回轉(zhuǎn)窯整體結(jié)構(gòu)建模分析

回轉(zhuǎn)窯簡介

回轉(zhuǎn)窯一般身長百余米，廣泛用于水泥、礦冶、建材及化工等高溫作業(yè)，為了進一步完善規(guī)劃回轉(zhuǎn)窯設(shè)備，我們以某大型回轉(zhuǎn)窯為研究對象，建立回轉(zhuǎn)窯三維有限元模型對其整體結(jié)構(gòu)進行分析優(yōu)化。

回轉(zhuǎn)窯模型

回轉(zhuǎn)窯主要由滾圈、筒體、托輪及托輪軸等部件組成。由于回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建模時應(yīng)簡化去掉一些影響不大的部件，并將其質(zhì)量折算到相應(yīng)位置以減少有限元模型的計算量。對其進行有限元結(jié)構(gòu)場分析，物料的動態(tài)安息角為29.7°。

回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)分析

1、受力分析

筒體材料為Q235-C，筒體各段厚度不均，并有3.5%的傾斜度；將筒體視為水平連續(xù)梁，處理后等效重力加速度為9.794N/kg；筒體內(nèi)物料的質(zhì)量為450t，物料在筒體內(nèi)向前勻速移動，且物料在總重量中所占的比重較小，故將其在軸線方向作為均布載荷，均布載荷集度。

大齒圈重45t，安裝在筒體38.0~39.6m范圍內(nèi)，大齒圈的質(zhì)量應(yīng)按照均布載荷作用在筒體上與切向鋼板連接處的相應(yīng)位置，又因為其作用寬度較小，在計算支反力的過程中，因此將大齒圈的質(zhì)量作為集中力處理。

2、載荷和約束

在回轉(zhuǎn)窯筒體上施加計算所得的均布載荷，將大齒圈的質(zhì)量作為集中力加載到相應(yīng)的筒體位置上。在滾圈內(nèi)表面方向上施加旋轉(zhuǎn)約束，在另一方向（軸向）上施加平移約束和旋轉(zhuǎn)約束，在第三方向上施加平移約束。

在托輪孔內(nèi)部方向上施加平移約束和旋轉(zhuǎn)約束，在另一方向上施加平移約束和旋轉(zhuǎn)約束，在第三方向上施加平移約束。

在托輪軸兩個端面方向上施加平移約束和旋轉(zhuǎn)約束，在另一方向上施加平移約束和旋轉(zhuǎn)約束，在第三方向上施加平移約束。

采用Solid70單元對其進行網(wǎng)格劃分，得到351424個單元格，并以此對回轉(zhuǎn)窯進行進行結(jié)構(gòu)分析。

根據(jù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的實際受力狀況，推導(dǎo)得出物料達到動態(tài)平衡時的動態(tài)安息角，并在模型計算中考慮動態(tài)安息角，使回轉(zhuǎn)窯受力分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，為回轉(zhuǎn)窯精確運行提供依據(jù)。