夏鍇 趙柯

【摘 要】本文主要應(yīng)用ANSYS對回轉(zhuǎn)窯擋輪空心軸進(jìn)行有限元分析，得出空心軸在工作條件

下的應(yīng)力分布和變形狀態(tài)。對空心軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以便更好的在工作條件下進(jìn)行工作。

【關(guān)鍵詞】回轉(zhuǎn)窯；擋輪；空心軸；A NS Y S

【中圖分類號】 TF748.91【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0160-01

Finite element analysis of rotary kiln in bye spindle

Xia Kai

【Abstract】This article mainly used ANSYS finite element analysis was carried out on the rotary kiln block bye spindle， concluded that stress distribution and deformation of hollow shaft condition under the working conditions. Optimize the structure of the hollow shaft， in order to get a better working conditions【Key words】Rotary kiln； Catch wheel； Hollow shaft； ANSYS

1 前言

回轉(zhuǎn)窯是對固體物料進(jìn)行機械、物理或化學(xué)加熱處理的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和有色冶金工業(yè)中?；剞D(zhuǎn)窯的特點是采用傾斜安裝的方式，使物料在圓筒中不斷地翻滾，從而使物料在圓筒中均勻地進(jìn)行物理或化學(xué)反應(yīng)。回轉(zhuǎn)窯傾斜安裝于基礎(chǔ)之上，由自重和摩擦力產(chǎn)生軸向力，還有輪帶和托輪軸線不平行而產(chǎn)生的附加軸向力，促使形大體重的筒體周向位置難以固定，因此允許沿軸向往復(fù)串動。擋輪分為信號擋輪、吃力擋輪和液壓擋輪[1]。

信號擋輪廣范應(yīng)用于小型回轉(zhuǎn)窯、冷卻機等設(shè)備。本文主要通過對信號擋輪建立三維模型，并利用ansys建立有限元模型，求得擋輪空心軸在工作條件下的壓力分布、應(yīng)變狀態(tài)。為擋輪結(jié)構(gòu)提出合理的改進(jìn)意見。

2 擋輪的有限元分析

2.1 擋輪的受力原理分析

托輪和窯體軸線發(fā)生相對歪斜的時候，由于摩擦力的作用，輪帶會帶動窯體上下竄動。當(dāng)窯體向下滑動時，作用在擋輪上的力達(dá)到最大[2]。圖2 空心軸的有限元模型

2.2.1 接觸定義

當(dāng)筒體延軸向上下往復(fù)竄動時，經(jīng)過擋輪的受力分析可知，當(dāng)筒體向下竄動時，擋輪受力達(dá)到最大值。因此，本文只對向下竄動時擋輪空心軸的有限元進(jìn)行分析。所有單元采用性能好的六面體和五面體單元網(wǎng)格保證網(wǎng)格質(zhì)量。

2.2.2 建立邊界條件和施加載荷

材料相關(guān)參數(shù)的選?。?/p>

空心軸的材料為ZG270-500，彈性模量為2.06？105MPa，泊松比？為0.34，密度為 7.85？103kg/m3。

載荷定義：

筒體上竄和下竄2種工況中，根據(jù)系統(tǒng)特點，只研究下竄過程。擋輪底部固定，下竄過程中對擋輪空心軸左側(cè)施加全約束。

3 結(jié)果分析

空心軸的位移云圖如圖3所示，應(yīng)力云圖如圖4所示。

182，發(fā)生在200？和240？交界的邊緣處。而ZG270-500的許用應(yīng)力為180MPa。

2.根據(jù)計算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，空心軸臺階處出現(xiàn)了應(yīng)力集中的現(xiàn)象，并且最大應(yīng)力達(dá)到了材料的許用應(yīng)力。此危險截面處可以加大圓角半徑，從而可以改善最大應(yīng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 回轉(zhuǎn)窯編寫組.回轉(zhuǎn)窯（設(shè)計、使用與維修）.冶金出版社，1977[2] 朱泉，許林發(fā).建材機械工程手冊.武漢工業(yè)大學(xué)出版社

[2] 李英.大型回轉(zhuǎn)窯筒體強度計算與分析.有色冶礦，2011