軋輥輥套磨回轉(zhuǎn)筒體研究

筒輥磨（國(guó)內(nèi)又稱臥式輥磨機(jī)、臥輥磨)是近年來(lái)中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司為鋼鐵行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)而開(kāi)發(fā)的“新型冶金工業(yè)鋼鐵渣粉磨節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)”（國(guó)家發(fā)改委,2008年度重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)項(xiàng)目，發(fā)改辦高技，主要應(yīng)用于冶金行業(yè)鋼鐵渣資源綜合利用以及其他如水泥、鋼鐵、原料礦山等高耗能行業(yè)粉磨作業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。筒輥磨在工藝上具有“設(shè)備布置緊湊，占地少，流程簡(jiǎn)單，易于操作和水泥品種的快速轉(zhuǎn)換”以及“可用于水泥終粉磨、生料粉磨和礦渣粉磨”特點(diǎn)。設(shè)備上 “可靠性較輥壓機(jī)要高，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，振動(dòng)小”以及 “能量代用系數(shù)達(dá)1.5 ~ 2.5，與輥壓機(jī)基本相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)。為了更好地了解筒輥磨設(shè)備,認(rèn)識(shí)筒輥磨核心部件回轉(zhuǎn)筒體的功能、任務(wù)與工藝要求，從設(shè)備結(jié)構(gòu)方面對(duì)構(gòu)成回轉(zhuǎn)筒體的組成部件筒節(jié)、內(nèi)襯、 襯板三者在強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及失效準(zhǔn)則(或結(jié)構(gòu) 破壞)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)方面進(jìn)行研究，著重分析筒體計(jì)算原則與理論依據(jù)，確定適合于筒輥磨筒體設(shè)計(jì)與計(jì)算的理論方法。

筒體結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)筒體是筒輥磨核心部件之一，承擔(dān)受料、 整流、布料、導(dǎo)料、粉磨、排料、傳遞扭矩等多項(xiàng)設(shè)計(jì)功能；而且還要在筒體兩側(cè)端面狹小空間與區(qū)域面積上，承擔(dān)把合傳動(dòng)大齒輪、把合端面密封裝置等其他多項(xiàng)輔助功能與任務(wù)?；剞D(zhuǎn)筒體筒節(jié)短而粗，長(zhǎng)徑比小于1，一方面要傳遞扭矩，實(shí)現(xiàn)設(shè)備正?；剞D(zhuǎn)工作;另一方面要承受連續(xù)交變動(dòng)載荷和瞬時(shí)強(qiáng)烈沖擊,并處于長(zhǎng)期重載高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。筒輥磨在生產(chǎn)過(guò)程中工況惡劣，粉塵顆粒肆虐，因沖擊而引發(fā)機(jī)械振動(dòng)、設(shè)備過(guò)載現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此設(shè)計(jì)要求高，不但要滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，而且還要滿足剛度設(shè)計(jì)要求，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

回轉(zhuǎn)筒體整體結(jié)構(gòu)由外筒（即筒節(jié)，結(jié)構(gòu)形狀)、內(nèi)襯、襯板構(gòu)成的粉磨軌跡三大部分以及其他零部件構(gòu)成。外筒的三維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，中間凸起部分為簡(jiǎn)節(jié)加強(qiáng)環(huán)，對(duì)圓形筒節(jié)起到了加強(qiáng)作用，從設(shè)備工藝角度講,起到了回轉(zhuǎn)筒體固定與定位作用。邊緣凸起部分圓環(huán)相當(dāng)于傳動(dòng)法蘭,起到了把合傳動(dòng)大齒輪作用。筒節(jié)結(jié)構(gòu)三維透視圖，可更清楚地看清筒節(jié)端面結(jié)

筒體設(shè)計(jì)

已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化的筒輥磨回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)徑達(dá)到了3800mm,而筒節(jié)長(zhǎng)度卻不及直徑尺寸數(shù)值，這與球磨機(jī)情況截然相反，已不再像球磨機(jī)那樣長(zhǎng)徑比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1而是小于1 了。因長(zhǎng)徑比發(fā)生了本質(zhì)變化，于是帶來(lái)了一系列問(wèn)題,首先而且是根本問(wèn)題: 原有球磨機(jī)筒體成熟、長(zhǎng)期使用的薄壁設(shè)計(jì)理論，顯然因長(zhǎng)徑比變化，已經(jīng)不能繼續(xù)適用于筒輥磨筒節(jié)（圓環(huán))計(jì)算與設(shè)計(jì)要求了，需要尋找一種新的計(jì)算理論,來(lái)滿足筒輥磨筒節(jié)分析計(jì)算需求。

筒輥磨工作狀態(tài)雖然與化學(xué)工業(yè)壓力容器工作狀態(tài)有些差別，但還是有許多相似之處，粉碎過(guò)程中筒體受力形式雖不像化工容器那樣三維方向連續(xù)承壓，但卻可以將其看成是在承受周期性交變粉碎壓力。實(shí)際上球磨機(jī)筒體也可以看成是一種 容器，只不過(guò)長(zhǎng)徑比數(shù)值大而筒壁薄。按上述比對(duì),分析認(rèn)為可以把化工容器受力分析方法移植過(guò)來(lái)，用于筒輥磨回轉(zhuǎn)筒體受力狀態(tài)分析

制造圓筒型容器的材料一般采用塑性好強(qiáng)度 高的合金材料，而這些材料多數(shù)都有明顯的應(yīng)變硬化現(xiàn)象。當(dāng)筒體內(nèi)壁進(jìn)人屈服狀態(tài)后,塑性區(qū)域隨著內(nèi)壓的升高逐漸向外擴(kuò)展，并使整個(gè)筒體進(jìn)人全屈服狀態(tài)。隨著塑性的擴(kuò)展，塑性變形將引起材料 的硬化效應(yīng)以及器壁的減薄，當(dāng)硬化效應(yīng)的作用比較顯著時(shí),筒體承載能力不斷提高,直到硬化效應(yīng)與壁厚減薄兩種作用影響相互抵消時(shí),承載力達(dá)到了極限值，按照壁厚減薄的影響逐漸顯著，承載能力卻隨之下降，于是，筒體就在較低載荷下發(fā)生爆破。整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的最大承載能力稱之為極限承載能力,爆破時(shí)的內(nèi)壓稱爆破壓力。爆破壓力是在維持較長(zhǎng)時(shí)間下達(dá)到破壞的最低值。