弯矩分配法在大型回转窑筒体设计中的应用

采用弯矩分配法,对某公司年产10万吨,规格为4.8×110 m支撑镍铁回转窑进行筒体强度及各档支反力进行分析计算,检验了筒体强度是否满足要求,并为土建设计及支撑、传动等其他部分的设计提供了可靠的载荷数据。     

大型回转窑筒体结构的力学行为分析

运用理论分析和有限元技术,研究复杂重载、多支承、变刚度和超静定的大型回转窑筒体结构力学行为。基于超静定连续梁模型和赫兹理论,计算筒体支撑与摩擦载荷以及轮带与托轮的接触压力和面积,为筒体有限元建模提供边界条件。综合考虑多个附件对筒体载荷与刚度的复杂影响。通过定义当量密度等效处理重力载荷。由于耐火砖层的松散堆砌特点,在含耐火砖筒体模型中,若将耐火砖作为整体赋以砖块刚度与实际不符,故将弹性模量赋以小值,以减弱其刚度影响。首次解析推导出耐火砖对筒体的压力分布公式,建立效率更高、不含耐火砖的函数加载筒体模型。两种模型相互验证地分析筒体的变形和应力状态,并与文献中同类回转窑的应力结果接近。结果表明,回转转矩和摩擦阻力对筒体变形及应力的影响很小;筒体应力最高和横截面圆度最差的薄弱部位均在中间档支承处,解释了掉碎砖现象和潜在安全问题的发生机理,且与该窑体的维护记录相符。文中分析方法和结果对回转窑筒体的安全评估、补强设计和窑线调整均有参考价值。     

大型回转窑筒体制作工艺方案

通过对大型回转窑筒体重要性分析,制定了筒体制作工艺方案。工艺中对单个筒节端面坡口加工、段节同轴度检测工艺方案的设计,保证了回转窑中关键件筒体的制作精度,从而为回转窑设备的正常运转奠定了基础。此方案对筒体同轴度的测量更加精确,为今后筒体制作提供了新的思路。     

回转窑焊接工艺设计

本文介绍了水泥工业用回转窑筒体的焊接工艺,由于其体积大以及各段节承担任务的不同,窑体主要由几部分厚度不同的筒节组合而成,因此,窑体的焊接是一个关键环节。焊接工艺设计时应遵循水泥工业用回转窑国家标准的规定,然后结合实际情况,确定筒节的节数,以及焊缝的条数,先设计出各个筒节的焊接工艺,再设计出两筒节间的组合焊接工艺,并合理安排焊缝的相对位置。     

大型回转窑筒体的力学分析与计算

利用梁理论和壳体理论,并结合合理的边界条件,对大型回转窑筒体的力学模型进行分析与计算,得出了回转窑在任意点处的变形和应力的解析解,所求结果可以为回转窑筒体的设计及调整提供一定的参考.     

大型多支承回转窑筒体系统的动力响应分析

回转窑运行中筒体、滚圈、托轮及轴承系统耦合成复杂的多支承动力学系统,运行轴线动态变化和冲击突变载荷将给设备带来复杂振动,从而加速疲劳破坏,增加设备故障率.文中采用传递矩阵法,首先建立回转窑筒体系统的动力学模型,再推导各类激励作用下筒体系统振动的传递矩阵修正响应列阵,最后建立系统的动力响应方程,从而找到计算动载荷和轴线检测动态误差的基本方程.     

大型滚筒式好氧发酵反应器筒体及支撑件结构分析

针对设计的一种处理量为50t/d的大型滚筒式城市生活垃圾好氧发酵反应器,运用三弯矩方程理论计算支撑处和筒体的受力,并在此基础上对筒体弯曲强度和滚圈与托轮间的接触强度进行分析。建立大型滚筒式城市垃圾好氧发酵反应器的有限元整体模型,修正以往分析过程中有限元模型物料载荷加载的不妥之处,建立一种更适合于经破碎后的城市生活垃圾的物料载荷力学模型,应用ANSYS对筒体弯曲应力和支撑装置接触应力进行模拟分析,得到更加接近实际工况的应力分布规律。对模拟分析结果与理论计算结果进行比较,两者具有很好的一致性结果。同时分析结果表明,该滚筒式反应器支撑位置布局设计很合理,并且筒体结构和支撑装置满足强度要求。这为应用于城市垃圾好氧堆肥的滚筒式反应器设计与研究提供了有意义的参考。     

回转窑筒体对接方案探讨

介绍了回转窑大修中新、旧筒体及旧筒体与旧筒体之间的对接方法,提出了筒体对接时的几点注意事项,对回转窑更换筒体具有一定的借鉴作用。     

回转窑新型支承结构的力学性能分析及设计

这里针对回转窑筒体在运转时发生持续下滑,,引起系统频发故障,造成停机的问题,分析论证了窑体下滑力产生的根本原因及消除方法;在理论分析的基础上,设计了消除下滑力的新型支承结构,给出了结构参数的计算方法以及不同斜度回转窑的设计参数值;探讨了新型结构设计应用中的关键问题。     

回转窑筒体故障检测方法研究

回转窑筒体的弯曲变形和中心点在水平面偏移都会造成同档支承处两个托轮的受力不均,定性分析了支承处筒体截面的不同故障对托轮挠度的影响,以某水泥回转窑为对象,测得各个托轮的挠度变化信号,根据其频谱,分析出回转窑支承处筒体的弯曲变形和中心点在水平面的偏移情况,并通过与其他两种测量方法所测结果对比,验证了以托轮挠度变化为参数的回转窑筒体故障识别方法简单而有效,为回转窑故障早期预测及托轮调整提供了参考依据。     

滚筒式干燥机筒体应力特性分析

滚筒式干燥机的筒体结构特性对于燥过程会产生很大的影响,利用有限元对筒体进行静态应力和模态分析以及筒体的作用载荷研究,得出了正常工作状态和启动状态时筒体、螺栓孔和人孔的应力分布及干燥机筒体的各阶振型,为提高滚筒式干燥机的效率和筒体结构的设计、制造提供了理论依据.     

大型多支承回转窑简体系统的动力响应分析

回转窑运行中简体、滚圈、托轮及轴承系统耦合成复杂的多支承动力学系统，运行轴线动态变化和冲击突变载荷将给设备带来复杂振动，从而加速疲劳破坏，增加设备故障率。文中采用传递矩阵法，首先建立回转窑筒体系统的动力学模型，再推导各类激励作用下筒体系统振动的传递矩阵修正响应列阵，最后建立系统的动力响应方程，从而找到计算动载荷和轴线检测动态误差的基本方程。     

基于有限元分析的大型回转窑等载同轴优化

回转窑是对固体物料进行机械、物理或化学处理的超大型筒体设备,在建材、冶金、化工等行业广泛使用。回转窑运行时工况复杂,在运行过程中筒体轴线会偏离理论轴线,导致各部件受力不均,各运动部件磨损加剧、寿命缩短,进而引发一系列问题。首先对某大型回转窑模型进行有限元分析,然后在回转窑满足各部件受力均衡及筒体轴线直线度要求的前提下,以各档位之间的间距、滚圈变形的初始值、调窑量和支承角为设计变量,对回转窑进行等载同轴优化,最后通过计算结果数据建立二次多项式响应面模型,得出设计变量中各因子对结果的影响程度的大小,同时也得到了托轮在垂直和水平方向受力响应面模型的数学表达式。     

基于有限元模型的圆管带式输送机传动滚筒结构力学特性分析

传动滚筒作为圆管带式输送机的关键零部件,常采用经验公式取较大安全系数设计筒体结构,实际运行过程中受到弯扭耦合及不平衡所导致动态载荷联合作用,容易导致筒体表面及支撑轴承过早失效。针对现有圆管带式输送机中常见圆柱型、腰鼓型、内凹型3种筒体结构形状的传动滚筒,采用微元法开展滚筒结构受力分析,分别建立相应的有限元模型,研究其应力应变分布及变形规律,得出当筒体表面最大内凹量为直径的7%时,内凹型比圆柱型滚筒最大应力要低63%,最大变形量要减少76%。然后以内凹型传动滚筒结构形式为例,研究其临界转速与模态振型等动力学特性,分析不平衡激励位于筒体中间表面时的稳态同步响应,发现滚筒振动和支撑轴承动载荷随转频成指数增长关系。力学特性分析结论可为此类传动滚筒结构形式设计及不平衡量控制提供参考。     

大型回转窑支承部位应力与应变有限元分析

回转窑由筒体、轮带、托轮、挡轮、传动装置等组成。其重力全部作用在托轮上。回转窑经常因为支承结构设计缺陷导致系统生产事故。回转窑是水泥生产的核心设备,筒体长、跨距大,重载荷、大扭矩、多支点、是复杂的超静定运行系统。针对回转窑支承部位传统计算结果精确性差的问题,提出以水泥回转窑为研究对象,利用传统力学方法计算出支承点应力,再用ANSYS分析应力分布状况,依据筒体变形图和应力图,确定危险截面。依据应变云图,确定变形最大档位,调整跨距支承,保证筒体性能,以期为回转窑优化设计提供参考。     

碟形封头与筒体连接结构的极限载荷分析

对某内压作用下薄壁容器的碟形封头与筒体连接结构进行了非线性有限元分析,采用了Newton-Raphson算法,得出了最危险点的载荷-位移曲线,进而通过两倍弹性斜率法得到了该结构的极限载荷值。采用正交设计法,研究了封头的壁厚、筒体的壁厚及封头的转角半径对连接结构极限载荷的影响。研究结果表明结构的最大应力位于碟形封头过渡区,对极限载荷的影响由大到小依次为封头壁厚、筒体壁厚以及封头的转角半径,为今后进一步的优化设计提供了依据。     

回转窑简体轴线测量方法与系统

回转窑轴线的测量对于合理调整工艺操作规程及托轮摆放位置，避免托轮轴瓦发烧，改善筒体的受力状况，保护筒体等，具有重要的实际意义。论述了大型回转窑运行轴线动态测量的原理和方法，包括轮带和托轮直径的在线测量、轮带与筒体间隙的测量、筒体运行轴线水平直线度和垂直直线度的动态测量。设计研制了一种新型大型回转窑运行轴线动态测量系统，该系统具有结构简单、安装使用方便、测量精度高等特点。实际测量应用表明：所述的方法及仪器具有较高的测量精度和可靠性。     

回转窑筒体窜动的必要性及窜动调控探讨

在运行过程中,由于本身的结构以及热胀冷缩原理的影响,回转窑的筒体会出现窜动的现象,正常的窜动对于生产而言是有益的,能够在一定程度上延长回转窑的使用寿命,而不正常的窜动则可能导致设备的损坏,引发安全问题。本文对回转窑筒体窜动的必要性进行了分析,并就窜动调控的方法进行了研究和讨论。     

回转窑简体裂纹产生原因分析及修复

以某钢铁总厂回转窑为例，进行了筒体力学分析，建立了相关模型，分析了筒体产生裂纹的原因，通过采用不同修复方式后对回转窑裂纹的观测数据记录分析，总结了几种修复方式的的效果及适用场合。     

一种快速更换回转窑轮带的检修方案

传统回转窑更换轮带检修方案为切除一节筒体,在筒体短节处做支撑后从此处拆除旧轮带与安装新轮带,施工工期长且费用成本高。从窑头罩处更换轮带不需要切割筒体,缩短了工期,降低了费用,满足了检修短工期完成的要求,改变了以往传统的检修方式,具有广泛的推广应用性。