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球磨机大齿圈接头设计缺陷及改进方法

日期:2013-06-05  作者:网站管理员  浏览 QQ留言1151202703 联系电话:13849116116
导读:球磨机的大齿圈为两半对开齿圈,大齿圈组成整机以后需要用螺栓固定在排矿端法兰上(如下图1显示) 球磨机 在运转的过程中,经常出现大齿圈在接头处的一个齿牙从齿根处沿全长断裂,被迫更换大齿圈,这样就给我们带来金钱上的损失,也严重影响了球磨机设备的稳定运行。 问题分析: 长筒型球磨机的大齿圈接头形式为斜止口对接,其一半齿圈接头端面结构示意见图如下图2所示。 经过仔细分析断裂部位,发现在大齿圈接头处存在一个退刀凹槽,此退刀槽是为了加工斜止口方便,设计出的退刀凹槽。使接头处的齿牙根部强度明

球磨机的大齿圈为两半对开齿圈,大齿圈组成整机以后需要用螺栓固定在排矿端法兰上(如下图1显示)

球磨机大齿圈接头设计缺陷及改进方法

 

问题分析:
长筒型球磨机的大齿圈接头形式为斜止口对接,其一半齿圈接头端面结构示意见图如下图2所示。

球磨机大齿圈接头设计缺陷及改进方法

经过仔细分析断裂部位,发现在大齿圈接头处存在一个退刀凹槽,此退刀槽是为了加工斜止口方便,设计出的退刀凹槽。使接头处的齿牙根部强度明显减弱,以致造成大齿牙齐根断裂。

此处齿牙强度计算如下:

齿根处横截面为矩形,厚度为100 mm,抗弯截面模量W =b·h2/6:800×100 /6=1.33 m3

扭矩即为弯矩M =T=9 550×P/n=9 550×l 250/16.7 = 714.82 kN ·m:

产生的弯曲拉应力σ=M/IV=714.82/1.33=537.45 kN//m2

式中: 为抗弯截面模量,m3;b为横截面宽度,mm;^为横截面厚度,mm;肘为作用于梁上的扭矩,kN·m;P为电机功率,kW;n为磨机筒体转速,r/min;Or为弯曲应力,kN/m2

改进方法:

球磨机大齿圈接头就是因为在大齿圈设计时,为了制造方便,设计了退刀槽,使接头处的齿牙根部强度明显减弱,而且在退刀槽根部处也造成了应力集中,由于大齿圈齿牙受脉动循环应力作用,久而久之,造成大齿牙齐根断裂。这是在设计时没有考虑到运行实际情况而形成的设计缺陷,去掉退刀槽可避免此缺陷。为了增加大齿圈根部强度,需将大齿圈根部退刀槽去掉,经与其它球棒磨机大齿圈接头形式比较,仍然可以采用鱿削加工。将大齿圈根部退刀槽去掉后,齿牙强度计算如下:

齿根处横截面仍为矩形,但厚度增加到150 mm。抗弯截面模量 W=6·h2/6 =800×150 /6 =2 m3

扭矩即为弯矩M =T=9 550×P/n=9 550×1 250/16.7 = 714.82 kn /m2

产生的弯曲拉应力σ=M/IV =714.82/2=357.41 kn/m产生的弯曲拉应力减小了40%。

可见齿根抗弯强度增加,可有效避免大齿圈的齿牙齐根断裂报废。

球磨机在运转的过程中,经常出现大齿圈在接头处的一个齿牙从齿根处沿全长断裂,被迫更换大齿圈,这样就给我们带来金钱上的损失,也严重影响了球磨机设备的稳定运行。

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