相应 的应 力 边界 条 件 和 位 移 边界 条 件 ， 出 应力 得
强度 分 布云 图 （ ２ ） 图 ｂ 。分析 结果 显示 ， 槽 在不 键
同位置 的应 力强 度 不 同 ， 大 应 力 强 度 出现 在 与 最
两 个托 轮距 离最 近 的两 个 键 槽 位 置 ， 大 应 力强 最
李 震先 ， ，９９年 ２月 生 ， 男 １６ 高级 工 程 师 。 北 京 市 ，０ ５ ０ １２０ 。
２０ ４ 度 １ ． ＭＰ 。 ２ ２ ａ
化
工
机
械
２ １ 焦 ０１
２ ３ 失效 原 因的综合 分 析 ．
结合 有 限元分 析结 果和 实 际的使用 工况 进行 综 合 分 析 得 出 ， 连 接 滚 圈 结 构 失 效 的原 因如 键
第３ ８卷
第 ２期
化
工
机
械
２９ ３
ＨＤ Ｅ蒸 汽 管 回转 干 燥 机 滚 圈结 构 改进 Ｐ
李震 先
王 振 林
（ ．中 石 化 燕 山 石 化 分 公 司 化 工 六 厂 ；．天华 化 工机 械 及 自动 化 研 究 设 计 院 ） １ ２
摘
要 对键连接 的 Ｈ Ｐ 高密度聚 乙烯 ） Ｄ Ｅ（ 蒸汽管回转干燥机 的滚 圈在 工程 应用 中出现的失 效原 因进
过程中， 其直 角 区域 不 可 避 免 地产 生 直 角 状 晶 粒 区 ， 且常有 低 熔 点杂 质 和 非 金 属夹 杂物 等 造 成 并 弱面 ， 强度 降低 ， 使之 易产生 破坏 。
３ 改 造 后 结 构
改造后 的滚 圈采 用 的 是 Ｚ ４ Ｃ Ｍｏ铸 件 ， Ｇ２ｒ 经 过调 质处理 ， 面硬度 Ｈ ２ ０～ ６ 。滚 圈 的断面 表 Ｂ ２ ２０
下 ：
ａ ．干燥机 工作 过 程 中的轴 向热 胀 冷 缩 和轴
向的窜 动力 ， 加之 键 连 接 滚 圈结 构 的键 的 轴 向位 移 约束 为 自由 的 ， 期 的 使 用 过程 中势 必 造 成键 长
与键槽 间 的磨 损 ， 使键 易脱 落 ； ｂ ．干燥 机 是 一 个 低 速 重 载 的设 备 ， 回转 干
现裂 缝 等 现 象 ， 响 了 ＨＤ Ｅ生 产 装置 的连 续 运 影 Ｐ
行 。为 此 ， 过对 干燥 机 上述 情况 的研 究分 析 ， 经 对
简 体 上焊 有垫 板 和筋 板 结 构并 与 滚 圈键 连接 （ 图 １ ， 结 构 可 以传 递 周 向 的 转矩 ， 不 约 束 键 的 ）此 但
干燥 机 的滚 圈 和筒 体 的连 接 键 脱 落 、 槽 根 部 出 键
１ １ 结构 简介 ． 改造前 的 滚 圈 采 用 Ｚ ４ Ｃ ｂ Ｇ ２ ｒｆ 件 ， 火 处 ｏ铸 正
理 后 硬度 Ｈ Ｖ为 ２ ０— ６ 。滚 圈 的断面 为空 心形 ４ ２５
式 ， 滚 圈 圆周 方 向均 匀 加 工 了 １ 沿 ６个 方 形 键 槽 。
燥 过程 中滚 圈与 托轮 接触带 附 近的位 置键槽 受 力
较 大 ， 它位 置受 力较 小 ， 槽根 部受周 期性 应力 其 键
ａ ．有 限 元模 型
作用 ， 造成微 动疲 劳损 伤并使 键槽 根部 产 生裂纹 ；
ｃ ．外 径 为 ３ 的大 型 空 心 断 面 滚 圈 在 铸 造 ｍ
轴 向的位 移 ， 在长 期 的使 用 过 程 中出 现 干燥 机 的
干燥 机 的滚 圈结 构 和滚 圈与 筒体 的连 接结 构进 行 了改进设 计 ， 采用 松套 式 连接 ， 得 了 良好 的使 用 取
效果 。
滚 圈和简 体 的连 接键 易 脱 落 ， 键槽 根 部 出现 裂 缝 等现 象 ， 响 了工业 装 置 的连续 运行 。 影
行 了分 析 ， 出 了滚 圈结 构 和 滚 圈 与 筒体 之 间 连 接 结 构 的 改 进 设 计 方 案 。 改 进 后 的 滚 圈为 整 体 断 面 结 提
构 。 与 筒 体 采 用松 套 式 连 接 。 并 关 键 词 蒸 汽 管 回 转 干 燥 机 滚 圈 连 接 结 构 中图分类号 Ｔ ０ １８ ２ Ｑ ５ ． ９ 文献 标 识 码 Ｂ 文章编号 ０ ５ － ９ （０ １ ０ －２ ９０ ２ ４６ ４ ２ １ ）２０ ３ －３ ０
Ａ 向
， 一
Ｊ Ａ
麈
板
圆
匿
图 １ 改造 前键 用有 限元 分 析 软件 Ａ Ｓ Ｓ 采用 ８节 点 三 ＮＹ ， 维 实体 单 元 Ｓ ＬＤ ５建 立 了 改 造 前 键 连 接 滚 圈 Ｏ Ｉ４ 结构 有 限元 模 型 （ ２ ） 图 ａ 。通 过 加 载 正 常 工 况 下
减少 托轮 对滚 圈和筒 体 产生 的附加 作用 力 ；
ｃ ．松套 式 的 固定 方 式还 可 合 理 选 择 间 隙 大 小 ， 能控 制 热应 力 ， 能 利 用滚 圈 的 刚 性 ， 之 既 又 使 对筒 体起 加 固作用 ； （ 下转 第 ２ ６页 ） ４
所示 。
Ａ向
图 ２ 改 造 前 键 连 接 滚 圈结 构 模 型 及 应 力 分 布
Ｉ
环
图 ３ 改 造 后 滚 圈 结 构 简 图
４ 改造前 后 结构 ｂ 较 匕 改造 后 的滚 圈结构 与改 造前 的相 比具 有 以下
滚 圈与筒 体之 间 发 生稍 许 的相 对 运 动 ， 以 大 大 可
选 择 实心 的整 体形 式 ， 为使 筒 体 不 直 接 与滚 圈接 触相 磨损 ， 在筒 体与滚 圈间加有 衬板 和垫 板 ， 圈 滚 在筒 体上采 用 松套 式 的 固定 方式 ， 即滚 圈 内径 与
ｂ 槽 有 限元 应 力 分 布 云 图 ．键
垫板 外径 间 留有 间隙 。改造 后 的滚 圈 结构 如 图 ３
ＨＤ Ｅ蒸 汽 管 回转 干 燥 机是 生 产 Ｈ Ｐ 的关 Ｐ ＤＥ
１ 改 造前 结构
键设 备 。 中石化 燕 山石化 分 公 司化 工六 厂 Ｈ Ｐ ＤＥ 生产 装 置采 用 的 是 国产 西 ． ｍ ×２ ｍ 蒸 汽 管 回 ２４ １ 转 干燥 机 ， 在 长 期 使 用过 程 中 出现 蒸 汽 管 回转 但