烧结一次圆筒混合机托轮轴断裂原因分析及解决办法
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Ｇ・ 。
机地 面基础发 生振 动 ， 导致基 础垫铁及 二次灌 涨层 松动 、 落 。 脱
２ 托轮 轴 断 裂原 因分 析
２ １ 筒体积料的影响 ．
当简 体 内存在 的积料 未完全 清理 干净 时 ， 体 简
２ ３ 地基 松 动 或 振 动 的影 响 ．
由于地基 下沉 或松 软 ， 使简 体 向一 边 倾斜 ， 会 产生 与安装偏 移 同样 的不 良影 响 ， 从而 加大 了质 心
由正弦定 理得 ＰＯ Ａ ｓ （ １ ｔ） ｓ ０ ｉ ０ ＋Ｏ ｉ１ ｎ１ ２ ｎ２
—
起动 力矩 （） １
＝ ＝
（） ６
：
一
即
显然 ， 当简体 内某一 局 部 积料 过多 时 ， 不及 若
时清 理 ， 将造 成质 量 分 布于 离轴 较 远 的地 方 ， 转 使
Ｐ Ｏ＝ Ａ （） ２
１
Ｊ ＝Ｊ ＋Ｍｄ ＝ Ｍ （ ２ ＋Ｍｄ Ｒ ＋ｒ ）
。 Ｚ
（） ３
式 中 ：。 Ｊ 为异常情 况下 的转 动惯量 ， ・ ； 为正 ｍ２ Ｌ 常情况下 的转 动惯 量 ， ｇ ｍ２ Ｍ 为 总质 量 ，ｇ Ｒ ｋ・ ； ｋ； 为简体外 径 ， ｒ为简 体 内径 ， ｄ 为实 际转轴 中 ｍ； ｍ；
动惯量增 加 ， 从而使 起动力 矩增大 。
式 中： ｏ Ａ 处 支 座 反 力 ， Ｇ 为 简 体 及 料 总 为 Ｎ；
重， 。
ｌ ｉ ａ ｒ 一 ｇ。
２ ２ 筒体 安装 偏 移 的影 响 ．
当简体 安 装 出现 偏 移距 离 ｈ时 ， 质心 与 简 体
回转体 中心不 重合 ， 即质心 Ｃ 回转 中心 Ｏ 的距 离 与 为 ｃ 当简体 以匀 角速 度 ∞转 动 时 ， ｏ ， 因偏 心所 产生
因大阻尼 情形 下 系统不 发生 振动 ， 建 立无 阻 故 尼振 动 系统力 学模 型 ， 图 ４所示 。 如
设托 辊支 承组质 量 为 ｌ基 础 质 量为 ｍ２ 基 ， ， 础 底面积 为 Ａ， 基础 下地 基经 夯 实后其 比刚度 ： ６× １ ０ Ｎ ［ ｌ 托 辊 角 速度 为 ，由于 简体 心 １
一
。 ５
１ 一电机 ；～减速箱 —小 齿轮 ；一大齿圈 ２ ３ ４ ５ 一托辊 ；～托辊轴 ；～挡 轮；一 托轮 ６ ７ ８ ９ 图 筒体
，
～
１ 圆 筒 混合 机 立 面安 装 图
收 稿 日期 ：０ ０ ４ ９ ２ １ ～０ —１ 作者 简 介 ： 韶 辉 （９ ４ 刘 １６ ～） 男 ， 南 衡 阳 人 ， 阳钢 管 （ 团 ） 限 公 司 工 程 师 湖 衡 集 有
心 与理论转 轴 中心 Ｚ轴 间的距离 ， ｍ。
当它 由静止 开始转 动 ， 经过 ｔ 秒后达 到额定转
图 ２ 圆筒 混合 机 受 力分 析 图
速， 由刚体 定轴转 动 的微分 方程
∑Ｍ Ｆ ） （ｉ
得
・ ＝
在正 常情况下 的 ， 出其支座 反力 的计 算 图如 画 图 ３ 示。 所
望 坚； 笙 堇 塑 二 垒 三 堑
堕 坌 决 法 旦堑 办
６１
烧 结 一 次 圆 筒混 合机 托轮 轴 断裂 原 因分 析 及 解 决 办 法
芸 雯 蓑 差萎 萎 耋 拿萎 ： 霎词 三 芝 葶 键
中图分 类号 ： Ｆ ２ Ｔ ３５
・
： 圆筒混合机 ； 托轮 轴 断裂 ； 劳破 坏 ； 础 疲 基
（） ４
（） ５
将式 （ ） 分 得 （ 始 条 件 ｔ ５积 起 ＝０时 ， ０ ； ２ Ｏ ＝０
ｔ ＝ｔ ， ＝Ｃ） ｎ 时 Ｏ
ｊ Ｌｄ２ Ｊ Ｍ ￡ ｏ＝ ６ ｄ
Ｇ
Ｉ ＝ Ｍ ｚ ｄｔ ‘
＝生 ＝ 又 ＝ ７／ 则 Ｍ。 ＇ ｆ ／
，
，
即此 时 的
，
Ｑ２ ：旦 ｍｌ ＋ｍ２ ‘ ｅｌ ＋ｍ２ 即振 动系统 的 固有 频 率
的惯性 力为 ：
一
ｇ
因ａ 号则Ｐ ＜ 。 １ｎ时有 ２ ， Ａ Ｐ 当ａ ２ ， ＜ Ｏ
ｌ Ｐ ｉ ｍ ａ ＝
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Ｓ ｍ ｍ（ ｅ＝ｅ ２ ｏ
（ ７ ）
式 中 ： 为 总质量 ，ｇ ｅ为 质 心偏 心距 ， 为 ｍ ｋ； ｍ； 简体转 速 ，／ ｎ ｒｍｉ。由于 ・ ｃ ， 简体 质 量 大 ， ７＞０ 且 即使 ｅ值 较 小 ， 由偏 心力 所 产 生 的惯 性 力仍 然很
， ，
主 要 研究 方 向为 冶 金 设 备
。
６ ２
２１ ００年 ６月 中 国制造业 信息 化
第３ ９卷
第 ｌ 期 ｌ
的转轴并 不通过 筒体 的质心 ， 而是形成 了一个类 似
偏 心 凸轮 的旋转 ， 实 际转轴 中心为与理论 转轴 中 其
心 Ｚ平 行且二轴 间距 等于 ｄ的 ， 则其转 动惯量 ：
・
应用研 究 ・
刘韶辉
烧 结一 次 圆筒混 合机 托 轮轴 断裂原 因分 析及 解决 办法
更 大 的变形 和动应 力 。
６ ３
偏 心距 ， 使偏 心 所产 生 的惯 性 力 Ｓ增 大 。同 时 ， 由 于地基 松动 使 弹性 振 动增 加 ， 成 随时 问而变 化 的 形
干扰力 ， 引起 托辊 轴 受 迫 振 动 ， 动 使 托辊 轴 产 生 振
华 Ｉ ｉ ｍ上 ： 华
口 ・ ＣＯＳ口 ２ — ０
大 。这 个惯 性 力 ， 一方 面可 使 托辊 轴产 生弯 曲 ， 使 支承处受 到很 大的附加 动反力 ； 另一方 面因它 的方
向时时改变 ， 结果 使 托辊 轴 承受 交 变 载荷 ， 混合 使
因。 ０ Ａ＞ ，然 ＜ Ａ＜ ２ ， Ｏ 华 显 华 ＰＯ ＞ 则Ｐ
裂因行面析 算 到托轴裂 原进全分、 ， 了 断的 行 。 计找 轮 了 要有 ≥ 生 求效 产 ≥ 茎水 置 平 差 草 及
了
， ，
。
～。
删 州竹 叭 鳓裂 。
ｌ 文 标 码Ｂ 文 编 ：２１６。）一６ 献识 ： ； 号ｌ —１ห้องสมุดไป่ตู้０１。１ ６ ６（１ｌ ｏ ７
机地 面基础发 生振 动 ， 导致基 础垫铁及 二次灌 涨层 松动 、 落 。 脱
２ 托轮 轴 断 裂原 因分 析
２ １ 筒体积料的影响 ．
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２ ３ 地基 松 动 或 振 动 的影 响 ．
由于地基 下沉 或松 软 ， 使简 体 向一 边 倾斜 ， 会 产生 与安装偏 移 同样 的不 良影 响 ， 从而 加大 了质 心
由正弦定 理得 ＰＯ Ａ ｓ （ １ ｔ） ｓ ０ ｉ ０ ＋Ｏ ｉ１ ｎ１ ２ ｎ２
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起动 力矩 （） １
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显然 ， 当简体 内某一 局 部 积料 过多 时 ， 不及 若
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式 中 ：。 Ｊ 为异常情 况下 的转 动惯量 ， ・ ； 为正 ｍ２ Ｌ 常情况下 的转 动惯 量 ， ｇ ｍ２ Ｍ 为 总质 量 ，ｇ Ｒ ｋ・ ； ｋ； 为简体外 径 ， ｒ为简 体 内径 ， ｄ 为实 际转轴 中 ｍ； ｍ；
动惯量增 加 ， 从而使 起动力 矩增大 。
式 中： ｏ Ａ 处 支 座 反 力 ， Ｇ 为 简 体 及 料 总 为 Ｎ；
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ｌ ｉ ａ ｒ 一 ｇ。
２ ２ 筒体 安装 偏 移 的影 响 ．
当简体 安 装 出现 偏 移距 离 ｈ时 ， 质心 与 简 体
回转体 中心不 重合 ， 即质心 Ｃ 回转 中心 Ｏ 的距 离 与 为 ｃ 当简体 以匀 角速 度 ∞转 动 时 ， ｏ ， 因偏 心所 产生
因大阻尼 情形 下 系统不 发生 振动 ， 建 立无 阻 故 尼振 动 系统力 学模 型 ， 图 ４所示 。 如
设托 辊支 承组质 量 为 ｌ基 础 质 量为 ｍ２ 基 ， ， 础 底面积 为 Ａ， 基础 下地 基经 夯 实后其 比刚度 ： ６× １ ０ Ｎ ［ ｌ 托 辊 角 速度 为 ，由于 简体 心 １
一
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１ 一电机 ；～减速箱 —小 齿轮 ；一大齿圈 ２ ３ ４ ５ 一托辊 ；～托辊轴 ；～挡 轮；一 托轮 ６ ７ ８ ９ 图 筒体
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１ 圆 筒 混合 机 立 面安 装 图
收 稿 日期 ：０ ０ ４ ９ ２ １ ～０ —１ 作者 简 介 ： 韶 辉 （９ ４ 刘 １６ ～） 男 ， 南 衡 阳 人 ， 阳钢 管 （ 团 ） 限 公 司 工 程 师 湖 衡 集 有
心 与理论转 轴 中心 Ｚ轴 间的距离 ， ｍ。
当它 由静止 开始转 动 ， 经过 ｔ 秒后达 到额定转
图 ２ 圆筒 混合 机 受 力分 析 图
速， 由刚体 定轴转 动 的微分 方程
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在正 常情况下 的 ， 出其支座 反力 的计 算 图如 画 图 ３ 示。 所
望 坚； 笙 堇 塑 二 垒 三 堑
堕 坌 决 法 旦堑 办
６１
烧 结 一 次 圆 筒混 合机 托轮 轴 断裂 原 因分 析 及 解 决 办 法
芸 雯 蓑 差萎 萎 耋 拿萎 ： 霎词 三 芝 葶 键
中图分 类号 ： Ｆ ２ Ｔ ３５
・
： 圆筒混合机 ； 托轮 轴 断裂 ； 劳破 坏 ； 础 疲 基
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将式 （ ） 分 得 （ 始 条 件 ｔ ５积 起 ＝０时 ， ０ ； ２ Ｏ ＝０
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ｊ Ｌｄ２ Ｊ Ｍ ￡ ｏ＝ ６ ｄ
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（ ７ ）
式 中 ： 为 总质量 ，ｇ ｅ为 质 心偏 心距 ， 为 ｍ ｋ； ｍ； 简体转 速 ，／ ｎ ｒｍｉ。由于 ・ ｃ ， 简体 质 量 大 ， ７＞０ 且 即使 ｅ值 较 小 ， 由偏 心力 所 产 生 的惯 性 力仍 然很
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。
６ ２
２１ ００年 ６月 中 国制造业 信息 化
第３ ９卷
第 ｌ 期 ｌ
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烧 结一 次 圆筒混 合机 托 轮轴 断裂原 因分 析及 解决 办法
更 大 的变形 和动应 力 。
６ ３
偏 心距 ， 使偏 心 所产 生 的惯 性 力 Ｓ增 大 。同 时 ， 由 于地基 松动 使 弹性 振 动增 加 ， 成 随时 问而变 化 的 形
干扰力 ， 引起 托辊 轴 受 迫 振 动 ， 动 使 托辊 轴 产 生 振
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