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大型工业回转窑分体式滚圈技术研究

张振兴  
【摘要】: 回转窑滚圈是整个回转窑系统中最重要的传动部件之一,回转窑根据其简体的长短及承载能力来确定使用几档滚圈,通常在每个回转窑系统中有多个滚圈。目前国内外大多使用整体式滚圈,但是此种结构形式的滚圈在铸造、运输、安装及维修中都存在着巨大的困难,因此设计一种分体式滚圈就成为一个急待解决的课题。 分体式滚圈结构可以在铸造能力一定的条件下生产出更大的滚圈,并且可以克服运输过程中国家运输规范的限制,分体式滚圈的维修、安装较整体式滚圈来说亦简单方便。目前国外已有分体式滚圈,但是其设计的关键技术现在国内一直未曾知晓,因此研究结构合理的分体式滚圈设计方法,对于降低滚圈的制造、运输难度,提高回转窑设备设计水平来说就具有十分重要的现实意义和工程价值。 本论文以Φ5m×33m回转窑滚圈的结构尺寸为参考,设计出一种结构合理的分体式滚圈,并对其进行研究。文章首先介绍了回转窑的工作原理和装置,分析了滚圈的受力情况,设计结构合理的分体式滚圈;其次对此滚圈进行了相应的强度和刚度校核,利用有限元分析法得到滚圈在正常工况下的接触应力,并以接触应力最小为目标设计出一组结构尺寸更为合理的分体式滚圈,然后分析了其热应力、以及热—结构耦合的应力特征和量级,并为了与实验结果对比,提取出滚圈左端面内、中、外圈节点在接触载荷作用下的应力特征和量级;然后利用相似理论中的量纲分析法设计出分体式滚圈的相似模型;最后利用电测法进行分体式滚圈的实验室应力测试,并提出了滚圈应力测试的基本原理以及相应的布点等等,通过分析测试数据得出滚圈模型的主应力分布规律,并与有限元分析结果相对比,得出有限元分析结果的合理性和正确性,从而进一步证明了此种分体式滚圈的结构能满足其强度和刚度要求。 论文从技术层面证明了此分体式滚圈的结构是合理可行的,该滚圈可以很好地避免了整体式滚圈的诸多弊端。其研究成果促使了回转窑的发展日趋大型化,产品日产量日趋增加,最终成倍地提高厂家的生产利润。


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