干法熄焦用电磁振动给料机给料槽结构的有限元分析.pdf

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千法熄焦用电磁振动给料机给料槽结构的有限元分析
洪敏,丁茹
(沈阳理工大学机械工程学院,沈阳110168)
摘要:利用 Solidworks软件对干法熄焦用电磁振动给料机的给料槽进行了三维建模,并运用 ANSYS软件建立了该
给料槽的有限元模型。通过对给料槽进行静力学分析,找出了给料槽在工作过程中的应力分布规律,并对给料槽的危险
区域作了分析。
关键词:电磁振动给料机静力学分析
中图分类号:TFO46.4
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2010)12-0059-02
Finite Element Analysis about the Supply Groove of CDQ Electromagnetic Vibratory Feeder
HONG Min, DING Ru
(Shenyang Ligong University, Shenyang 110168, China)
Abstract: The 3D model of supply groove in CDQ electromagnetism vibratory feeder is built based on Solid Works. The
finite element model of the supply groove is built by ANSYS. The statics analysis of the supply groove is carried out
The distributing law of the statie of supply groove is found out. The dangerous section is analyzed
Key words: electromagnetic vibratory feeder; statics analysis; CDQ
引言
给料槽振动的过程中,由于其结构受力复杂,按常规的方
干法熄焦( Coke Dry Quenching)是目前国外较广泛法计算其强度较困难,因此需要建立其振动力学模型。通
应用的一项节能环保技术,也是国内治金工业重点推广过对给料槽结构关键部件的有限元分析,了解其振动的
的节能减排技术。干熄焦生产线是利用冷的惰性气体,将特性,为结构改进设计提供理论依据,以提高电磁振动给
出炉赤红焦的显热回收的技术设备,与传统的湿法熄焦料机的可靠性。
相比,具有节约资源、排污量小和提高焦炭质量等优点。
在实际生产中,给料槽工艺的制定仍然依靠工艺人
近几年,国内在逐步开发研制干熄焦生产线,并使之现代员通过一些简单的经验公式并结合个人的实际经验来确
化、大型化、国产化。
定,缺乏精确的理论分析手段。在电磁振动给料机设计领
电磁振动给料机是干熄焦生产线上的一个重要设域,成形工艺研究由传统的“经验方式”到“定量分析方
备,也是该生产线上的一个核心部件。国内从1970年代式”,是现代科学发展的必然趋势。
开始研制电磁振动给料机并应用于生产实际,形成了几3给料槽的分析系统
种系列十几种规格的定型产品,使其得到了迅速的发展。
给料槽的分析系统包括:辅强筋、槽底加强筋、后筋
但是国内现有的电磁振动给料机都是一些中小型的机板、推力板、中筋板、前筋板、支撑弹簧用板、筋板、底板、
器,功率小,效率低,而且不适于连续输送高温、高粉尘焦出料口缘板、出料口顶筋板、椭圆板、上侧缘板、中侧缘
炭,所以开发研制大型专用电磁振动给料机是决定干熄板、进料筒连接板、侧板、后側板、中后缘板、上后缘板。这
焦生产线国产化的关键。在鞍山焦碳耐火材料研究院、唐些都是由Q235钢焊接而成。
钢、本钢等企业支3.1静力分析的有限元模型建立
持下,经过几年的
由于给料槽的结构比较复杂,选择采用 Solid Works
设计制造和试验,软件进行三维建模,然后把它导入到 ANSYS中进行网格
干熄焦生产线专划分,以得到有限元模型如图2。由于料槽的结构是对称
用电磁振动给料的,选择建立一半
机样机已经完成,的三维模型,再导
如图1所示。该设入到 ANSYS中进
备由激振器、给料行有限元分析。因
图1样机照片
槽、支架小车及控为这样可以提高计
制系统组成,重约7。
算速度,节省计算
2工作原理
时间。基于实际工
给料槽承受着激振器传给它的高频激振力,同时还况对计算结果精度
受到输送物料对它的冲击力、本身的惯性力等的作用。在要求不高及计算机
图2有限元模型
机械工程师2010年第12期』59
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的硬件条件对给料槽整体结构选取 Solid45三维八节点这里的强度校核采用静强度方法校核。给料槽材料采用
四面体单元类型,由于给料槽与地面由弹簧连接,并假设Q235,取安全系数为S=1.5,许用应力为=75MPa,从上
处理为弹簧单元,所以定义弹簧单元 COMBIN14单元类面分析可以看出,整个给料槽的强度都是满足强度条件的。
型,为了施加载荷的需要,另外建立了mass21质量块单4结论
元,定义刚化区域,以保证力能通过刚化区域传递到给料
(1)给料槽的进料筒连接板的靠近激振力的位置变
槽。网格划分后共有92001个单元,其中一个mas21单形最大,为薄弱处;
元,一个 COMBIN14单元。共有3386个节点
(2)给料槽各部位所受应力均为为周期性的变应力
3.2约束处理
平滑区域的应力值较低, Von Mises应力值低于IMPa;
根据给料槽的实际工况对其位移边界条件进行相应
(3) Von Mises最大应力值达到61.838MPa,建议在
的处理:限制料槽弹簧下支点的所有自由度;质量块单元焊接时应特别注意焊缝质量,焊后进行退火处理以消除
施加z方向的位移约束;由于料槽采取对称结构进行分焊接应力,避免给料槽在工作过程中从这些部位先发生
析,所以在料槽的对称面上施加正对称约束。
断裂;
3.3载荷处理
(4)给料槽的最大应力未超过许用应力,是满足强度
给料槽在工作过程中受到的载荷有激振器产生的激要求的。
振力、惯性力、重力、料槽绝对运动的阻尼力、隔振弹簧的
参考文献
弹性力、料槽对激振器壳体相对运动的阻力等。由于隔振[1]闻邦椿,刘树英,等振动机械的理论与动态设计方法[M.北
弹簧的弹性力通常比惯性力小得多,所以在近似计算时
京:机械工业出版社.2001.
闻邦椿,刘树英,何勅.[M].北京:机械工业出版社,2001
可以忽略不计;绝对运动的阻尼力和相对运动的阻尼力
对机体的振动的影响并不明显可以忽略。在计算模型中[3]朱维兵,候勇俊,张明洪GW-1型振动筛动态特性的PoE分
析[J.石油矿场机械,2000,29(3):12-14.
主要考虑激振力、重力和惯性力。
4]朱维兵.钻井筛筛面固相及液相运移规律研究[D.成都:西南
根据原始数据:电磁振动器上倾角20°料槽下倾角6°、
石油学院,2000
最大给料量140h、双振幅1.5mm、振动频率o=314rads、[5]侯勇俊,杨建忠,李国忠,等 XRZ