大型回转窑筒体设计及其有限元分析
专业：机械电子工程学号：123
学生姓名：AAA 指导教师：AAA
手工做花灯摘要
通过ANSYS软件对某红土矿冶炼厂的大型回转窑筒体进行有限元分析。在有限元分析之前，对筒体进行受力分析与计算，计算结果以施加载荷的形式加载到有限元模型上。本文推导了物料在筒体移动过程中对筒体内壁作用力的公式，并将该作用力以函数加载的形式作用于筒体的内表面上，而对筒体自重和耐火砖重量以设定当量密度的方法进行加载。筒体采用简化模型，未考虑大齿圈产生的扭矩对筒体的作用，主要对筒体轴向变形与受力进行分析。
模型施加载荷与约束之后，求解得出筒体不同截面沿周向应力变化曲线及不同角度上筒体轴向应力变化曲线。通过对应力曲线的分析，得出筒体在靠近支撑部位剪切应力和周向应力作用较大，轴向应力在两档中间位置达到最大值，而周向应力和剪切应力较小。通过对筒体受力情况的分析，可以得出大型回转窑各段节的优化设计方案。
关键词：回转窑；筒体；ANSYS有限元分析；应力分布
Design and finite element analysis of large scale rotary kiln shell
Abstract
猪八戒之歌The finite element analysis of large scale rotary kiln shell was analyd by ANSYS.Before finite element analysising,the stress must be calculated and analysid，and then the calculations will apply on the finite element model.The formula of stress on inside surface when the material are moving in the rotary kiln shell was deduced in this text,and apply the stress on the inside surface through function loading.when loading the action of gravity of refractory bricks and shell,just by means of tting equivalent density.This rotary kiln shell model was one kind of simplified models,becau the impact of torque which was caud by gear-ring was not be considered.T he main content of this text were the axial deformation and stress analysis。
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After applying loading and defining DOF constraints，ANSYS can compute the datas and draw change curve of circumferential stress and axial stress.Through the analysis of the change curve,the conclusion that the circumferential stress and shear stress are more large near the support part of the shell, axial stress maximizing at the middle of two support,but the circumferential stress and shear stress are smaller at this Position.The optimizing design scheme for each gment of rotary kiln shell was put forward bad on analysing the stress distribution.
Key words:Rotary kiln;Kiln shell;ANSYS finite element analysis;Stress analysis
目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第一章绪论 (1)
1.1回转窑的介绍 (1)
1.2回转窑筒体结构组成 (1)
1.3筒体研究的重要意义 (2)稻麦
1.4本文研究主要内容 (2)
1.5本文研究方法 (3)
1.6 ANSYS软件介绍 (3)
第二章回转窑筒体受力状况分析计算 (4)
2.1筒体连续梁模型的载荷分布及其等效简化 (4)
2.2 利用Ansys计算筒体连续梁模型的支反力 (4)
2.3 支撑受力分析 (6)
男女对唱歌曲大全老歌第三章回转窑筒体的有限元建模 (7)
3.1材料属性和实常数定义 (7)
3.2几何建模 (7)
3.3单元类型的选择 (8)
3.4有限元网格的划分 (9)
3.5边界约束处理 (10)
3.6载荷的施加 (11)
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第四章计算求解与结果分析 (14)
4.1变形状态分析： (14)
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4.2应力状态分析 (15)
4.3按不同路径分析应力变化 (16)
4.4 分析总结 (20)草的诗句
参考文献 (22)
致谢.......................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论
1.1回转窑的介绍
在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转设备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。
回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑；1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑；1885英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。
回转窑的发明，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况，在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量最多。建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等；耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。
1.2回转窑筒体结构组成
回转窑筒体是由不同厚度的钢板卷制成段后焊接而成，支撑组数为3-6档，每档支撑由左右对称的两个拖轮及上方的轮带组成，筒体活套在轮带内，轮带内的筒体钢板一般较厚，并有垫板，以保证横截面有足够的刚度。轮带支撑在两个拖轮上，轮带分别于竖直方向成30°角安装。筒体内镶嵌着耐火砖保温材料，既满足煅烧工艺要求，又保护筒体不受热辐射影响而降低热耗。筒体与水平微倾斜安装，为阻
止筒体下滑，以及避免拖轮和轮带工作表面因宽度不等而发生不均匀磨损，在第一档轮带下方设置液压挡轮，施加推力控制筒体轴向窜动。筒体由切向弹簧钢板固定着大齿轮，由电动机经减速器和小齿轮传递动力减速回转。
