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题目：链篦机骨架装置的优化设计

[摘要]: 链篦机的主要承重结构为车架，因此在保证车架重量的同时保证其刚度和强度具有重要意义。拓扑优化是结构优化研究领域中的前沿和热点问题。本文以链篦机为研究对象，利用壳体单元建立了该机车架的详细有限元模型，进行了结构优化研究。基于结构优化的静态和动态有限元分析和计算。基于拓扑优化的结果，充分考虑实际组装和性能要求完成链篦机框架的重建。对优化后的车身框架模型进行有限元分析并将其动态和静态特征参数与原始模型进行比较。研究出所有特征参数。因此可以得出结论，在实际工程研究中，基于有限元的拓扑优化技术在车身框架设计中的应用是可行的，具有很强的优势。

关键词：链篦机、有限元、拓扑优化、ANSYS

1. 前言 ensp;

链篦机是链篦机-回转窑氧化球团工艺所需的重要设备，是氧化球团工艺所需的三大核心设备之一。链篦机的工作原理是：用分筛机对造粒机理好的生球进行筛分，合格的（phi;8～16mm）生球均匀分布在链篦机尾部布区。随着链条炉排床的运行，料球经过干燥一段、干燥二段、预热段，最后通过铲板和窑尾溜槽进入回转窑。干燥的第一阶段主要是除去物料球上附着的水分，所以温度不能一下子升高得很高。干燥的第二阶段主要是除去球团中的结晶水，温度应控制在破裂温度以下。预热部分主要加热料球。炉排机由以下主要部件组成：（1）传动装置；（2）运行部件；（3）骨架总成；（4）盖总成；（5）波纹管总成；（6）灰斗；（7）窑尾密封装置；（8）润滑系统；（9）烟囱总成；（10）提升机构。本文从设计、制造、安装、用户的角度出发，对我公司现有篦机的部分结构进行了优化，并在实际生产过程中取得了良好的效果。

ensp;ensp;ensp;ensp;ensp;ensp;ensp;1ensp;头轮通水结构的优化设计链篦机属于热力设备，其头温一般保持在1000℃左右。因此，为保证其正常运行，应在前轮轮轴，上拖轮轮轴和轴承座上设置冷却系统，链条炉排采用给水冷却方式。原来的轴承座采用嵌入铸件的钢管结构。这种结构有明显的缺点：（1）在铸造过程中，钢管易变形，水流达不到设计要求，有时甚至因变形而被完全堵住，无法达到预期的冷却效果。 ; （2）在生产过程中，由于密封件松动或铸件本身中的杂质和气孔，冷却水会沿着间隙进入轴承座，影响设备的使用。现在已转变为铸件和钢板的焊接形式，满足了冷却水冷却的设计要求，避免了漏水现象，取得了很好的效果。

ensp;ensp;ensp;ensp;ensp;2拉紧装置的优化设计炉排张紧装置位于炉排尾部，其主要目的是增加张紧力。由于炉排床长期高温运行而变形，各下辊之间炉排床的下垂度也在不断增大。为了保持篦机的正常生产，必须加大张紧力以保证其正常工作。随着氧化球团技术的不断发展，小型炉排机已不能满足要求，必须进行优化。

1. 国内外研究概况

近年来我国球团矿的生产能力有较快的发展, 且生产设备向大型化迈进。其中利用回转窑球团法生产工艺生产球团矿的主要设备由链蓖机、回转窑和环式冷却机组成, 而链篦机则是最关键设备。^[1]

在原配料室内增加2个铁精粉原料仓,仓下配两套圆盘给料机及铁精粉皮带秤,将原配料皮带机尾部延长,满足年产80万吨球团含铁原料需求。在原有造球室厂房内新增1套造球系统,包括圆盘给料机、上料皮带机、圆盘造球机,满足造球工艺及日常检修需要。^[2]

河北某钢铁公司２００万球团链篦机回转窑原烟气脱硫工程采用石灰石－ 石膏湿法烟气脱硫技术，一套链篦机回转窑配置 一套脱硫塔系统 ，无ＧＧＨ换热器。球团烟气中的二氧化硫主要来自矿粉焙烧过程中的原料煤气、 铁矿粉和煤粉中的硫化物和硫酸盐 ，通过焙烧 ，原料中９０％ 以上的硫形成气体排 出，所以因烧结原料含硫量的关系，造成链篦机回转窑烟气中的 二氧化硫浓度会随 配料比的变化而发生较大的变化。^[3]

当前我国对烟气中污染物的排放限制越来越严格，烟气的净化成为最热门的研究课题之一。我国的钢铁行业规模巨大，污染物排放量也很大。研究表明钢铁行业排放的SO2超过40% 是在烧结、球团工序中产生的。旋转喷雾干燥法( SDA) 脱硫工艺在钢铁行业中的应用比较广泛，因此对SDA塔进行改进，提升其脱硫效率可以有效降低钢铁行业的 SO2 排放，有重要的现实意义［1 － 3］。^[4]