螺栓预紧力的球磨机筒体应力有限元分析.pdf

机槭设计与制造
第7期
Machinery Design Manufacture
2014年7月
螺栓预紧力的球磨机筒体应力有限元分析
陈黎涛,刘义',薛玉君,邹声勇23
(1.河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;2洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司,河南洛阳471003;
3矿山重型装备国家重点实验室中信重工机械股份有限公司,河南洛阳471003)
摘要:球磨机是在建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种机械。球磨机筒体隔舱之间通常采用螺栓联接,螺栓
预紧力对筒体强度有重要影响。针对q(7.32x11.28)m溢流型球磨机,在考虑螺栓预紧力影响的情况下,采用现今比较成
熟的有限元方法对球磨机筒体进行实体建模,通过采用直接加载法、等效应变法和不考虑螺栓预緊力等三种方法施加螺
栓预紧力并进行计算分析,将三种方法的计算结果与实验结果进行对比,研究了考虑施加螺栓预紧力对于筒体模型计算
结果的影响。
关键词:球磨机筒体;有限元;螺栓预紧力;載荷
中图分类号:TH16;TD453文献标识码:A文章编号:1001-3997(2014)07-0004-04
Finite Element Analysis of the Bolt Pretension Ball Mill Shell Stress Strength
CHEN Li-ta0, LIU Yi, XUE Yu-jun, ZOU Sheng-yong
(I School of Mechatronics Engineering, Henan University of Scienee &Technology, He'nan loyang 471003, China
2. Luoyang Mining Machinery Engineering Design Institute Co, Ltd, He'nan Luoyang 471003, China
3. State Key Laboratory of Mining Heavy Equipment(CITTCHIC), He'nan I uoyang 471003, China)
Abstract: The ball mill is one kind of comminuting machines widely used in building maerials, metallurgy, minera
processing and so on. Ball mill shell bulkhead is always connected by bolts which hae a mqor impact on the strength of shell
Considering the influence of bol pretension, the modern mature finite element method is used to build the model ofthe(7.32
11. 28)m flou type ball mill Bot ee s s oaded y three kinds of ways, directly loading method, equivalent method
and not considering bolt pretension method. ach of them is calculated and compared with experimentd results. Calculation
and comparison lead to the influence of taking bolts into consideration has being analyzed.
ey Words: Ball Mill Shell; Finite Element; Bolt Pretension; Load
1引言
带动筒体转动。当筒体转动时,筒体内部的破碎介质和矿石在摩
在选矿、建材、化工、治金及材料等工业部1中、球机都是最擦力和离心力的作用下随着筒壁上升到一定的商度之后由于重
普遍、最通用的粉磨设备,在矿物粉碎和超细粉碎加工中占有重要力的作用开始脱离筒壁自由落下。物料就是通过破碎介质在落下
地位。而筒体又是其最重要的部件,对于球磨机的工作起到极大的时的冲击力和滚动时的磨剥作用被粉碎。物料通过给料口进人筒
作用,所以对于球磨机筒体的结构分析十分重要。通常球机体,再通过溢流和连续给料的作用从出料口排出。
体承受很大的载荷,而球机筒体分成几个隔舱,各隔舱通过螺栓3有限元分析
联接,筒体法兰之间的螺栓联接是球磨机的一个重要部分,螺栓预3.1有限元模型建立
紧力可以提高螺栓联接的可靠性、防松能力和螺栓的疲艻强度,增
首先需要获得有利于分析的结构模型或力学模型。球磨机
强联接的紧密性和刚性。但是,目前对于球磨机筒体的有限元分的实际结构较为复杂,主要由球磨机筒体、两个端盖和位于简体
析般没有考虑筒体螺栓预紧力的影响。在建模时考虑施加螺栓顶一侧的大齿轮组成。各零部件之间由螺栓联接固定。球磨机的筒
紧力,可以更加真实反映筒体的受力情泥,对于筒体的有限元分析体通过中空轴轴颈支撑在两个静压滑动轴承上。在保证计算精度
具有一定的参考价值,有助于简体的优化设计。因此,在建模时考的某础上,为了提高计算效率,对模进行如下简化:(1)焊接质
虑施加螺栓预紧力对于有限元分析结果有着重要的影响。
量可靠,且不考虑焊接对于各部件传导力的影响;(2)对大齿轮进
2球磨机工作原理
行简化;(3)对两端轴承进行简化;(4)不考虑螺纹孔、倒角等因
球麾机筒体通过电机驱动,经由减速器减速,由齿轮传动带素;(5)筒体表面的螺栓孔等对计算影响小,故不予考虑;(6)由于
来稿日期:2013-12-10
基金项目:国家重点基础研究发展(973)计划项日(2010CB736007)
作者简介:陈黎涛,(1989~),男,浙江绍兴人,研究生,主要研究方向:机械设计;
薛玉君,(1971-),男,河南人,博土,教授,主要研究方向:机械设计