大型回转窑筒体强度分析-田国富

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1、2016No.4重型机械·61·大型回转窑筒体强度分析11211田国富，唐媛媛，周学飞，张西栋，高峰(1.沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870;2.北方重工集团有限公司矿山机械分公司，辽宁沈阳110141)摘要:回转窑是一种大型的冶金设备。为了保证回转窑筒体的强度，依据梁理论和有限元的方法，对不同温度和不同壁厚下的回转窑筒体强度进行了分析，得到了不同工况下的筒体的应力、应变和挠度。结果表明，在不同条件下，筒体强度均在安全域度之内。对回转窑筒体强度的分析验证了梁理论和有限元方法在类似力学模型求解中的有效性，为整机和筒体设计优化奠定了理论基础。关键词:回转窑;梁理论

2、;应力分析中图分类号:TH123.4文献标识码:A文章编号:1001－196X(2016)04－0061－05DOI:10.13551/j.cnki.zxjxqk.2016.04.014Strengthanalysisoflarge-scalerotarykiln11211TIANGuo-fu，TANGYuan-yuan，ZHOUXue-fei，ZHANGXi-dong，GAOFeng(1.SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China;2.TheNorth

3、HeavyIndustryGroupLimitedminingmachinerybranch，Shenyang110141，China)Abstract:Ｒotarykilnisalargemetallurgicalequipment．Inordertoensurethestrengthoftherotarykilncyl-inder，thepaperisbasedonthebeamtheoryandthefiniteelementmethodtoanalyzethecylinderstrengthun-derdifferenttemperatureanddifferen

4、twallthickness，thestress，strainanddeflectionofthecylinderareob-tainedunderdifferentconditions．Theresultsshowthatthecylinderstrengthiswithinthesafetyrangeofthedif-ferentworkingconditions．Strengthanalysisofrotarykilntoverifythebeamtheoryandfiniteelementmethodsimilareffectivenessinsolvingthe

5、mechanicalmodel，anditcanlayatheoreticalfoundationforthedesignopti-mizationofthewholemachineandthecylinder．Keywords:rotarykiln;beamtheory;stressanalysis焊接而成，筒体直径一般4～5m，长度50～1000前言m，因为长度较长，所以一般有着4～9档的支［2］回转窑在冶金、化工、水泥和环保行业被广撑。回转窑工作时，筒体内部温度较高，为泛应用，如图1所示，回转窑主要是由筒体、轮了避免筒体表面温度过高，在筒体内部砌有耐火［1］带、齿圈

6、、托轮等组成，其中筒体是回转窑砖。筒体、耐火砖和物料的总重量可达千吨，托的核心部件。回转窑的筒体是由厚度不同的钢板轮和筒体承受着较大的压力。回转窑具有大口径、大跨距、复杂载重和内部高温的特点，要收稿日期:2016－01－05;修订日期:2016－02－19求筒体有足够的刚度。回转窑筒体是由厚度为基金项目:沈阳市科技创新专项资金－工业科技攻关专项20～90mm的钢板卷制而成。如果筒体的壁厚(F15040200)。作者简介:田国富(1968－)，男，吉林长春人，博士后，副教整体减少1mm，大概可以节约5～7t的钢材。授，研究领域为机械系统的CAD/CAE技术、工程车减少壁厚是

7、降低成本，节约钢材最有效的方辆设计与试验等法。因此本文主要校核了原壁厚、壁厚减2mm通讯作者:唐媛媛(1990－)，女，辽宁沈阳人，硕士研究生，研究方向为机械设计及理论。和壁厚减4mm情况下筒体的强度，又因为筒·62·重型机械2016No.4体表面有一定的温度，此温度不能忽略，同样所以图2中未做标注。对不同温度下的筒体强度进行了校核。以现有窑头集中力:P=qL1=0.88MN·m(1)的筒体厚度为28mm(最薄处)的回转窑为例，12窑头弯矩:M1=qL1=2.2MN·m(2)2在此基础上进行不同壁厚和不同温度下的筒体强度的校核