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。     

基于小波包分解的回转窑筒体故障提取研究

为了诊断回转窑工作故障和评估窑运行状况,有效提取窑筒体故障的特征信号极为重要。通过分析故障状态下窑筒体与托轮之间受力关系,建立托轮振动模型,得出窑故障与托轮位移振动的关联关系。针对现有窑筒体故障特征信息提取方法的不足,提出基于小波包分解的特征频率提取方法,对实际采集的数据进行小波包分解和提取特征频段进行重构。对重构后的数据进行Hilbert分析表明,采用小波包分解方法在托轮位移信号中提取2个窑故障特征频率,即筒体工作频率(KH)与托轮工作频率(RH),并以KH和RH的能量密度作为评估参数来分别反映筒体弯曲和各托轮超载受力的故障程度。通过对实测回转窑托轮信号进行处理,表明所提出方法有效,从而为后续研究回转窑运行故障的在线监测提供了新思路。     

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。     

回转窑托轮轴向力在线检测仪器及其调整

回转窑托轮轴承故障及其表面的异常磨损会影响回转窑运行的可靠性。往往多数托轮故障的原因是由于托轮轴向力过大造成的。在线检测回转窑托轮轴向力,并且及时调整托轮可以有效地防止托轮发生这些故障。文中分析回转窑托轮轴向力的来源,提出一种在线检测托轮轴向力的方法,并设计该仪器的硬件框架和软件系统。该仪器将对回转窑托轮在水平面歪斜的调整有指导和帮助作用。     

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。     

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。     

Q3113A抛丸滚筒的改进

我厂铸铁车间有三台Q3113A抛丸滚筒。多年使用证明摩擦传动不可靠,主动托轮与筒体支承环接触处经常打滑(筒内工件装载量尚未超过容许值),使两支承环产生多处凹痕,主动托轮严重磨损,曾发生过1个月内同一机台两次成对更换主动托轮的现象。最初我们调整支承精度,以保证有稳定的传动摩擦力,甚至整个滚筒运到专业厂车修支承环外圆,并配装了全新的主、被动托轮,仍不能彻底解决打滑问题。针对上述问题对其传动系统作了改革。在不改变筒体中心高度,保证其与关门机构、抛丸机构、集丸机构衔接的前提下,考虑工艺可能性,用齿轮传动代替摩擦传动,结果解决了问题。现将改进情况介绍如下。     

红外热像仪在回转窑窑衬检测中的应用

水泥回转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备。回转窑由筒体、支承装置、带挡轮支承装置、传动装置、活动窑头、窑尾密封装置、喷煤管装置等部件组成。回转窑的窑体与水平呈一定的倾斜,整个窑体由托轮装置支承。回转窑窑衬又是回转窑生产中优质、高产、低消耗和长期安全运转的关键因素。温度过高,热振荡过大会严重损坏窑衬和窑胴体,严重时会造成窑壁烧穿,导致停产事故。红外热像仪可以及时发现窑衬损坏状况,避免损失。     

大型回转窑支承系统的力学行为分析

对操作工况下大型回转窑支承系统的力学行为规律进行理论分析和接触非线性有限元仿真.根据轮带结构和运行特点,解析导出轮带内壁受简体的压力分布公式,修正了长期以来前人轮带压力公式的不妥之处.基于Ansys及其APDL( Ansys parametric design language)编程,实现对支承系统的多体接触模型在分布压力、摩擦转矩和预紧配合作用下的复杂加载及其边界非线性有限元模拟,获得回转窑支承系统的变形与应力分布规律.结果表明,轮带与托轮之间是循环挤压过程;每回转一周,轮带内外表面的等效应力经历五次脉冲循环,在与托轮接触处的峰值应力达最大.托轮外表面也存在较高接触应力.循环应力集中是使轮带与托轮发生表面疲劳失效的根本原因.过盈配合与支承载荷的双重作用,导致轮孔在与轮轴的配合端面成为托轮强度的最薄弱部位,可解释轮孔开裂或喇叭口失效现象.摩擦转矩使载荷偏置,导致支承系统应力分布非对称,故左右对称模型只适用于停工状态,对操作工况是不准确的.这些认识对回转窑支承系统的设计、检修和窑线调整具有参考价值.     

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.     

立式车床球面加工仿形治具设计

正回转窑是我公司为缅甸生产的大型圆筒类回转设备,主要由筒体与窑衬、换热装置、滚圈、托轮装置及传动装置等9部分组成。托轮装置在筒体倾斜低速回转时,既要承受整个回转部分(主要是筒体、衬砖、窑内换热装置、物料、滚圈及齿圈)的重量,还要确保筒体、滚圈能在托轮上平稳转动,而托轮轴承座又是托轮装置的关键组成部分,由此可见托轮轴承座在筒体运转过程中起的重要作用。     

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。     

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.     

回转窑轴线测量系统

回转窑轴线的测量对于合理调速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。设计开发一个新型的大型回转窑轴线测量系统，该系统具有结构简单、安装测量方便、精度高、可记忆存贮和通讯等特点。     

轴的弯曲刚度和疲劳强度计算程序

本文给出了轴弯曲刚度和疲劳强度计算程序。运用该计算程序可迅速,准确地求解并打印出轴的支承反力,各节点处的弯矩、某些节点处的弯曲变形(挠度或转角)和危险断面处的疲劳强度安全系数。     

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。     

回转窑轴线及相关参数的在线测量法

本文简单介绍运转中的大型回转窑所需要测量的重要参数,如窑中心线、托轮位置、直径、轮带与筒体间隙的测量方法。     

大型超静定回转窑支承系统等载荷调窑优化研究

通过对回转窑支承载荷分配进行分析，建立支承载荷求解的力学模型和线性方程组，导出支承载荷分配与支承偏差的关系式；以轴线调整量为优化变量，各档托轮的最大支承力最小为目标函数建立优化模型；结合现场实例进行支承系统等载荷优化调整研究，得出有益的结论。为回转窑的维护与调整提供理论依据，对现场生产有重要的指导意义。     

回转窑托轮轴瓦发热的原因及防范措施

回转窑作为分厂的关键设备,在熟料生产过程中起到决定性作用。而回转窑是否能够正常运转,直接关系到熟料的产量与质量。其中,托轮轴瓦发热是回转窑运转过程中最常见的故障类型。要从根源上消除托轮轴瓦发热的故障缺陷,必须准确查找出发热原因,以制订科学合理、省时高效的预防与维修方案,将故障损失降到最低点。因此,围绕回转窑托轮轴瓦发热的主要原因以及相对应的防范措施展开论述。     

回转窑传动齿圈振动分析及处理

回转窑属大型重载高温设备,其传动齿圈经常发生振动故障。本文从窑体磨损、整体下沉,大齿圈或周围筒体弯曲,大齿圈本身问题,齿厚磨损和小齿轮安装不到位等方面分析了引起振动的原因,提出相应的消除振动措施,确保回转窑高效稳定运行。