除塵器支座、支架設計與數值分析

丁 玎,梁笑晗,賈婷婷

（1.山東省青島第五十八中學,266100；2.青島理工大學機械工程學院,青島,266520）

除塵器支座、支架設計與數值分析

丁 玎1,梁笑晗1,賈婷婷2

（1.山東省青島第五十八中學,266100；2.青島理工大學機械工程學院,青島,266520）

利用ansys有限元軟件分別對耳式支座、支架以及除塵系統整體進行結構強度校核，對除塵系統在風載荷和自重載荷作用下的整體穩定性進行有限元分析。結果表明，當除塵器入口風速達到20m/s時，所設計的耳式支座和支架依然具有較強的抗風載能力，從而為工業除塵設備中對支座以及支架的合理選型和設計提供了理論依據。

靜電旋風除塵；支座；支架；風載荷；自重載荷；有限元分析

0 引言

靜電旋風除塵器是靜電技術與旋風技術相結合的高效除塵設備。靜電旋風除塵器的結構示意圖如圖1所示，表1給出了各結構的具體尺寸。本文以靜電旋風除塵裝置的實驗系統為例，研究了除塵器支架的風載荷計算方法。為設計的合理性提供了有效依據。

表1 設計工況下的除塵器各結構尺寸

1 耳式支座的選擇計算

圖1 除塵器結構示意圖

立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、承載式支座和裙式支座四種。耳式支座又稱為懸掛式支座，它是由筋板和支腳組成。當設備較大或者器壁較薄時，應該在支架與器壁之間加一個墊板。本文設計的靜電旋風除塵器采用帶墊板的B型耳式支座。它實際承受的載荷的計算公式如下

式中：Q——支座的實際承受的載荷，KN；D——支座的安裝尺寸，mm；g——重力加速度。取g=9.8m/s；——偏心載重，N；h——水平力作用點至底板的高度，mm；k——不均勻系數，安裝3個支座時k=1；安裝3個以上的支座時，k=0.83；——設備總質量，kg；n——支座數量；P——水平力，取和的最大值，N；——偏心距，mm。當容器高徑比不大于5，且總高度不大于10m時，和可按下式計算，超出此范圍的容器本標準不推薦使用耳式支座。水平地震力：式中——地震系數。水平風載荷：式中——容器外徑，mm，有保溫層時取保溫層外徑；——風壓高度變化系數，按設備質心所處高度取；——容器總高度，mm；——10m高度處的基本風壓，。設備總質量為59kg

所以選P=42N。

2 支架的設計計算

支架為桁架結構，受力分析簡化為如圖2所示：

圖2 受力分析圖

由4.13式可得：

解方程的：

不難得出整個桁架中，受力最大的就是CH桿和CG桿。只對這兩個桿進行校核就可以了。由于桁架的對稱結構的設計，所以只選取一個校核。強度條件計算公式如下

3 有限元分析

3.1 耳式支座與支架分析。施加載荷后耳式支座的最大變形位移約為0.0043mm，支架的最大變形位移約為0.018mm，變形量極小。

根據圖3和圖4支座和支架的應力分布云圖中可以看出，耳式支座的最大等效應力約為9.8pa，支架的最大等效應力約為4Mpa，都遠小于許用應力值。

4 結論

（1）耳式支座與支架分析結果表明，所承受的最大應力較小，變形量小，驗證了所設計的耳式支座和支架滿足強度要求，完全可以支撐整個除塵器的重量，表明耳式支座和支架的結構設計是安全可靠的。

[1]P.W.Dietz.Electrostatically Enhanced Cyclone Separators [J].Powder Technology,31 1982 31:221～226.

[2]Boericke,R.R.Electrocy clone for High-Temperature[J].High-Pressure Dust Removal.J.Energy, 1983(1):43～49.

Design and numerical analysis of the dust catcher bearing

Ding Ding1,Liang Xiaohan1,Jia Tingting2
(1.fifty-eighth Qingdao middle school,Shandong 266100,;2,School of mechanical engineering,Qingdao Technological University,Qingdao,266520)

The structural strength check of the lug support bracket,and the whole dust removal system using ANSYS finite element software,finite element analysis of the overall stability in the wind load and gravity load under the dust removal system.The results show that when the precipitator entrance wind speed reaches 20m/s,the design of the lug support bracket and still has a strong wind load, which provides a theoretical basis for the rational selection of support and support and design of industrial dedusting equipment.

electrostatic cyclone dust removal;bearing;support;wind load;dead load;finite element analysis

圖3 支座等效應力分布圖

圖4 支架等效應力分布圖

U673.38

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