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臥式螺旋卸料沉降離心機是工業(yè)上應用極廣的分離設備。其中螺旋輸送器是臥螺離心機的重要部件，它不僅關系到離心機的生產(chǎn)能力、沉渣輸送效果，更關系到離心機的使用安全可靠性。對螺旋輸送器的研究主要集中在生產(chǎn)實踐中的應用、常見工藝改進、參數(shù)選擇等方面，也有從有限元分析的角度對螺旋輸送器的進行強度分析，但尚未提出可應用于工程設計的計算公式。
由于沒有成熟的理論計算公式，目前的螺旋輸送器強度設計往往依據(jù)經(jīng)驗，這可能會造成兩方面問題：一是有可能強度不足而造成嚴重破壞，二是可能造成材料浪費，成本提高。所以對螺旋輸送器進行強度分析，并考察各結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，以獲得可用于工程設計的離心力作用下螺旋推進器的強度計算公式，對于臥螺離心機的設計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具有重要意義。為了獲得在離心力作用下螺旋輸送器各結(jié)構(gòu)參數(shù)對其應力強度的影響，本研究采用了正交試驗法，進行計算次數(shù)的優(yōu)化，并對計算結(jié)果進行極差分析，以判斷所考察的各因素的作用顯著性。然后，選定影響螺旋推進器應力強度的主要因素，進行多變量擬合，得出了離心力作用下螺旋推進器強度的計算公式。
本研究的臥螺離心機的螺旋輸送器外形為直筒形，由連續(xù)整體螺旋葉片和圓柱內(nèi)筒組成，葉片和內(nèi)筒采用焊接連接，且為葉片兩邊開坡口的焊透結(jié)構(gòu)。主要考察的結(jié)構(gòu)尺寸有導程、螺旋葉片壁厚和高度、螺旋內(nèi)筒外徑和壁厚。本研究采用大型通用有限元分析軟件ANSYS對螺旋輸送器進行整體三維有限元分析，采用Solid45單元進行網(wǎng)格劃分。模型中假定葉片和內(nèi)筒間的焊縫腰高為Q，這是偏于安全的分析。在正常工作狀態(tài)，螺旋輸送器受離心力、物料作用力和重力作用，在啟動、物料切換或清洗等狀態(tài)，螺旋輸送器承受離心力和重力作用。本研究只考察后一種工況，而且對于分離因數(shù)很高的臥螺離心機，離心力場遠大于重力場。因此，這里僅考慮離心力載荷。由于螺旋輸送器的內(nèi)筒的兩端分別與左右軸頸連接，軸頸支承在轉(zhuǎn)鼓左右端蓋內(nèi)腔里的軸承上，考察的螺旋輸送器是處于勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，所以可以采用靜態(tài)分析。在約束方面，分析模型中內(nèi)筒的一端約束全部位移，另一端約束徑向位移和周向位移。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術服務與解決方案
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