球磨机筒体受力情况计算及运动状态分析

球磨机筒体受力情况概述

  磨机一般由进料中空轴、出料中空轴、进料端盖、出料端盖及筒体五部分组成，各段之间以及大齿轮与筒体之间均通过高强度螺栓连接。由于其两端为轴承支撑，故将磨机简化成一段固支、一端铰支的梁。通常按作用形式将载荷分为均布和集中两类。一般情况下磨机的运动状态分为静载、启动和作业三种典型工况。

  筒体螺栓按使用功能分为垂直于筒体轴线分布的各段筒体之间连接用螺栓和平行于筒体轴线分布的单段筒体各片之间的连接用螺栓两种。

  静载工况下，筒体所受均布载荷有：各段筒体自重、各段衬板自重以及填充物料自重；筒体所受集中载荷只有大齿轮自重，该情况下筒体不受转矩。

  启动工况和静载工况相比，均布载荷没有变化，集中载荷增加了启动齿轮力，同时增加了启动转矩，启动转矩通常为工作转矩的3倍。

  作业工况下，填充物料对筒体产生的均布载荷与其他两种工况有较大区别，筒体内物料处于上升或抛落状态。处于上升状态的物料做圆周运动，对筒体有自重力G1以及离心力Fc的作用，抛落状态的物料对筒体产生冲击力P，如图所示：

  抛落状态物料的自重力记为G2，对P、Fc、G1、G2进行积分计算后的：Px+Cx=0，Py+Cy=G2，故该工况下填充物料对筒体的作用力F=G1+G2，数值等于填充物自重。集中载荷方面，该工况下球磨机筒体受到齿轮力以及大齿轮自重作用，同时需承受工作转矩。

  3种工况中，对于使用铰制孔螺栓的筒体连接形式，高强度螺栓只受弯不受扭，通常取使螺栓承受交变载荷的作业工况为研究对象，对该工况下的螺栓进行静强度与变载荷强度校核计算。但对于没有铰制孔螺栓，完全依靠高强度螺栓传递转矩的筒体，螺栓剩余预紧力需要产生的摩擦力远大于需要螺栓克服的工作拉力，因此，应对3中工况的螺栓受力进行综合分析，取危险的情况对球磨机螺栓强度进行校核计算。