MQY6095球磨機筒體法蘭處有無筋板結構的有限元分析對比

王曉輝　楊玉巍　曲迪

摘 要：本文通過對MQY6095球磨機回轉體進行有限元分析，比較筒體法蘭處有無加強筋板兩種方案下筒體的最大應力和最大變形量，為設計工作提供參考。

關鍵詞：球磨機；有限元；筒體法蘭；筋板

中文分類號：TD453 文獻標識碼：A

筒體是球磨機的關鍵部件，對其進行有限元分析，比較不同結構下其強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，將其導入workbench進行有限元分析。MQY6095回轉體（含大齒輪）有限元模型如圖1所示。

本文主要討論筒體的強度和變形，僅對球磨機滿載靜止狀態進行分析，在實體建模時沒有建立筒體及端蓋的襯板、中空軸內部的襯套等，為了不影響計算，重力載荷采用等效密度方式施加以實現重力補償。內部的鋼球和物料看成是等密度體，并認為它的上表面是水平的，它對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單元面積上的壓強值，如圖2所示。

2.有限元結果分析

圖3為回轉體應力分布云圖，無筋板結構中回轉體最大應力為77MPa，在端蓋的把合法蘭處；有筋結構中回轉體的最大應力為61MPa。

本文主要考察筒體的應力狀態，由圖4筒體最大應力分布可以看出，無筋板時最大應力點在浮動端的筒體法蘭根部，約為50MPa。有筋板時筒體最大應力分布在筒體法蘭根部和拉筋的中部，約為36MPa

回轉體位移分布如圖5所示，無筋板結構最大位移為1.71mm。有筋板結構最大位移為1.55mm。

結論

有拉筋結構使筒體的最大應力下降了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。

有筋結構中，拉筋與筒體連接處有一定的應力集中，但除了筋本身應力較大外，筒體應力要小于無筋結構。

從分析結果上說，有筋結構更加穩健，安全系數更高，但分析中將筋和筒體認為是一體的，未考慮焊縫強度和由于焊接所引起的熱應力影響。因此有筋結構的實際受力情況要比分析結果嚴苛。

參考文獻

[1]王國強，李文亮，等.球磨機回轉體有限元分析[J].中國水泥，2006（2）：58-61.