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工艺装备
王琳,等:大型回转窑筒体惹置有限元分析研究
8R的いi0
中田分类号:TQ172.6文献标识码:B文章编号:1007-0389(2010)02-48-07
大型回转窑筒体装置有限元分析研究
王琳,王炳龙,陆大刚,梁军(洛阳矿山机帔工程设计研究院有限责任公司,河南洛阳471039)
摘要:应用 ANSYS软件分析大型回转密筒体应力分布状况。重点以5.6mx87m日产8000熟朴回转窑为例,进行了筒体各
段节的应力分析,在此基础上提出了大型回转窑各筒体段节的优化设计方案,另外通过对5.6mx87m日产5000熟料的成熟
回转窑的分析及比较,提出了简化筒体设计的理论依据
关键词:回转窑;筒体;有限元;应力分布
Finite Element Analysis of large scale rotary kiln shell
Wang Lin, Wang Binglong, Lu Dagang, Liang Ju(Luoyang Mining Machinery Engineering Design Institute(LMM 1)1)Company
Ltd.
Abstract: The stress distribution of Large scale rotary kiln shell was analysed by ANSYS. Tae a 5.6 m rotary kiln(the clinker
output is 8000t per day )as example, analysed the stress distribution, base on which put forward the optimizing design scheme for each
segment of rotary kiln shell. And compared with the 5.6m87m mature rotary kiln(which clinker output is 5000t per day) brought
forward the theory basis for simplifying the shell desigr
Key words: rotary kiln: barrel; finite element; stress distribution
带、过渡带和冷却带,内部有220~260mm的砖衬。
0前言
因各部分的温度和受力有差异,且作用不同,所以各
回转窑筒体结构属薄壁囻筒,多数回转窑筒体部位钢板材料和厚度也不同。筒体的截面刚度(表
采用三档及三档以上支承,受力状态属静不定问题,现为挠度值)和筒体的强度(表现为 mises)应力值)
且计算过程相应复杂。本文对4m直径以上的国是由筒体的厚度、钢板材料、机械性能以及结构形式
内外大型回转窑筒体进行数据收集,根据回转窑简来决定。
体的设计和理论计算,分析其受力状况。在此基础
随着回转窑不断向大型化发展,筒体的钢板材
上应用有限元软件( ANSYS)着重对三档大型回转料已由Q235-A,提高到采用碳素板材Q235-B、
窑筒体进行应力分析研究,确定大型回转窑筒体的Q235-C,以及低合金压力容器钢板
结构和参数并进行分析,从而达到优化回转窑筒体Q245R(GB713-2008)。国内筒体的钢板材料:4m
的设计和合理选用材料的目的。
直径的筒体钢板材料采用Q235-C,04.5m~@5m直
1回转窑筒体钢板厚度和材料的分析对比
径的筒体钢板材料采用Q245R或Q235-C,95m~
6m直径的筒体钢板材料大部分采用Q245R或高
回转窑多为三档及三档以上支承。本文只分析温段采用Q245R、其他段采用Q235-C。国外筒体的
三档支承回转窑,筒体简图见图1。筒体由支承段、钢板材料:p5m~D5.6m直径的筒体,其高温段和
过渡段、中间段、悬伸段组成,整个筒体又分为烧成轮带筒节处钢板材料采用Mat220(对应于国内的
渡段支永段过波
中间段过渡段支丞段过渡段
段
t渡段支
悬伸段
悬仲段
图1回转客筒体简图
水沦?
2010年第2期
万方数据
王琳,等;大型回转窑筒体装置有限元分析研究
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16Mn3),其他段钢板材料采用Mat1100(对应于国体厚度和材料对比见表2。
内的Q235-C)。6m直径的筒体钢板材料采用Mat表1确定不同规格回转客的筒体钢板厚度的经验公式
1220。
筒体直径
简体厚度与
简体厚度
为了优化筒体的设计,运用常规的经验公式,对
D/m
直径比D
取值/mnm
国内外大型回转窑筒体进行比较和分析。对不同规
4~4.5
0.00625~0.00556
格回转窑,国内确定筒体钢板厚度采用的一般经验
4.5~5
0.00622~0.00560
28
公式见表1;相近规格回转窑,国内外公司采用的筒
0.00640~0.00582
表2相近规格回转窑国内外公司采用的的体钢板厚度和材料对比
中间段筒体
轮帶筒节处厚度及宽度
单位
规格/m
钢材名称
钢材名称
厚度/mm
档
档
FLS
5x80
Mat1 100
75200075/2000·75/2000
Mat 1220
合肥院
Φ5x80
36
0245R
9o/230090/2400
90/2300
Q2
45R
POLYSTUS 5.6x87
40
Q245R
852600100290085/2600
Q245R
中信重工
の5.6x87
32
0235C
85/240090260085/2400Q245R和Q235-C
2回转窑簡体受力状况
各支承段节托轮给予的支承反力(其分布见图3),
在运转过程中又有物料的均匀度和筒体自身变形以
分析回转窑筒体受力,必须分析回转窑在工作
及转动时的扭动影响着
状态时载荷及受力来源。回转窑筒体上的载荷包
受力。本文着重以中信
括:筒体的自重、轮带重量、大齿圈装置重量、衬砖的
重工机械股份有限公司
重量、窑皮的重量、物料的重量等,其分布见图2。
设计的日产8000熟料
的回转窑(规格为5.6m
档集中载荷
档集中載荷
三档集中載荷
齿图栽荷
x87m)为例,对筒体进行
有限元分析,其筒体、内
支承力
支承力衬、窑皮的载荷分布图如
图2回转容集中载荷分布图
图3托轮支承反力简图图4。
客皮度m155
2.4,,2.5
2.9
2.42.5
300
86
集中载荷
各档跨度
38.36
16.71
3.362.52.42.5
22.93
单位fm)
图4のS.6mx87m回转容載荷分布图
水泥??年第2
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