高壓輥磨機磨輥堆焊修復過程的有限元分析.pdf

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

2、及高壓輥磨機的工作機理，對物料在磨輥間的受力狀況和運動規(guī)律進行了分析，推導出高壓輥磨機磨輥工作應力計算模型。針對磨輥工作特點建立了工作應力分析有限元模型，利用分布力子程序實現(xiàn)了工作載荷的加載。模擬結果表明，在高壓輥磨機磨輥工作過程中，徑向應力在磨輥表面以下15mm處達到最大值，為199.3MPa；軸向應力在磨輥中部最大，并逐漸向兩端減?。辉谀ポ佒胁?，軸向應力在對應圓心角α=0時最大，為137.8 MPa。
　　根據磨輥堆焊的實際情

3、況，建立磨輥1/4有限元模型，并對溫度場和應力場進行有限元模擬分析。通過選取合理熱源模型、材料參數(shù)、模型參數(shù)，獲取了較為準確的溫度場結果?；跍囟葓?，還研究了堆焊過程中應力場的分布情況。結果表明在徑向上，表層焊縫區(qū)受壓應力，熱影響區(qū)受拉應力；同時徑向等效應力在磨輥表層以下20mm處達到最大值。為了全面分析磨輥工作時的應力分布，將工作應力和堆焊應力進行耦合分析，結果表明在徑向上耦合等效應力在磨輥表面以下18mm處達到最大值，應力值為536

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