球磨機筒體受力情況計算及運動(dòng)狀態(tài)分析

球磨機筒體受力情況概述

  磨機一般由進(jìn)料中空軸、出料中空軸、進(jìn)料端蓋、出料端蓋及筒體五部分組成，各段之間以及大齒輪與筒體之間均通過(guò)高強度螺栓連接。由于其兩端為軸承支撐，故將磨機簡(jiǎn)化成一段固支、一端鉸支的梁。通常按作用形式將載荷分為均布和集中兩類(lèi)。一般情況下磨機的運動(dòng)狀態(tài)分為靜載、啟動(dòng)和作業(yè)三種典型工況。

  筒體螺栓按使用功能分為垂直于筒體軸線(xiàn)分布的各段筒體之間連接用螺栓和平行于筒體軸線(xiàn)分布的單段筒體各片之間的連接用螺栓兩種。

  靜載工況下，筒體所受均布載荷有：各段筒體自重、各段襯板自重以及填充物料自重；筒體所受集中載荷只有大齒輪自重，該情況下筒體不受轉矩。

  啟動(dòng)工況和靜載工況相比，均布載荷沒(méi)有變化，集中載荷增加了啟動(dòng)齒輪力，同時(shí)增加了啟動(dòng)轉矩，啟動(dòng)轉矩通常為工作轉矩的3倍。

  作業(yè)工況下，填充物料對筒體產(chǎn)生的均布載荷與其他兩種工況有較大區別，筒體內物料處于上升或拋落狀態(tài)。處于上升狀態(tài)的物料做圓周運動(dòng)，對筒體有自重力G1以及離心力Fc的作用，拋落狀態(tài)的物料對筒體產(chǎn)生沖擊力P，如圖所示：

  拋落狀態(tài)物料的自重力記為G2，對P、Fc、G1、G2進(jìn)行積分計算后的：Px+Cx=0，Py+Cy=G2，故該工況下填充物料對筒體的作用力F=G1+G2，數值等于填充物自重。集中載荷方面，該工況下球磨機筒體受到齒輪力以及大齒輪自重作用，同時(shí)需承受工作轉矩。

  3種工況中，對于使用鉸制孔螺栓的筒體連接形式，高強度螺栓只受彎不受扭，通常取使螺栓承受交變載荷的作業(yè)工況為研究對象，對該工況下的螺栓進(jìn)行靜強度與變載荷強度校核計算。但對于沒(méi)有鉸制孔螺栓，完全依靠高強度螺栓傳遞轉矩的筒體，螺栓剩余預緊力需要產(chǎn)生的摩擦力遠大于需要螺栓克服的工作拉力，因此，應對3中工況的螺栓受力進(jìn)行綜合分析，取危險的情況對球磨機螺栓強度進(jìn)行校核計算。