MQY6095球磨机筒体法兰处有无筋板结构的有限元分析对比

王晓辉　杨玉巍　曲迪

摘 要：本文通过对MQY6095球磨机回转体进行有限元分析，比较筒体法兰处有无加强筋板两种方案下筒体的最大应力和最大变形量，为设计工作提供参考。

关键词：球磨机；有限元；筒体法兰；筋板

中文分类号：TD453 文献标识码：A

筒体是球磨机的关键部件，对其进行有限元分析，比较不同结构下其强度和刚度的变化是十分必要的。

1.有限元仿真分析

本文采用solidworks建立三维模型，将其导入workbench进行有限元分析。MQY6095回转体（含大齿轮）有限元模型如图1所示。

本文主要讨论筒体的强度和变形，仅对球磨机满载静止状态进行分析，在实体建模时没有建立筒体及端盖的衬板、中空轴内部的衬套等，为了不影响计算，重力载荷采用等效密度方式施加以实现重力补偿。内部的钢球和物料看成是等密度体，并认为它的上表面是水平的，它对筒壁的正压力正比于物料层的深度。钢球和物料的重量离散成相应单元面积上的压强值，如图2所示。

2.有限元结果分析

图3为回转体应力分布云图，无筋板结构中回转体最大应力为77MPa，在端盖的把合法兰处；有筋结构中回转体的最大应力为61MPa。

本文主要考察筒体的应力状态，由图4筒体最大应力分布可以看出，无筋板时最大应力点在浮动端的筒体法兰根部，约为50MPa。有筋板时筒体最大应力分布在筒体法兰根部和拉筋的中部，约为36MPa

回转体位移分布如图5所示，无筋板结构最大位移为1.71mm。有筋板结构最大位移为1.55mm。

结论

有拉筋结构使筒体的最大应力下降了14MPa，下降幅度明显。最大变形量也有所下降，整体刚度得到小幅提升。

有筋结构中，拉筋与筒体连接处有一定的应力集中，但除了筋本身应力较大外，筒体应力要小于无筋结构。

从分析结果上说，有筋结构更加稳健，安全系数更高，但分析中将筋和筒体认为是一体的，未考虑焊缝强度和由于焊接所引起的热应力影响。因此有筋结构的实际受力情况要比分析结果严苛。

参考文献

[1]王国强，李文亮，等.球磨机回转体有限元分析[J].中国水泥，2006（2）：58-61.