风扇磨煤机打击轮连接梁结构分析研究.pdfVIP

黑龙江省电机工程学会青年科技论坛优秀论文集 风扇磨煤机打击轮连接梁结构分析 王 涛，殷佩山 (中国华电富拉尔基发电总厂，黑龙江齐齐哈尔161041) 摘要：基于有限元法。应用ANSYS7，0结构分析软件，对电厂风扇磨煤机打击轮连接粱进行结 构分析，得出连接粱的应力场与整体变形。计算结果表明，与打击轮的前盘、后盘相比，连接梁具 有足够的强度储备。 关键词：风扇磨煤机；打击轮；连接粱；有限元；结构分析 在我国，有相当多的电厂使用风扇式磨煤机(以下简称风磨机)。打击轮是风磨机的关键组件。是风磨 机的-tL,脏部分。一套打击轮价格昂贵，且由于其转速高、质量大、工作环境恶劣、磨损快．常发生打击轮破 裂事故，将直接影响电厂安全生产并造成极大的经济损失。 打击轮是重型设备．结构庞大，受力情况复杂，因而研究打击轮的文献资料较少。且都集中在研究风 磨机运行特性的改善与打击板的磨损强度等方面[t-．q。1997年开始，笔者涉足于打击轮的结构分析研究．先 与强度分析嘲。本项研究将打击轮整体划分为12个子结构，而将连接粱视为子结构中的一个构件，用有 限元法，采用ANSYS7．0结构分析软件，对连接粱进行应力计算与强度分析。 在打击轮中，连接梁不仅将前盘、后盘连接起来构成打击轮整体，并将后盘的转动传递给前盘，同时 还支撑着承担破碎煤块任务的内、外打击板，因此，研究连接梁的结构分析方法，计算其应力与变形，分析 其强度与刚度，对分析研究打击轮的强度，对电厂安全生产和提高经济效益将有实际意义。 1连接梁的结构特点与计算机模拟 要描述连接梁在打击轮中的位置、作用、结构与相关连接零部件的关系等特点信息，首先应描述打击 轮子结构。 1．1打击轮子结构 打击轮主要由前盘、后盘、连接梁、内(外)打击板、前(后)盘护板等部件构成。由于12个连接梁、内 (外)打击板、前(后)盘护板等部件沿着前(后)盘圆周方向均匀、重复布置，这样整个打击轮沿圆周方向可 认为是12个子结构构成。选取其中—个子结构，即截取打击轮的1／12部分作为研究对象。 若仅仅考虑结构具有重复性这个特点，那么对于打击轮，沿圆周方向任何1112部分都可作为子结构。 但是考虑到进行有限元分析时，两相邻子结构相接的边界处要施加边界条件，这样，不同的选取方案要对 计算结果产生影响。为了将施加的边界约束条件对高应力区的应力分布影响最小，选取了如图l所示的 子结构，两边界处采用沿圆周切向方向刚度系数为1．0×10n的弹性边界元作为约束条件。 -49．． 黑龙江省电机工程学会青年科技论坛优秀论文集 图1打击轮子结构 1．2连接梁的结构特点与计算机模拟 连接梁通过连接螺栓在两端面处分别将前盘、后盘连接起来，且其两端台上的2号凸肩与凸缘分别 与前盘(后盘)的外、内止口相接。打击轮旋转时，内、外打击板直接压靠在连接梁的支撑面上(见图l、图 2)。连接梁本身结构与计算机模拟如图2所示。 图2连接梁结构 2连接梁受力分析 打击轮工作时，连接梁承受四种载荷．a随打击轮旋转，连接梁自身的离心惯性力Ib．自重m内、外打 击板的沿打击轮旋转方向切向作用力；d．通过打击板传递的被粉碎煤块的作用力。与前三种载荷相比，被 粉碎煤块的作用力很小m，可以忽略。 实际上，第3种载荷就等于内、外打击板随打击轮以495r／rain的转速旋转时的切向惯性力，被假设均 匀地分布在连接梁支撑面上。该切向惯性力可以通过对打击板分析计算得到8，即 F。。产140．7N，Fem=146．4N 式中，F。。为外打击板的切向惯性力；F。d为内打击板的切向惯性力。这样，均匀地作用在连接梁支撑面 上的分布力集度 kN／m2 q。=岛止B_=!!!!：!!!!!：!塑。=1．012 A 335．6X845x106玎az 式中，^为连接梁支撑面面积。 3连接梁的有限元计算 crh=570MPa，单位体积质