矿用刮板输送机圆环链损伤分析及寿命预测.pdf

第 4 3卷 第 7期 2 0 1 7年 7月 工矿 自 动化 I n dus t r y an d M i ne Au t oma t i o n Vo 1 ． 4 3 NO ． 7 J u L 2 9 1 7 文 章编 号 I 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 7 0 0 5 3 0 5 D O1 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． O 7 ． 0 1 1 矿甩刮板输送机圆环链损伤分析及寿命预测 张 可 ， 杨 世 文 ， 高 慧峰 ， 刘 思蓉 中北 大学 机 械与 动力 工程学 院 ，山西 太原0 3 0 0 5 1 摘要 利用三维软件 C AT I A建立 了刮板输送机圆环链的三维模型， 采用有限元分析软件 ANS YS对 圆 环链 的接 触碰 撞 过程 进行 仿 真分析 ， 结果表 明 ， 圆环链 处 于 瞬 间启动 状 态 时 ， 应 力 主要 集 中于链 环 间的接 触 部位和链环直臂与弯臂 的连接处， 这 两处是圆环链最薄弱的区域 ， 极 易发 生断裂， 在设计 时应加强这两处的 刚度； 传动过程 中， 圆环链 间接触区域不断摩擦 ， 圆环链 受反复交变载荷的作用会发生破 裂。利 用线性疲劳 损伤 累积理论对 圆环链 的寿命进行预测 ， 得 出圆环链 最小寿命 为 4 9 0 7 3次循环， 最小寿命部位 为圆环链 弯 臂 与 直臂 的连接 处 。该 分析 结果 可为 圆环链 的优 化设 计提 供依 据 。 关 键词 刮板 输 送机 ；圆环链 ； 接 触 分析 ； 损 伤分 析 ；寿命 预 测 ；有 限元 分析 中图分类号 T D4 0 7 文献标志码 A 网络出版时问 2 0 1 7 0 6 2 7 1 6 3 7 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 7 0 6 2 7 ． 1 6 3 7 ． 0 1 1 ． h t m1 Da ma g e a n a l y s i s a n d l i f e t i me p r e d i c t i o n o f r o un d l i n k c h a i n o f mi n e u s e d s c r a p e r c o n v e y o r ZH ANG Ke． S c h o o 1 o f M e c h a n i c a l a n d Po we r YA NG Sh i we n， GAO H ui f e n g， Eng i n e e r i ng，No r t h U n i v e r s i t y o f LI U Si r o ng Ch i n a ，Ta i y u a n 0 3 0 0 5 I ，Ch i n a Ab s t r a c t A t h r e e - d i me n s i o n a l mo d e l o f r o u n d l i n k c h a i n o f s c r a p e r c o n v e y o r wa s e s t a b l i s h e d b y 3 D s o f t wa r e CATI A ，c o n t a c t i mpa c t pr o c e s s of r o und l i nk c h a i n wa s s i m u l a t e d a nd a na l y z e d b y f i n i t e e l e me nt a na l ys i s s o f t w a r e ANSYS． Th e a na l y s i s r e s ul t s s ho w t ha t s t r e s s i s c on c e nt r a t e d o n t he c o nt a c t a r e a b e t we e n t h e r o u n d l i n k c h a i n s a n d j o i n t b e t we e n s t r a i g h t a r m a n d c u r v e d a r m wh e n t h e r o u n d ～ l i n k c h a i n i s i n i n s r a n t s t a r t u P s t a t e ．Th e o i n t b e t we e n t h e s t r a i g h t a r m a n d c u r v e d a r m i s t h e we a k e s t a r e a o f t h e r o und l i n k c ha i ns，a nd i t i s e a s y t o br e a k，S O s t i f f ne s s wa s s ho ul d be s t r e n gt he n e d i n d e s i g n． The c o nt a c t a r e a b e t we e n t h e r o u n d ～ l i n k c h a i n s i s r u b b e d c o n t i n u o u s l y d u r i n g t r a n s mi s s i o n p r o c e s s ，a n d t h e r o u n d l i n k c ha i n s a r e br o ke n by r e pe a t e d a l t e r n a t i n g l o a d．Li f e t i me o f t h e r oun d l i n k c ha i n wa s pr e d i c t e d b y t he o r y o f f a t i g u e d a ma g e a c c u mu l a t i o n， a n d d r a w c o n c l u s i o nt h e mi n i mu m l i f e t i me o f t h e r o u n d l i n k c h a i n i s 4 9 0 7 3 c y c l e s ，p o s i t i o n o f t h e mi n i mu m l i f e t i me i s t h e j o i n t b e t we e n t h e s t r a i g h t a r m a n d c u r v e d a r m．Th e a n a l y s i s r e s u l t s c a n p r o v i d e b a s i s f o r o p t i mi z a t i o n d e s i g n o f t h e r o u n d l i n k c h a i n ． Ke y wo r ds s c r a pe r c o n ve yo rr o u nd - l i nk c ha i n；c o nt a c t a na l y s i s；d a m a ge a na l y s i s ；l i f e t i me p r e d i c t i on； f i ni t e e l e m e nt a n a l ys i s 0 引言 刮板输送机是矿山的主要采煤设备， 圆环链是 刮板输送机的主要部件 ， 其质量和性能直接影响传 送设备的工作效 率Ⅲ。相 比于其他牵引设备 ， 圆环 链具有结构紧凑 、 传送效率高等优点 。由于工作环 收稿 日期 2 0 1 6 一 l 1 1 8 ； 修回 日期 2 0 1 7 0 4 1 7 ； 责任 编辑 张强 。 基金项 目 山西省煤 基重点科技攻关项 目 MJ 2 O 1 4 1 4 0 2 0 2 ； 中北大学研究生科技创新 项 目 2 0 1 6 1 3 1 6 。 作者简 介 张 可 1 9 9 2 一 ， 男 ， 山西运城人 ， 硕士研究生 ， 研究方向为机械工程 ， E - ma i l 8 4 6 4 4 4 1 7 8 q q ． c o rn。 引用格式 张 可， 杨世文 ， 高慧峰 ， 等． 矿用刮板输送机圆环链损伤分析及寿命预测E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 5 3 5 7 ． ZH ANG Ke． YANG S h i we n， GAO H u i f e n g， e t a 1 ． Da ma ge a n a l y s i s a n d l i f e t i me p r e d i c t i o n o f r o u n d - l i n k c h a i n o f mi n e - us e d s c r a p e r c o n v e y o r [ J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 5 3 5 7 ． 5 4 工矿 自动 化 2 0 1 7年 第 4 3卷 境 的复杂 性 和恶 劣性 ， 圆 环链 极 易 发 生 疲 劳 断 裂 事 故 ， 这 不仅 会影 响企 业 的生产 效 率 ， 而且会 导致 煤矿 安全 问题 l 2 ] 。 随着 圆环链 的 广泛 应 用 ， 国 内外学 者 对 圆 环链 的结构设计 、 制造 、 试验等方面进行了深入研究 。文 献 [ 3 ] 对不 锈 钢链 在 铸 造 机械 上 产 生 的疲 劳损 伤进 行 了研究 ， 结 果表 明 ， 弯 曲疲 劳 引起 的失效 最终 会导 致链环断裂 ； 文献[ 4 ] 利用有限元法对 圆环链受拉伸 负荷 时 的应力 分 布进 行 了分 析 ， 并 用 力 学 理论 说 明 了链环间的接触对断链的影响 ； 文献E s ] 对矿用高强 度 圆环链 强 度特性 进 行 了分 析 ， 得 出 了影 响 圆 环链 疲劳 强度 的 主要 因素为 脉动 载荷 的加 载速 率 。以上 文献 主要 是针 对 圆环 链 各 元 件结 构 进行 研 究 ， 没 有 对 圆环 链 传动 过 程 的 接 触 动力 学 进 行 研 究 。为 此 ， 本 文通 过 有 限元 法 对 圆环 链 接 触 问题 进 行 分 析 ， 并 利用线性疲 劳累积损伤 理论对其进行疲 劳寿命估 算 ， 为 圆环 链 的设计 和优化 提供 参考 l 6 ] 。 1圆环链 接触 分析 建 立 圆环链 空 间数 学方 程 。圆环 链 圆弧段 曲面 形成的坐标系如图 1 所示 ， 以原点为圆心 ， 取距原点 长 度 为 R， 画半 径 为 r的 圆[ 7 。绕 轴 旋 转 而 成 的 圆环方 程 为 z 。 一 亏 一 寿 。 一 1 X I ． ‘ ‘ 一一 ⋯ ● _ _● ● - ●． ． o ． 、／ 图 1 圆环链圆弧段 曲面形成 的坐标 系 Fi g ．1 Th e c oo r d i na t e s ys t e m of r ou nd l i nk c ha i n a r c s u r f a c e 在实 际应用 中 ， 链 环 的外 表面 与链 轮接 触 ， 圆环 方程 可转 换 为用 z表 示 ， 即 2一√， ． 一 。 一 R 。 2 R ／ l二 二 _ 2 将 方 程 移 动 到 端 部 在 原 点 位 置， 并 令 F z， ， 得 F x ， 一 R r 一√ 一z 一 R 2 R ／ 3 将 F z， Y 在 原 点 按 泰 勒 级 数 展 开 ， 由 于 F O ， o - o ， 募 一 O F o ， 得 F z ， ly 一 南 r ‘ 瓜 1 _ r ， 接触 区 域 为 一 个 椭 圆 ， 设 圆环 链 间 受 力 为 M ， 根据 He r t s 接 触理 论 可 知 ， 接触 区域 的最 大 压 力 为 ￡n ⋯ ，即 ￡n ⋯ 一 丽 3 P 5 式 中 P 为接 触时 的外载 荷 。 PM 2圆环 链有 限元分 析 采用 非线 性 动 力 分 析 软 件 ANS YS L S DYNA 对圆环链间的接触和碰撞 过程进行模拟， 得到接触 产生的应力分布， 用 以验证理论分析的准确性 。 圆环 链 接 触算 法 是 对称 罚 函数法 ， 即程 序 在每 一 时步分 别对 从节 点和 主节 点进行 穿透检 查 。以从 节点 为例 ， 如果 当前 时 间步发 生 了穿 透 ， 则在从 节点 上施 加 法 向接 触 力 f 。 f 一k l △ ， k 为 接 触 刚 度 因 子 ， △ 为穿透 量 。在从 节 点 上 施 加法 向 接 触 力 - 厂 后 ， 根据作 用 与反作 用原 理 ， 在主段 的接 触点 上作 用 一 个反方 向的力， 将 这个反作用力按形 函数等效分 配 到主段包 含 的各个 节点 上 即可l 2 j 。 2 ． 1 圆环链模 型 建立 选择 1 0 4 0圆环 链 为研 究 对 象 ， 圆环 链 材 料 选用 2 3 Mn Ni C r Mo ， 材 料 参 数 见 表 1 [ 8 ] 。运 用 三 维 软件 C AT I A 建 立 圆 环 链 模 型 ， 将 模 型 导 入 至 ANS YS L S D YNA 中进行 有 限元 分 析 。然 后 定 义 圆环链的接触为面一 面接触 ， 进行 网格划分 ， 如图 2 所示 。对 有 限元模 型 施 加 边界 条 件 和 载 荷 ， 假 定 左 圆环 静止 ， 在其 左侧 弯臂 内部 施加一 固定 约束 ， 右 环 整体 施加 沿 z轴 正方 向的 速度 ， 大 小 为 0 ． 5 m／ s ， 设 置模 拟 时间为 0 ． 0 5 s ， 进 行计 算分 析 。 表 1 圆环链 材料相关 参数 Ta b l e 1 Re l a t e d p a r a me t e r s o f ma t e r i a l of r ou nd l i nk c ha i n 图 2圆环链有限元模型 Fi g． 2 Fi n i t e e l e me n t mode l o f r o un d l i nk c ha i n 2 0 1 7年 第 7期 张 可等 矿 用刮 板 输送机 圆环链损 伤 分析及 寿命 预测 5 5 2 ． 2有 限元 分析 结果 通过软件 导出的文件在 Wo r k b e n c h中会 自动 生成很多面， 这些面有大有小 ， 同时会产生碎片， 这 样会使网格产生较大的畸形度 ， 降低 了网格的质量 。 同时在 加载 载荷 后 ， 由于 模 型 的 不正 确 导 致 结 果 不 可靠 ， 或者直接产生错误结果 ， 所 以， 需要对模型进 行 简单 的处 理 。 在文件导入后 ， 发现 由于建模过程中的部分倒 角 ， 导致很多 比较小的面 ， 这些小的面使网格划分时 间变 长 ， 所 以 ， 需 要对 这 些 比较 小 的面 进 行处 理 ， 将 其合并到相邻 的大面 中。本次处理过程 中， 使用了 Wo r k b e n c h软件 的 Me r g e命 令、 Vi r t u a l To p o l o g y 命令 、 I mp r i n t F a c e 命令对模型进行处理[ 9 3 。 经过有 限元分析计算 ， 得到圆环链接触动力学 的求解结果 ， 等效应力如图 3所示 。 A Eau E i x va p l l i c i t 。 0 匮 0 0 ．0 4 0 0 ． 0 8 0m 图 3圆 环 链 等 效 应 力 Fi g ．3 Eq ui va l e nt s t r e s s o f r o un d l i n k c ha i n 从图 3 可 以看出 ， 右侧链环为受力环 ， 沿 z轴正 方 向运动过程中， 最大应力发生在 2个链环 的接触 部位 ， 大小为 4 ． 1 3 1 0 P a ， 同时链环弯臂与直臂的 连接位置应力突出 ， 这是 由于圆环受到拉力的情况 下 ， 2个圆环接触区域产生应力集中， 反复作用会导 致 圆环 断裂 。 为了进一步分析接触区域在 0 ． 0 5 s内速度 、 位 移和加速度的变化情况 ， 在 2个 圆环链接触部分选 取 6个节点进行分析_ 】 。 。 。各节点的速度 、 加速度和 位移 变化 如 图 4所 示 。 由图 4 a 可 以看 出 ， 在 2个 圆 环链受 到 瞬 间碰 撞后 ， 链 环 出现波动 现象 ， 最 大 的 速度为 0 ． 0 2 2 m／ s ， 发生在 0 ． 0 4 5 s ， 这使得两链环 在接触区域发生摩擦； 由图 4 b 可 以看 出， 链环加 速度处于波动状态 ， 呈现起伏性变化 ， 表 明链环碰撞 过程 处 于振 动状态 ， 长 时 间会 产 生疲劳 并 导致 断裂 ； 由图 4 c 看出 ， 最大位移为 0 ． 8 8 mm， 2个圆环链 的 接触属于面一 面接触 ， 其接触面产生相对摩擦运动 ， 这说明摩擦会导致 圆环链之间产生位移 ， 从而发生 变 形 ， 影 响 圆环链 的质 量[ 1 。 2 ． 3 圆环链 损伤 断裂 分析 圆环链在工作时 ， 主要 的受损形式是磨损 。圆 环链在传动过程中主要磨损如下 ① 链条和链轮之 ● 暑 最 a 各 节点速度 曲线 b 各 节点加速度 曲线 c 各节 点位移 曲线 图 4 圆环链各 节点有限元分析曲线 Fi g ． 4 F i n i t e e l e me n t a n a l y s i s c u r v e s o f n o d e s o f r o u n d - l i n k c h a i n 间接触时产生磨损。② 链条传送 过程中与磨料之 间产生磨损。③ 在传动过程 中， 链条间的松紧不断 转换产生疲劳磨损 。④ 由于工作环境的复杂性 ， 链 环受到周 围环境 的影响产生腐蚀 ， 加 速其磨损。磨 损不仅影响着链轮的传 动效果 ， 而且也影响整个传 动机 构 的寿命 。 由上述分析结果可知 ， 圆环链磨损会导致断裂。 导致 断裂 的 主要 原 因 ① 圆环 链 在 传 动 的 过 程 中 ， 2 个链环之间不断摩擦 ， 长时间会形成磨损而使 圆 环链 变细 ， 达不 到应 力要 求 而断 裂 。② 链 条在 正 常 运输货物时 ， 链环上受到反复的交变载荷作用 ， 造成 链环出现疲劳裂纹 ， 发生断裂[ 1 。 3圆环链 疲 劳寿命 预 测 疲劳是在某点或某些点承受扰动应力 ， 且在足 够多的循环扰动之后形成裂纹或在完全断裂的材料 中发生局部 的、 永久结构变化的发展过程 。疲劳 破坏是圆环链断裂 的主要原因， 由于圆环链 间不断 5 6 工矿 自动 化 2 0 1 7年 第 4 3卷 受 到交 变载 荷 的作 用 ， 导致链 环 出现 裂纹 ， 最终 发 生 断裂 。冈此 ， 对 圆环链 疲 劳 寿命 的预 测 可 为 今 后 进 一 步优化 设计 提供 依 据 。 采用 Mi n e r 线 性 疲 劳 累 积 损 伤 理 论 对 圆环 链 进 行 分析 。 其 理论依 据 若构 件 在某恒 幅 交变应 力 范 围 S作 用下 ， 循 环 破 坏 的寿 命 为 N， 则 可 以定 义 其 在 经 受 ”次 循环 时 的损伤 为 D一” ／ N， ” 一0时 ， D一 0 ， 表 示 构 件 未 受 损 伤 ； ” 一 1时 ， D一1 ， 表 示 构 件 发 生 疲 劳破坏 。构件 在应 力范 围 5 作用 下 ， 经受 次 循环的损伤为 D ／ N ， 则在 K个应力范 围s 作 用 下 ， 各 经 受 次 循 环 ， 可 定 义 其 总 损 伤 为 k D ∑ ， 破坏 准则为D一∑ ／ N 一1 ， 若设 ，一 1 ’ 计 寿命 为 时 问 ， 时 间 内的 损 伤 为 D ， 则疲 劳 寿命 为 T r T d ／ Dd 1 4 ] 。 通 过 ANS YS Wo r k b e n c h对 圆 环 链 进 行 疲 劳 寿 命 预测 ， 查 阅相关 资 料 模 拟 出材 料 的 S N 曲线 ， 对 左侧 圆 环 链 施 加 一 固 定 约 束 ， 右 侧 圆 环 链 施 加 7 6 k N的力 ， 圆环 链按 正 弦 规 律加 载 动 态 载荷 ， 通 过 计 算得 到 圆环链 的寿命 云 图 ， 如 图 5 所 示 。 0 ⋯ 。 y p c c ． k 0 一 0 4 0O O 8 O 0 Omm 图 5 圆环 链 疲 劳 寿 命 石 l刳 Fi g． 5 Fat i gu e l i f e ne p ho gr a m of r ou nd l i n k c ha i n 由图 5可 以看 出 ， 圆环链 最 小 寿命 为 4 9 0 7 3次 循 环 ， 最小 寿命 的部位 为 圆环 链 弯 臂 与 直 臂 的 连 接 处 ， 直 臂与 弯臂 的 连接 处 发 生 损 伤 会 对 圆环链 的 正 常 工作 产生 很大 的影 响 。与 文 献 [ 5 ] 通 过试 验 得 出 的结论一致 ， 证明通过有 限元法对圆环链疲劳寿命 进 行分 析具 有 一定 的 可行性 。 4 结 论 1 通 过 有 限元 分 析 软 件 ANS YS L S DYNA 对 圆环链 问 的接 触 进 行 分 析 计算 ， 得 出 圆环链 最 大 应 力 主要 集 中在 链环 之 问 的接 触 位置 和链 环直 臂 与 弯臂 的连接 处 ， 这两 处是 圆环 链最 薄弱 的 区域 ， 极 易 发生 断 裂 ， 在设计 时 应加 强这 两处 的 刚度 。 2 链 环 间 的磨 损 是 圆 环 链 最 主 要 的失 效 形 式 ， 南于在 传 动 过 程 中 ， 圆 环 链 间 接 触 区域 不 断 摩 擦 ， 圆 环 链 受 反 复 交 变 载 荷 的 作 用 ， 导 致 圆 环 链 破 裂 。 3 通 过 Mi n e r 线性 疲 劳累积 损 伤理 论对 圆环 链 疲 劳寿命 进行 预测 ， 由有 限元 分析结 果可 知 ， 最 小 寿 命发 生在 直臂 与 弯臂 的连 接 处 ， 这 与 实 际实 验 得 出的结果 一 致 。证 明了利用 有 限元法对 圆环链疲 劳 寿命 进行 分 析具有 一 定 的可 靠性 ， 可 为 圆环 链 的优 化设 计提 供参 考 。 参 考 文 献 Re f e r e n c e s 方立霞 ， 詹学 文． 基 于 S o l i d Wo r k s的矿用 圆环链 建模 与分析[ J ] ． 矿 山机械 ， 2 0 1 6 ， 4 4 6 7 4 7 8 ． FANG Li x i a ， Z H AN Xu e we n ． M o d e l i n g a n d a n a l y s i s o f mi n e - u s e d r o u n d ． 1 i n k c h a i n b a s e d o n S o l i d W o r k s [ J ] ．Mi n i n g P r o c e s s i n g E q u i p me n t ， 2 0 1 6 ， 4 4 6 7 4 7 8． 杨芝苗． 矿用高强度圆环链 冲击性 能分析 E D ] ． 西安 西安科技大学 ， 2 0 0 9 ． PANTAZ0P0UI OS G ， VAZDI RVANI DI S A． M e t a l l ur gi c a l i n v es t iga t i on o n f a t i gue f a i l u r e o f s t a i nl e s s s t e e l c ha i n i n a c on t i nu ou s c a s t i n g ma c h i n e [ J ] ．E n g i n e e r i n g F a i l u r e A n a l y s i s 。 2 0 0 9 ， 1 6 5 16 2 3 16 3 0． 李美霞 ， 朱华 双 ， 刘金依． 矿用 圆环链 间接触 应力场 的 三维有限元分析[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 5 ， 2 6 5 4 8 4 9 ． I I Me i x i a ，Z HU Hu a s h u a n g， L I U J i n y i ． Th r e e di me ns i o na l f i n i t e e l e me n t a na l ys i s o f s t r es s f i e l ds due t o c o n t a c t b e t we e n r o u n d l i n k c h a i n s f o r mi n e u s e E J ] ． Co a l M i ne M a c h i n e r y， 2 0 05， 2 6 5 48 49 ． 石岚 ， 高宇． 矿用 高强度 圆环链 强度 特性 分析[ J ] ． 太 原 理 工 大 学 学 报 ， 2 0 0 5， 3 6 3 2 7 0 2 7 3 ． SHI La n， GAO Yu． Ana l ys i s of s t r e ngt h c h ar a c t e r i s t i c o f mi ne us e d hi g h s t r e ngt h r o und - l i nk c h a i n [J] ． J o u r n a l o f Ta i y u a n Un i v e r s i t y o f Te c hn ol og y， 20 05， 3 6 3 27 0 2 7 3． 闵希 春 ， 杨 广 衍 ， 吴 宏 涛 ， 等． 基 于 A NS Y S的 刮 板 输送机 圆环链 的有 限元 分析 [ J ] ． 机械 设 计 与制 造 ， 2 Ol1 6 1 O6 1 O7 ． MI N Xi c hu n， YANG Gua n gy an， W U H o ngt a o，e t a 1 ． Fi ni t e e l e me nt an a l y s i s f o r r o und l i n k c h ai n of s c r a p e r c o n v e y o r b a s e d o n A NS Y S [ J ] ． Ma c h i n e r y D e s i g n M a nu f a c t u r e， 2 011 6 l O6 1 O7 ． 郭坤 ， 孙 远涛 ， 段 诚 ， 等． 基 于有 限元法 的刮板输 送机 圆环链 接 触 强 度 分 析 fi J ] ． 矿 山 机 械 ， 2 0 1 1 ， 3 9 1 2 2 2 7． GU0 Kun，SUN Yua n t a o，DU AN Che ng， e t a 1 ． An a l y s i s o n c ont ac t s t r e ngt h o f r oun d l i n ke d c ha i ns o f s c r a p e r c o n v e y o r s b a s e d o n F E M [ J ] ．Mi n i n g ＆ Pr oc e s s i n g Eq ui pme n t ， 2 01l， 39 1 2 2 2 7． 何柏 岩 ， 孙 阳辉 ， 李 国平 ， 等． 矿用高 强度 圆环链 的力 学性能与强 度 分析 [ J ] ． 应 用 基础 与工 程 科 学学 报 ， 2 01 2。 2 0 5 8 28 83 7． ] ] ] ] ] ] ] ] l 2 3 4 5 6 7 8 [ [ [ [ [ [ [ [ 第 4 3 卷 第 7期 2 0 1 7年 7月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i ne Aut o mat i o n Vo 1 ． 4 3 No ． 7 J u1 ．2 01 7 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 7 0 0 5 7 0 5 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． 0 7 ． 0 1 2 卧螺离心机转鼓结构参数对其分离性能的影响 代 朝 辉 中国矿业 大 学 电气 与动 力工 程学 院 ， 江 苏 徐 州 2 2 1 1 1 6 摘 要 采 用数值 模 拟 方法 ， 对 卧螺 离心机 转 鼓 长径 比及 其 半锥 角对其 分 离性 能 的 影 响进 行 了研 究 ， 介 绍 了卧螺离心机三维模型建模 、 网格划分方法及数值模拟过程 。研 究结果表 明 当转鼓长径 比为 4 ． 3时， 卧螺 离心机 分 离效果 最好 ， 分 离效 率 最高 ； 当转 鼓半锥 角为 9 。 时 ， 煤 泥 浆所 受挤 压 较 强 ， 有利 于煤 泥 浆脱 水 ， 且 分 离效 率最 高 。 关键词 卧螺 离心机 ；分 离性能；分 离效率；转鼓结构参数 ；转鼓长径 比；转鼓半锥 角 中图分类号 TD 6 7 文献标志码 A 网络出版时问 2 0 1 7 0 6 2 7 1 6 3 9 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 0 6 2 7 ． 1 6 3 9 ． 0 1 2 ． h t ml I n f l ue nc e o f s t r u c t u r a l p a r a me t e r s o f dr u m o f h or i z o nt a 1 s c r e w de c a n t e r o n s e pa r a t i o n pe r f o r ma nc e DAI Zha o hui S c h o o l o f El e c t r i c a l a n d P o we r En g i n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f M i n i ng a nd Te c hn ol o g y，Xu z h ou 2 21 1 1 6，Chi n a Abs t r a c t I nf l ue nc e o f l e ng t h- d i a me t e r r a t i o a nd ha l f c on e a n gl e o f dr u m o f h o r i z o nt a l s c r e w d e c a n t e r o n 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 5 0 3 ； 修回 日期 2 0 1 7 0 5 2 5 ； 责任编辑 李明 。 基金项 目 国家重点研发计划专项资助项 目 2 0 1 6 Y F C 0 8 0 1 8 0 4 ； 国家 自然科学基金资助项 目 5 1 6 7 4 2 6 9 。 作者简介 代朝辉 1 9 7 3 一 ， 男 ， 山东济 宁人 ， 高级 工程 师， 博 士研究 生， 研究方 向为能源动力工程 ， E ma i l j s d l d a i 1 2 6 ． C O rn。 引用格式 代朝辉． 卧螺离心机转鼓结构参数对其分离性能 的影 响[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 7 5 7 ～ 6 1 ． D AI Z h a o h u i ． I n f l u e n c e o f s t r u c t u r a l p a r a me t e r s o f d r u m o f h o r i z o n t a l s c r e w d e c a n t e r o n s e p a r a t i o n p e r f o r ma n c e [ J ] ． I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n， 2 01 7， 4 3 7 5 7 61 ． [9] [ 1 O ] [ 1 1 ] 1- 1 2 H E Ba i y a n ， S UN Ya n g h u i 。LI Gu o p i n g， e t a 1 ． M e c ha ni c a l p r o pe r t i e s a n d s t r e n gt h a n a l ys i s of t he r i n g c h a i n s f o r mi n i n g e q u i p me n t E J ] ．J o u r n a l o f B a s i c S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g ， 2 0 1 2， 2 0 5 8 2 8 8 3 7 ． 李惟慷 ， 杨新 乐 ， 马力 ， 等． 矿用扁 平接链 环 静态 电测 实验及有 限元分析[ J ] ． 机械工 程与 自动化 ， 2 0 0 4 1 64 - 66 ． LI W e i k a n g，YANG Xi n l e ，M A L i ， e t a 1 ．S t a t i c