机械外文翻译--传动滚筒的疲劳问题.doc

传动滚筒的疲劳问题摘要皮带输送机的滚筒打破了运转中由于疲劳在焊接缝的区域在轨盘和圆柱形壳之间。调查必须提供证据是否超载鼓,或缺少设计或制造导致失败。在第一损伤假说排除之后,二个有限元素模型被建立原始的设计与实际上制作的滚筒比较通过非线性演算。根据热点的重音组分在圆周,滚筒的产品使用期限被限制了为指定的负荷状态。为设计根据图画,充足的产品使用期限被核实了。失效的滚筒的估计的产品使用期限对应了以传动机的有效的操作时期。高抗剪应力对恶化产生了极大的影响。因为设计的认识被证明是关于焊接技术在缝根的区域和在轨盘的肩膀,开发了对一个优化设计及对其提议。主题词:焊接缝；疲劳；传动机滚筒；非线性有限元素分析1.介绍一台2.6公里长传动机的一个传动滚筒的壳在采矿站点在4400h以后操作崩溃了。传动机传送残破的岩石从隧道中通过。传送带由二圆破裂锋利的边缘因而切开了和部份地受伤了入鼓(图1)的里面。失败导致了长的生产停工期和高费用为修理。另外,复发失败的可能性为设施相似的是令人担心的事。这个图象的显示大型版本(55K)图1.残破的传动机鼓与被切开的传送带入壳,一壳段被切除。调查的主要范围是回答是否设计或鼓的制造负责对损伤。广泛的有限元素模型被建立了为二个设计选择:为了获得现实装货为鼓,传送带被塑造作为一被加强的亢奋有弹性部份并且传送带力量被传送了在联络定义(几何学和物质非线形性)。期望的产品使用期限被计算了为皮带传动的不同的组合:连续的正常运行以张力250kN,纯净的起始的操作以紧张400kN,和混杂的方式操作。演算执行了根据FKM指南1。传动机鼓和滑轮经常被证明是重要组分在大或沉重被装载的设施。许多出版物对付疲劳并且/或者生产工艺困难,具体地为被焊接的组分(焊接缝,焊接做法设计)。重要区域包括轨圆盘、鼓的壳或不同的组分的连接。琼斯2描述了疲劳镇压在不同的鼓底部(轨盘或网)。金等3执行了耐久性分析在滑轮以另外的孔在网,可能减少重音在轨盘。陈等。4审查了圆柱形壳僵硬和纵向加强筋的影响。但焦点是主要在鼓全球性弯曲的装载登上在二对称外在轴承。为地方弯曲的作用和折的考虑在传送带边际的区域,鼓的详细的模仿以有限元素(FE)方法被认为可靠比一种全球性分析方法。Ravikumar和Chattopadhyay5开发了一个特别FE代码为传动机滑轮的演算。为本研究,商业有限元素代码6选上的归结于可及性和它宽广的功能程度。非线性物质行为和联络在壳和传送带之间能两个被考虑在模型。2.情况和假说设施的概要被显示在图2。皮带输送机的主要参量是如下:长度:2640m。传动机高度:342m。传动能力:205m3/h。传送带宽度:0.8m。功率:600千瓦(3×200千瓦)。传送带速度:3.0m/s。这个图象的显示大型版本(30K)图2.传动机系统的概要在上部释放的区域。被塑造的主要部份包括了二张被转动的盘被焊接对圆柱形壳。二个短的圆环被焊接对盘扩大总鼓宽度。外壳表面用机器制造了对凹面形状在焊接过程以后。图画的部分被显示在图3。这个图象的显示大型版本(70K)图3.传动机鼓的图画与被转动的轨盘。在未通过的设施的第一视力检查以后本地,传送带的最初的破裂以鼓的随后失败能被排除(假设)。因而那里保留了以下假说为失败。因为会解释超载鼓的征兆不能被发现(被测量的驱动力量和资格压电池完全设施的协议,调查主要集中于部A的损伤假说核实他们的可行性。3.调查3.1.失灵的鼓的宏观检查根据休息地带的宏观出现,疲劳失败在周围焊接缝的区域被认为了可能。在破裂系统的周边区域,会是一个征兆为疲劳的宏观塑料变形未被发现。几乎所有破裂表面是平面和垂线对鼓的轴。只大约10%整个破裂表面能归因于牵强的破裂。Th是区域能容易地被解释作为疲劳失败的剩余破裂表面。在鼓的底部,在破裂区域在内在边,几乎方形的横断面更长的毛刺被发现了,看图4。这毛刺部分仍然被连接了到轨盘。相似的零件被发现了在鼓里面与传送带一起的橡胶零件。毛刺的维度是4-5毫米由3-5毫米,几乎匹配肩膀几何在鼓盘里面,图5。由于这次出现,它被怀疑,轨盘的肩膀未被击穿和适当地未被连接到鼓的壳。这个图象的显示大型版本(37K)图4.踪影在鼓(轨盘A)的底部。这个图象的显示大型版本(44K)图5.毛刺段的细节；表面的衡量单位。被测量的壳厚度在裂缝的区域被证明是在18.9和21.7毫米(功率的大小之间根据图画:21.2毫米)。3.2.调查由于间接损害,破裂表面不能被分析。横断面的焊接性通过焊接缝表示,裂缝繁殖了通过焊接金属(参见图6)。这是一个征兆为一个增加的山谷作用在焊接缝的根。除那之外,会表明沉淀物失败的重大焊接缺点不能被发现(即包括),只有更小的毛孔在缝的根能被观察。这个图象的显示大型版本(71K)图6.焊接的短剖面微写器。3.3.重音分析辐形位移在鼓选择1在连续的操作被显示在图9。二主要变形可能被观察。一全球性弯曲包括轴和鼓,并且地方折和弯曲壳在轨盘。看重音的发行,二个潜在的地点以一个高山谷作用(所谓的热斑点的)可能被观察,图10。这些热斑点一般并且是依于高地方重音和高重音高度在操作周期,是重要的在产品使用期限的评估。这个图象的显示大型版本(56K)图9.辐形位移在完全传动机和定义圆柱形协调(变形被称为形象化；模型包括轴四分之一；内部看法)。这个图象的显示大型版本(60K)图10.重音在传动机滚筒轴被压制)。重音组分的一项详细的研究为各个热斑点是必要确定是否产品使用期限证明要求多轴向重音状态的考虑。在图11,弯曲的重音平行与轴轴被密谋。它是显然的,热斑点#2由弯曲的重音控制。最大值和最低值直接地是明显的从边缘剧情,i.e.,高度可能直接地被计算。如果你看抗剪应力在Z方向(图12),最大值位于热点1。这里,重音的尖峰对尖峰的价值无法读直接地从剧情。如果热斑点看消极抗剪应力在位置F=0.(图9),标志将变成正面在一半以后鼓的自转到位置180.。因而,既使由于对称只滚筒一半在方向被塑造了,重音必须被评估在鼓的充分的圆周。这个图象的显示大型版本(56K)图11.弯曲的重音Z在选择1(轴鼓被压制)。这个图象的显示大型版本(58K)图12.抗剪应力Z在鼓(轴被压制)。为必需提供有些产品使用期限的证明重音的详细的评估,重音被密谋了作为有角位置功能使热斑点被考虑在他们的道路在一个周期期间,i.e.在充分的圆周。这张图表被显示在图13。由于两个热斑点说谎近似地在同样圆周,这个评估必须只完成一次为各个几何和装载案件各自。