高壓輥磨機(jī)磨輥堆焊修復(fù)過程的有限元分析.pdf

1、高壓輥磨機(jī)作為一種新型的粉磨設(shè)備，相比于傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，具有高效、節(jié)能、噪音小等特點(diǎn)，因而在許多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，特別是在水泥行業(yè)具有極大的優(yōu)越性。然而，高壓輥磨機(jī)極其惡劣的工作條件造成輥面磨損嚴(yán)重，目前公認(rèn)的最有效的輥面防護(hù)措施就是在磨輥表面堆焊耐磨層。為了更好地選擇和設(shè)計(jì)焊接材料，了解磨輥在工作時(shí)的應(yīng)力分布，本文對(duì)高壓輥磨機(jī)磨輥工作應(yīng)力、堆焊過程、工作應(yīng)力與堆焊應(yīng)力的耦合力進(jìn)行了有限元模擬分析。
　　基于物料的壓縮-反彈特性以

2、及高壓輥磨機(jī)的工作機(jī)理，對(duì)物料在磨輥間的受力狀況和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出高壓輥磨機(jī)磨輥工作應(yīng)力計(jì)算模型。針對(duì)磨輥工作特點(diǎn)建立了工作應(yīng)力分析有限元模型，利用分布力子程序?qū)崿F(xiàn)了工作載荷的加載。模擬結(jié)果表明，在高壓輥磨機(jī)磨輥工作過程中，徑向應(yīng)力在磨輥表面以下15mm處達(dá)到最大值，為199.3MPa；軸向應(yīng)力在磨輥中部最大，并逐漸向兩端減?。辉谀ポ佒胁?，軸向應(yīng)力在對(duì)應(yīng)圓心角α=0時(shí)最大，為137.8 MPa。
　　根據(jù)磨輥堆焊的實(shí)際情

3、況，建立磨輥1/4有限元模型，并對(duì)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行有限元模擬分析。通過選取合理熱源模型、材料參數(shù)、模型參數(shù)，獲取了較為準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)結(jié)果。基于溫度場(chǎng)，還研究了堆焊過程中應(yīng)力場(chǎng)的分布情況。結(jié)果表明在徑向上，表層焊縫區(qū)受壓應(yīng)力，熱影響區(qū)受拉應(yīng)力；同時(shí)徑向等效應(yīng)力在磨輥表層以下20mm處達(dá)到最大值。為了全面分析磨輥工作時(shí)的應(yīng)力分布，將工作應(yīng)力和堆焊應(yīng)力進(jìn)行耦合分析，結(jié)果表明在徑向上耦合等效應(yīng)力在磨輥表面以下18mm處達(dá)到最大值，應(yīng)力值為536

4、MPa，表面應(yīng)力為130MPa。通過對(duì)應(yīng)力的分析可知，應(yīng)在堆焊層與磨輥基體處選用塑性和韌性很好的堆焊材料，屈服強(qiáng)度大于536MPa。
　　基于磨輥多層多道焊的堆焊過程，本文進(jìn)行了焊接順序的優(yōu)化選擇，對(duì)首首相接(H-H)與首尾相接(H-E)的焊接順序的焊接過程進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明首尾相接(H-E)的焊接順序能降低焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，但對(duì)于耦合應(yīng)力的分布影響非常小。
　　本文針對(duì)高壓輥磨機(jī)工作應(yīng)力、堆焊過程和耦合應(yīng)力進(jìn)行有限