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齿圈作为矿用回转窑和球磨机的重要组成部件,其设计、制造理论已逐渐趋于成熟,但吊装方法还有待完善。随着矿用球磨机、回转窑设备的大型化,与其相配套的齿圈也朝着大型化的方向发展。一方面齿圈的外形尺寸和重量越来越大,其相对的结构刚性越来越小;另一方面齿圈安装精度要求越来越高,其结构的刚性下降导致齿圈的吊装工艺难度越来越大。如何在满足齿圈安装精度要求的同时,有效减小齿圈吊装时的结构变形,是目前众多重型机械企业面临的重要工程问题之一。传统的齿圈吊装施工,大多数施工人员往往凭借施工经验和简单的计算对吊装过程中齿圈的变形量进行估算,从而完成对吊装方案的选取,很少做系统而全面的吊装变形分析,这使得齿圈在不同吊装方式下的变形不能量化,无法制定科学合理的吊装方案及选取最优的吊点,从而达不到优化起吊方案和吊点的目的,直接影响吊装施工中齿圈的精度。本文以特大型齿圈的吊装为研究对象,分别讨论了齿圈吊装的方法、吊装技术方案的确定以及利用有限元仿真技术对φ10630.249mm齿圈吊装时的变形和应力进行了预测、控制,并利用最小能量原理对齿圈分段吊装的吊点进行了优化。 本研究主要内容包括:⑴为了系统而全面的对齿圈的吊装变形进行分析,通过查阅相关书籍资料、机械厂实地调研与研究,在借鉴现有特大型齿圈吊装技术的基础上,结合企业的实际需求和某类齿圈的实际结构,选取吊装施工中最常用的三种吊装方式:平吊、立吊、翻转,确定齿圈的吊装方案如下:整圆齿圈平吊、整圆齿圈翻转、半齿圈平吊、半齿圈翻转、半齿圈立吊、1/4齿圈平吊、翻转及立吊。⑵利用有限元分析软件ANSYS,对确定的8种吊装方案进行仿真加载分析,详细分析了在这8种吊装方式下齿圈的变形和应力情况,对每一种吊装方式下齿圈的变形和应力进行初步的预测,优化齿圈的吊装方案。⑶将应变能方法应用于特大型齿圈的吊装施工中,对齿圈的吊装进行ANSYS数值模拟分析,并利用最小应变能原理计算出处于最小应变能组合下的吊点组合,该吊点组合即为最佳吊点组合,并经验证推广到同种齿圈其它类型的起吊及相同类型齿圈的起吊中。