大型回转窑支承构件滚动接触应力场和疲劳寿命研究

发布时间：2020-12-21 23:59

　　回转窑是冶金、化工、建材等行业生产流程中的核心设备，保证其安全、高效地运行是企业提高经济效益的关键。滚圈和托轮是回转窑的主要支承构件，在工作中处于牵引滚动接触状态。长期以来人们对回转窑滚圈热态运行时表面应力状态不清，滚圈的表面失效(疲劳剥落和掉块)、滚圈的疲劳开裂是支承系统失效的主要形式，由此引发多种机械故障与安全事故，此类事故严重威胁着回转窑维护工作人员的人身安全，引起生产流程的中断，造成重大生产损失。本论文针对这一状况，应用接触力学和微动摩擦学理论对回转窑滚圈与托轮的滚动接触状态下接触应力场进行了系统的研究，推导出了轴线平行的回转接触构件在牵引滚动接触状态下接触表面以及接触区内部的各应力分量的理论计算公式。在此基础上，对接触区内部最大主剪应力的大小、位置以及方向进行了系统分析，确定了滚圈表面微动疲劳剥落坑的裂纹扩展理论路径，现场拍摄的大量图片和前人研究成果有效的验证了该扩展路径的正确性，同时也验证了滚动接触疲劳剥落坑的裂纹扩展属于Ⅱ型裂纹扩展，整个扩展阶段最大主剪应力是其源动力，对裂纹扩展起主导作用。结合接触区各应力分量计算公式和工程软件ANSYS的分析结果制定了滚圈表面疲劳危险点... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

托轮和滚圈表面光亮的滑移带

滚圈为一厚圆环，在水泥窑中称之为轮带，是回转窑的主体部件之一。回转窑筒体、窑衬、物料等所有回转部分的重量，都要通过滚圈施加到托轮上。滚圈的自重也达到数十吨仁’，二月。从图2一2中可以获得滚圈在筒体上的相对位置以及的大小的直观映像。图2一2回转窑结构形式及滚圈位置示意本文研究对象是大型回转窑滚圈，因此以中国铝业股份有限公司河南分公司氧化铝厂3“回转窑箱形截面、整体铸造滚圈为对象进行微动疲劳分析。在筒体、滚圈、托轮构成的回转窑支承系统中，滚圈位于中间位置，起到传递载荷的作用。每档滚圈由两个托轮支承。两托轮分别与筒体截面的竖直中心线成30“夹角。滚圈内径比筒体外径稍大，使滚圈与筒体在下半周相接触，上半部分留有间隙。筒体在摩擦力的带动下随滚圈转动。滚圈外圈与托轮接触，受到两个托轮的支承，并通过摩擦力带动两托轮转动。筒体、滚圈、托轮三者位置关系如图2一3所示。图2一3滚圈静力状态

滚圈为一厚圆环，在水泥窑中称之为轮带，是回转窑的主体部件之一。回转窑筒体、窑衬、物料等所有回转部分的重量，都要通过滚圈施加到托轮上。滚圈的自重也达到数十吨仁’，二月。从图2一2中可以获得滚圈在筒体上的相对位置以及的大小的直观映像。图2一2回转窑结构形式及滚圈位置示意本文研究对象是大型回转窑滚圈，因此以中国铝业股份有限公司河南分公司氧化铝厂3“回转窑箱形截面、整体铸造滚圈为对象进行微动疲劳分析。在筒体、滚圈、托轮构成的回转窑支承系统中，滚圈位于中间位置，起到传递载荷的作用。每档滚圈由两个托轮支承。两托轮分别与筒体截面的竖直中心线成30“夹角。滚圈内径比筒体外径稍大，使滚圈与筒体在下半周相接触，上半部分留有间隙。筒体在摩擦力的带动下随滚圈转动。滚圈外圈与托轮接触，受到两个托轮的支承，并通过摩擦力带动两托轮转动。筒体、滚圈、托轮三者位置关系如图2一3所示。图2一3滚圈静力状态

【参考文献】：
期刊论文
[1]热态下回转窑筒体温度应力、机械应力的研究(二)[J]. 刘起昌,王伟,周希杰,吴抵.  中国建材装备. 1998(02)
[2]热态下回转窑筒体温度应力、机械应力的研究(一)[J]. 刘起昌,王伟,周希杰,吴抵.  中国建材装备. 1998(01)
[3]我国水泥回转窑的现状、问题和对策[J]. 虞伯铭.  中国建材装备. 1996(04)
[4]接触疲劳裂纹的萌生与扩张行为的研究[J]. 沙江波,井晓天,楼秉哲,沈福三.  金属学报. 1995(09)
[5]我国水泥工业湿法回转窑的发展对策[J]. 王铭洛.  中国建材. 1995(01)



本文编号：2930756