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一种振动输送机激振系统动力学研究及拉杆失效分析

莫江涛  
【摘要】:CONSTEEL炼钢工艺是一种先进的炼钢新技术,各国钢铁企业界对这种新技术给予高度重视。CONSTEEL炼钢工艺正处于不断完善和发展中,韶关钢铁厂从国外引进的CONSTEEL设备出现了拉杆及大梁断裂事故,停产检修和进口原配件造成了很大的经济损失,该厂从国外请来的专家提出了几项改良措施,但拉杆及大梁断裂事故仍经常出现,说明外国专家未能找到事故发生的根源和解决问题的根本方法。 发现CONSTEEL振动输送机拉杆和大梁断裂的根本原因,找到防止拉杆和大梁断裂的方法,保证CONSTEEL炼钢生产线正常运行,具有非常重要的技术经济意义。为此,中南大学与韶关钢铁厂合作成立联合课题组,进行故障诊断和失效机理研究,提出技术改造措施,解决了此项技术难题,并实现了拉杆等重要部件的国产化,为CONSTEEL技术的推广应用和成套设备的国产化积累了宝贵的经验。 本文的重点是研究CONSTEEL振动输送机的激振系统及拉杆的失效机理。主要研究工作如下: 1) 详细分析了输送机激振系统的动力学特性,将CONSTEEL激振系统与其它惯性激振系统进行了比较研究,建立了输送机激振系统的仿真模型,为CONSTEEL输送机激振系统的研究与国产化设计制造做了一些有益的探索,在理论上和实践上有一定的参考价值。 2) 建立了拉杆的力学模型及有限元模型,并完成了拉杆的静力、动力、模态的有限元分析,分析的结果与现场测试结果吻合,证明了将有限元分析方法与现场试验相结合是解决此类问题的有效方法。 3) 通过分析拉杆在不同工况下的应变基本规律,发现了拉杆在工作条件下的应力分布与实际受力状态。 4) 对拉杆进行失效分析,确定了拉杆的断裂原因,提出了拉杆设计制造的新方案,研制出的新型拉杆装机使用的结果表明,新方案对提高拉杆的使用寿命是行之有效的,为拉杆国产化的设计制造找到一种新方法。


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