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MQY2747型球磨机回转体强度有限元分析
摘要：
本文通过有限元分析的方法对MQY2747型球磨机回转体的强度进行了研究。文章介绍了球磨机的原理及结构和强度分析的方法，然后对回转体进行了建模，对不同载荷和边界条件下的强度进行了仿真分析。最后，文章提出了一些关于提高MQY2747型球磨机回转体强度的建议。
关键词：有限元分析，MQY2747型球磨机，回转体，强度
1.研究背景和意义
MQY2747型球磨机是一种广泛用于矿山、冶金、水泥、建材等领域的设备，其主要作用是将物料研磨成细粉。在球磨机中，回转体是关键部件之一，它负责转动磨料和磨球，因此，其强度直接影响到球磨机的工作效率和寿命。
目前，关于球磨机回转体强度的研究已经比较充分，但是大部分研究都是基于传统的试验和数值模拟方法，这种方法不仅费时费力，而且成本较高。因此，本文尝试采用有限元分析的方法，以提高研究效率和降低成本，同时为MQY2747型球磨机回转体设计和改进提供一定的参考意义。
2.原理与结构
MQY2747型球磨机的工作原理是：物料从料仓中进入球磨机鼓中，在鼓内被磨料和磨球反复磨碎，最终研磨成细粉，然后通过出料管排出。球磨机的结构如图1所示，主要由进料装置、出料装置、转筒、电机、减速器和控制部分组成。
图1MQY2747型球磨机结构图
其中，回转体是球磨机主体部件之一，它由筒体和两端盖板组成。筒体通常由锻钢、铸钢或钢板焊接制成，两端盖板和筒体通过环形法兰连接，法兰之间布置有多个螺栓。
3.强度分析方法及建模
3.1强度分析方法
有限元分析是一种常用的工程结构分析方法，其基本思想是将复杂的结构模型离散成简单的有限元单元，然后逐步建立整个结构的刚度矩阵和荷载向量，最后求出结构的位移和应力分布。本文采用有限元分析的方法对MQY2747型球磨机回转体进行强度分析。
3.2建模
为了进行有限元仿真，需要将回转体进行三维建模。回转体的外形较为复杂，需要进行数学模型的简化和分段建模。本文采用Pro/E软件建立模型，并导入ANSYS软件中进行强度分析。
建模步骤如下：
（1）绘制回转体的基准面；
（2）从基准面开始，分别绘制中心筒体、两端盖板和法兰的几何特征。
（3）完成模型后，进行网格划分，将模型分解为有限元单元。
3.3材料和载荷
本文选取钢材作为回转体的材料，其材料参数如下：杨氏模量E=200GPa，泊松比ν=0.3，密度ρ=7.85×10³kg/m³。载荷条件分别为：空载状态、满载状态、最大载荷状态等。
4.强度分析结果
通过有限元分析，可以得到回转体在不同载荷和边界条件下的应力分布和形变情况，如图2和图3所示。
图2回转体空载状态下应力分布图
图3回转体满载状态下应力分布图
从图2和图3中可以明显地看出，随着载荷的增加，应力集中的位置逐渐从盖板转移到筒体上部，筒体中心处应力较小。同时，由于不同载荷条件下的应力分布和形变情况不同，因此需要对回转体进行不同载荷条件下的强度计算和评估。
5.提高回转体强度的建议
基于强度分析结果，本文提出以下建议：
（1）加强回转体的连接结构，特别是法兰的设计和螺栓的选用。
（2）优化回转体的材料类型和参数，以提高其强度和耐久性。
（3）强化回转体的定期维护和检查，及时发现和处理可能存在的裂纹和缺陷。
6.结论
本文采用有限元分析的方法对MQY2747型球磨机回转体进行了强度分析，得出了回转体在不同载荷和边界条件下的应力分布和形变情况。分析表明，负载对回转体的影响较大，筒体的中心处应力分布较小，而边界处应力集中较大。最后，文章提出了加强连接结构、优化材料和加强维护等建议，为提高回转体的强度和寿命提供了一定的参考。