方向的分速度Vt1,应与V1相等,即Vtl=vtcosa=vl,与此同时,Vt在沿窑体轴线方向会存在分速度Vt2=Vtsina,这个速度会使筒体有沿Vt2方向运动的趋势,即托轮会提供给轮带与Vt2同向的作用力S3,托轮会受到轮带的反作用力F3,F3在托轮轴向的分力P3=F3cosa即为因托轮歪斜产生的托轮轴向力。,托轮受到三个轴向力作用,由于筒体内物料的重力远远大于托轮、筒体的自重,所以第一部分和第二部分的轴向力可以忽略不计。又因为一般回转窑它会装配液压挡轮,在筒体有向下滑动的趋势时,就会自动阻止,所以第三部分轴向力我们在对托轮进行有限元分析时可以忽略不计。