耐火球模具的应力分析

耐火球模具的应力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 3 耐火球模具的应力分析 王晓波 () 新乡市高级技工学校 机电系 ,河南 新乡 453000 摘要 : 应用弹性力学的尖劈应力分析理论 ,分析了高强耐火球成型模具的磨损原因 ,推导出应力分量公式 。利用 所推导的计算公式 ,对具体实例进行了应力分析 ,找出了模具磨损的主要因素 。 关键词 :耐火球成型模具 ;尖劈 ;应力分析 ;磨损+ ( ) 中图分类号 : TH123 . 4 文章编号 : 1008 - 2093 201001 - 0006 - 03 文献标识码 : A 随着我国冶金工业的飞速发展 ,高炉冶炼的强化 ,充分发 为进一步稳定和提高耐火球的使用特性 及大量喷吹燃料的需要 ,对热风炉风温的要求越来越 挥球式热风炉的优势 , 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了高强耐火球的成型模具 , 用它生产出的耐火球在强度 、密度及外表光滑度等质量 高 。现代高炉均采用蓄热式热风炉 。热风炉实际为 钢板外壳内有大量耐火材料的换热式热转换器 。球 方面较原来提高了一个档次 ,使球式热风炉的风温更稳 定 ,并可延长球式热风炉的使用寿命 ,降低炼铁成本 ,提式热风炉是以自然堆积的耐火球床代替通道规则的 格子砖式的蓄热式热风炉 ,球床代替格子砖使蓄热室 高经济效益 。[ 1 ] 传热过程和结构参数发生了显著变化 。球床的比 1 应力分析 表面很大 , 而重量系数 、空隙当量直径和球体当量厚 模具由上模 ,下模和盖碗组成 ,设备采用 60 吨压 度都很小 。近几年 , 因球式热风炉具有体积小 、投资 力机 ,由上模向下压制 ,下模被固定 ,压制成形后由盖 少 、施工方便 、热交换充分 、热效率高等优点而得到较 碗将耐火球顶出 。下模和盖碗见图 1。 大的发展 。 热风炉用耐火球以其热表面积大 、热容 量大 、热 交换面积大 、风温高等优越的热工特性 , 已在国内众 [ 2 ] 多的中小型高炉热风炉中推广使用 。 一般的高铝质耐火球 , 其耐火度不低于 1750 , 1790 ?; 荷重软化开始温度不低于 1420, 1500 ?;由 于 A lO属两性 氧 化 物 , 故 抗 酸 性 渣 侵 蚀 的 能 力 较 2 3 好 , 但弱于 硅质 耐 火球 , 抗 碱 性 渣 侵 蚀 的 性 能 也 较 好 , 但 弱 于 镁 铝 质 耐 火 球 ; 当 制 品 中 A lO含 量 愈 2 3 图 1 下模和盖碗图 高 , 其定性会显著降低 。高铝质耐火球用于球床上段 在生产过程中发现 ,模具内表面的球面与圆柱面 高温区 , 其耐火度和荷重软化温度已够用 , 而稳定性 的相交处磨损比较严重 ,影响了模具的使用寿命 。对 和抗渣性显得不足 。实际应用后 , 经常出现表面裂纹 此问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 用弹性力学的理论进行了应力分析 ,找出影响和渣化粘结现象 , 导致床层透气性变差 , 清球周期缩 模具使用寿命的主要因素 。 现将易磨损处用尖劈顶短 。经过比较证明 :选择好的耐火球 ,其蓄热能更高 , 端受力作为力学模型进 同样一座有一定蓄热量需求的热风炉高档球的装入 [ 3 ] 行分析 ,尖劈的球面部分可用球面的切线简化 , 在压 量少 ,使热风炉外形体积缩小减少投资总成本 。 制过程中 ,模具内表面受压制过程中产生的内压和物 手工成型生产方法不仅效率低 、费工费时 、劳动强 料滑动时产生的摩擦力共同均布作用 。因此 ,分别计 度大 ,而且淬火后脆断 ,所以压出的耐火球致密度不一 算尖端两侧面受均布压力 q和均布剪力 q单独作用 致 ,导致焙烧后大量的砖开裂 ,成型后的坯体还留有一1 2 时的应力 , 分析产生磨损的主要因素 。 圈边缘 。机械模具制作精密耐火球表面将不会有毛边 、 错台 、麻面 、开裂球的纵横尺寸误差等现象 。 3收稿日期 : 2009 210 229 ( ) 作者简介 :王晓波 1972 2,男 ,河南新乡人 ,讲师 ,硕士 ,主要从事机械设计研究 。 ()1. 1 尖端两侧面受均布剪力 q图 2 将 ?代入 ?得 : 2 θα αθ 2qsin+ qsin2 2 2σ= ρ αα α co s- sin θα αθ 2qsin- qsin2 2 2σ= θ αα α co s- sin αθαqco s2- qsin 2 2 ττ== ρθ θρ αα α co s- sin ()1. 2 尖端两侧受均布压力 q图 3 1 图 2 均布剪力图 由量纲分析 , 假设应力 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 的形式为 : 2 ρθ) (U =f 将应力函数代入双调和方 程 2 2 1 9 9 92 1 ( ) + U = 0 +22 2 ρ ρ 9 ρθ ρ9 9 得 :4 2 (θ) (θ) 1 df df + 4 ] = 0 [422 θ θ ρdd图 3 均布压力图 2 θ) ρ(θ) (解出 f 并代入式 U =f 尖端两侧受均布压力和两侧受均布剪力的应力函 得 :数相同 , 边界条件为 : 2 ρ(θθθ) U =A co s2+ B sin2+ C+ D α α (σ ) (σ)= - q = - qθ θ1 1 θ θ= -= 2 2 将 U 代入应力分量公式αα(τ)(τ) = 0 = 0 θρ θθρ θ= = - 2 2 2 1 9U 1 9U σ将应力分量 = +ρ 2 2 ρ ρ 9ρ θ9σθθθ = - 2A co s2- 2B sin2+ 2C+ 2Dρ 2 9U σθθθ= = 2A co s2+ 2B sin2 + 2C + 2D σθ =θ 2 ρ9ττθθ== 2A sin2- 2B co s2- C 代入ρθ θρ 9 1 9U 边界条件得 : ) ττ( == -ρθ θρ ρ θ9 A = B = C = 0 得应力分量为 : σθθθ = - 2A co s2- 2B sin2+ 2C+ 2D q ρ 1D = - σθθθ= 2A co s2+ 2B sin2+ 2C+ 2D θ 2 ? ττθθ== 2A sin2- 2B co s2- C ρθ ρθ 所以应力分量为 : 边界条件为 : σ = - qρ 1 σ = - qαα(σ)θ (σ)1= 0 = 0 θ θθ θ= = - 2 2 τταα== 0(τ)(τ)ρθ θρ = q= q θρ θθρ θ= = - 222 2 从以上两个计算结果看到 , 当只受均布压力时正 将 ?式代入边界条件得 : 应力是压应力 , 为定值 , 由压力的大小决定 , 切应力为 α (σ)α α α = 2A co s+ 2B sin+ C+ 2D = 0 θ θ= 2 零 , 所以可以得出 , 剪切力是影响磨损的主要因素 。 αα α α (σ) = 2A co s- 2B sin- C+ 2D = 0θ θ= - 2 1. 3 应力分量公式 α(τ)α α = 2A sin- 2B co s- C = q θρ θ= 22 将 1. 1 和 1. 2 的结果进行叠加 , 可得尖端的各应 α(τ)α α 力分量公式 : = 2A sin- 2B co s- C = q θρ θ= - 22 θα αθ 2qsin+ qsin2 解之得 : 2 2σ = - q ρ 1αα α co s- sinA = 0 θα αθ 2qsin- qsin2 αq2 22σ= - q θ B = 1αα α co s- sinα αα 2 sin- 2co s? αθαqco s2- qsin α qsin 2 2 2 ττ== C = ρθ θρ αα α co s- sinαα α co s- sin D = 0 河南机电高等专科学校学报 2010年 1期 8 7 α 将 q= 1. 62 ×10 Pa, q= 3. 24 ×10 Pa,= 1 2 2 实例分析 2. 5 rad 代入得 : 8 例 :模具下模的内球面直径为 60mm, 内圆柱直径 σ = - 2. 01 ×10 Paρ 为 48mm, 生产耐火球的设备为 30 吨压力机 , 物料与 8 σ = - 1. 42 ×10 Paθ 模具间的摩擦系数 u = 0. 2, 计算时取最大工作压力 , 6 τ τ = = - 2. 49 ×10 Pa θρ ρθ 8 α 可算 得 = 2. 5 rad, q= 1. 62 ×10 Pa, q= 3. 24 × 1 2 α 7 θ = - 时 ,当 10Pa。4 α α α α θ 对 分别取 0, ? , ? 来计算磨具的应力 。α α- sin+sin2 4 4 2 σ() μ = ?- 1 ?q ρ 1应力分量公式为 : αα α ?co s- sin θα αθ 2qsin+ qsin2 2 2α α σ q- = ρ 1α α- sin- sinαα α co s- sin 2 2 σ(= ) μ ?- 1 ?q θ 1 α αα co s- sinθα αθ 2qsin- qsin2 2 2σq - = θ 1 αα αα co s- sinαα co s - sin 2 αθαqco s2- qsin 2 2 ττ?q== 2θρ ρθ ττ== ρθ θρ αα α co s- sinαα α co s- sin8 7 α 将 q= 1. 62 ×10 Pa, q= 3. 24 ×10 Pa, = 1 2 α θ当 = 时 : 2. 5 rad 代入得 :2 8 σμαα= - 1. 23 ×10 Pa 2?? sinρ ) σ(- 1 ?q = 1ρ αα α8 ?co s-sinσ = - 1. 82 ×10 Pa θ σ= - q θ 16 τ τ = = - 2. 49 ×10 Pa θρ ρθ ττ == qθρ ρθ 2θ 当 = 0时 ,8 7 α 将 q= 1. 62 ×10 P a, q = 3. 24 ×10 Pa,=1 2σ = - q ρ 1 2. 5 rad 代入得 :σ= - q θ 8 1σ= - 1. 99 ×10 Pa ρ α α - sinττ(== 8 θρ ρθ ) ?q 2σ = - 1. 62 ×10 Paθ αα α co s-sin7 8 7 ττ == 3. 24 ×10 Paθρ ρθ α 将 q= 1. 62 ×10 Pa, q= 3. 24 ×10 Pa,= 1 2 α 2. 5 rad 代入得 : θ当 = - 时 :8 2 σ = - 1. 62 ×10 Paρ μαα 2?? sin8 σ( ) = - - 1 ?qρ 1σ = - 1. 62 ×10 Paθ αα αα ?co s- ?sin7 ττ== - 2. 37 ×10 Pa θρ ρθ σ= - q θ 1 ττ == qθρ ρθ 23 结语 8 7 α 将 q= 1. 62 ×10 P a, q= 3. 24 ×10 Pa,= 1 2通过对模具进行的理论应力分析和实例的计算 , 2. 5 rad 代入得 :可以看出模具磨损主要来自摩擦力产生的剪应力 , 并 8 σ = - 1. 99 ×10 Paρ 通过计算出应力值 , 对采取具体措施来减少磨损 , 达 8 到延长模具寿命的目的具有指导作用 。此外 , 对模具 σ= - 1. 62 ×10 Pa θ 进行应力分析找出影响模具寿命的因素也是一个主 7 ττ== 3. 24 ×10 Pa θρ ρθ 要的办法 。 α θ当 = 时 ,() 责任编辑 吕春红 4 参考文献 : α α α α sin+sin [ 1 ]袁熙志 ,唐飞来. 我国球式热风炉技术的发展及应注意的问题 [ J ]. 2 4 ( ) 钢铁 , 2002 , 37 10 : 65 - 69. ) μ σ( - 1 ?q?= ρ 1 α αα sin?co s- ( ) [ 2 ]刘世聚. 热风炉耐火球的研制与应用 [ J ]. 炼铁 , 2003 , 22 3 : 48 - α α50. α αsin- sin 2 2 [ 3 ]杨虎 ,黄征. 球式热风炉耐火球床参数选择 [ J ]. 新疆钢铁 , 2005 ,σ() μ = ?- 1 ?q θ 1αα α co s- sin α ()( ) 94 2 : 39 - 41. 下转第 23 页 ααco s - sin 2 ττ== q?θρ ρθ 2 αα α co s- sin 在接收设备数据的循环中 ,因为一个扇区的操作 ,实现了嵌入式 U SB 主机的设计和开发 ,为任意波 上 发生器提供了方便快速的波形数据 。经测试 ,这是一 需要 8 次才能完成 ,因此要注意每接收一个数据包 , ()都要将 SL811H S 寄存器 0 中的数据位 位 6 变换一 种可行 、实用的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 ()责任编辑 吕春红 次 。 da ta1 和 da ta0 交替使用 。 参考文献 : B u lk - O u t流程与 B u lk - In 流程差不多 ,只是在 [ 1 ] SL811H S Em bedded U SB Ho st / Slave Con tro lle r [ M ]. Cyp re ss Sem i2 CBW 数据包中 , 注明了下一阶段的传输方向为主机 conduc to r Co rpo ra tion, 2002. 到外围设备 。在 CBW 发送 ACK 之后 ,向设备的 O u t [ 2 ] SL811H S / SL811H ST App lica tion No te s [ M ]. Cyp re ss Sem iconducto r 端点发送 P ID - OU T数据包 ,使得设备接收所要传送Co rpo ration, 2001. 的数据 。在数据传输完毕后 ,仍要向设备的 In端点发 [ 3 ]U SB M a ss Sto rage C la ss - U F I Comm and Sp ec ifica tion R eve rsion 1. 0 [ S ]. U SB Imp lem en te rs Fo rum , 1998. 送 P ID - IN 数据包 ,读取设备的 CSW 数据包 ,判断传 [ 4 ]U SB M a ss Sto rage C la ss B u lk - O n ly Tran spo rt R eve rsion 1. 0 [ S ]. 输结果 ,并进行相应处理 。在发送数据的循环中 , 同U SB Imp lem en te rs Fo rum , 1999. 样要注意 da ta0 和 da ta1 的交替使用问题 。( ) [ 5 ] Info rm a tion techno logy - SCS I P rim a ry Comm and s - 2 SPC - 2 R e2 ve rsion 20 [ S ]. T10 Techn ica l Comm ittee, 2001. 5 结束语 [ 6 ] F rank. U SB D isk Techn ic R epo rt Fo r D riveD ev [ R ]. 北京 : 北京航空 在基于 ARM 内核 CPU 的任意波发生器主控制板 航天大学 , 2002. The Applica tion of USB Host Con troller in Arb itrary W aveform Genera tor D IAO X iu - hu i, e t a l ( )H enan M echan ica l and E lec trica l Enginee ring Co llege, X inxiang 453002 , Ch ina A b stra c t: Th is p ap e r illu stra ted the wo rk p rinc ip le s of U SB ho st con tro lle r and p rovided its sp ec ific u se on the con tro l p ane ls of a rb itra ry wavefo rm gene ra to r th rough the re sea rch and de sign of em bedded ho st U SB , and rea lized to imp rove the p u rpo se of wavefo rm da ta inp u t m e thod. In itia lly we stud ied the p ro toco l of la rge cap ac ity U SB and the ac tion of da ta tran sfe r in ho st U SB , and then rea lized U SB ho st func tion s u sing SL811H S acco rd ing to the cha rac te r2 istic s of a rb itra ry wavefo rm gene ra to r. Mo reove r, we offe red the p roce ss p rocedu re s of B u lk - In sec tion of U SB sto r2 age device s ba sed on the wo rk above. Key word s: a rb itra ry wavefo rm gene ra to r; SL811H S; m a ss sto rage c la ss ()上接第 8页 The Stress Ana lysis of the D ie Set of Refractory Ba lls WAN G X iao - bo (M echan ica l and E lec trica l Enginee ring D ep a rtm en t, X inxiang )A dvanced Ttechn ica l Schoo ls, X inxiang 453000 , Ch ina A b stra c t:B y app lying the stre ss ana lysis theo rie s of the c rack tip of m echan ic s of e la stic ity, the wea ring rea son of d ie se t of h igh ly strong refrac to ry ba lls ha s been ana lyzed and the fo rm u la of stre ss componen ts wa s deduced. Fu r2 the r stre ss ana lysis ha s been m ade w ith the deduced fo rm u la to a conc re te examp le. The p ap e r found the m a jo r ob jec2 tive th rough ana lysis. Key word s: the d ie se t of refrac to ry ba lls; the c rack tip; stre ss ana lysis; wea ring