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东北大学毕业设计(论文) 第3章回转圆筒干燥机结构设计与计算
其中:??Zh400??0.333;?2?0.111; Zm12007.83?12002?Mmax1??(1?4?0.111)?7.83?105(kg?cm)
8(2)由集中载荷引起的弯矩
Pab (3-24) Mmax2?l式中:a=180cm,b=1020cm, l?Zm?1200cm , P?P1?1200(kg)。
M1200?180?1020max2?1200?183600(kg?cm)
假设均布和载荷引起的弯矩和集中载荷引起的弯矩作用在同一面上,则
Mmax?Mmax1?Mmax2 ?9.666?105(kg?cm)
(3)计算弯曲应力
??MKK?[?] stW式中:M—M?M5max?9.666?10(kgf?cm); Ks—筒体焊缝系数,取0.9; Kt—温度系数,取1; W—筒体断面模数(cm3);
W??32(D??)[(D?2?)4?D4]?3.86?104(cm4)
[?]—许用弯曲应力,[?]?100150kgf/cm2(无衬里筒体);
??9.666?1051?0.9?3.86?104?27.8(kgf/cm2)?100(kgf/cm2) 3.4.4筒体变形计算
(1)轴线挠度计算
4ym?ymax?qZm384EI(5?24?2) 式中:E—材料弹性模数,E?2.1?106(kg/cm2);
- 29 -
(3-25) 3-26)
3-27) ( (东北大学毕业设计(论文) 第3章回转圆筒干燥机结构设计与计算
I—筒体惯性矩,
I??(D44?4外?D)??(201.2?2004)?1.9?1066464(cm4)
??ZhZ?0.333 m?y?12004m?y?7.83max384?2.1?106?1.9?106?(5?24?0.111) =0.0248(cm)
=0.248(mm)
跨间或悬臂段挠度应满足
ymaxZ?[y]?0.3(mm/m) mZm∴
ymaxZ?0.248?0.0207???y?Z??0.3(mm/m),筒体安全。 m12?m?(2)悬伸端挠度计算
yqZ4h0?8EI 式中:Zh?400cm
y7.83?40040?8?2.1?106?1.9?106?0.00628(cm)?0.06289(mm) y0Z?0.0628?0.0157?0.3(mm/m) h43.4.5截面变形的筒体计算
W?0.0814QR2cEI r式中:Q—托轮处支点反力,Q?max?RA,RB?;
Dr—滚圈直径,Dr?1.17?D?1.17?2?2.34(m),取Dr?236cm;RDrc—平均半径,Rc?2?118(cm); IBrh3r—截面惯性矩,Ir?12; - 30 -
3-28)
3-29) 3-30) ( (
(东北大学毕业设计(论文) 第3章回转圆筒干燥机结构设计与计算
h—滚圈截面高度,h?0.08D?0.08?200?16(cm)
Br—滚圈宽度;
Br?K(i?1)Q (3-31) Dr?P0??P0?—滚圈、托轮许用接触应力,?P0??4000kgf/cm3;
0.218?2.1?106K??0.0286 24000i—滚圈与托轮直径之比,i?K?0.218E2 (3-32)
Dr?2.85.3,取i=4; DtDt—托轮直径; 支反力RA、RB的计算:
,P2?1000kg; P1?1200kg,P2—滚圈重量(估计)
ZmP2?P1?Zm?a??q?Zm?Zh?Zm?Zm?Zh??qZ2RA?tZt2 (3-33)
?1000?1200?1200??1200?180??7.83?1600?12001600400?7.83?400?22
?9.85?103(kg)
ZmP2?Pa1?q?Zm?Zh?Zm?Zm?Zh??qZ2RB?hZh2 (3-34)
?9.010?103(kg)
0.0286?(4?1)?9.85?103?17.78(cm) 取Br?200(mm) 则: Br?236Br?h3200?163Ir???6827(cm4)
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9.85?103?1183?0.09191(cm) 则: W?0.0814?2.1?106?6827W??W??0.002D?0.002?200?0.4(cm)
故在允许范围之内,满足要求。
3.5滚圈设计
3.5.1滚圈与托轮材料的确定
滚圈材料用ZG45II 正火 托轮材料用ZG45II 正火
2许用接触应力 ?P0??4000kgf/cm
3.5.2滚圈、托轮接触应力计算
滚圈与托轮间受力为两圆柱体线接触,根据弹性力学公式求得最大接触应力,其受力如图3.2所示。
图3.2 滚圈力平衡图
P0?0.418qE式中:q—单位接触宽度上的载荷,
Rr?Rt (3-35) RrRtq?Q?Gr (kgf/cm) (3-36)
2cos?z?r9.85?103?1000 ?
2cos30?12- 32 -
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?525(kgf/cm)
Q—支承载荷,取由筒体弯矩计算求得的各支座反力的最大值(kgf);
Gr—滚圈自重,Gr?(0.0450.1)Q,估算时取0.1Q;
?z—托轮滚圈中心连线与垂直方向的夹角,一般?z?30;
Br—滚圈宽度(cm);
E—弹性模量,E?2?106(kgf/cm2);
Rr、Rt—滚圈、托轮的外半径(cm)。
∴
P0?0.418?525?2.1?106?118?29.5118?29.5
?2857??P20??4000(kgf/cm)
故满足要求。
矩形滚圈截面设计如图3.3所示。
图3.3 矩形滚圈
H?Dr?D2???S1 ∴ Dr?D?2(H???S1) 式中:H—滚圈截面高度,H=160mm;
?—筒体厚度,?=12mm
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3-37) (