立式氣化爐爐排結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及仿真分析

程建軍，陳 祎，楊明輝，陸 杰，李 晴，李建國

(中廣核研究院有限公司，廣東 深圳 518000)

機(jī)械爐排具有垃圾可連續(xù)工作，不需要經(jīng)常起爐和停爐[1-2]的特點。主要包括往復(fù)運動爐排[3]、滾動爐排、水平雙向逆動爐排[4-5]以及固定式轉(zhuǎn)動爐排。其中固定式轉(zhuǎn)動爐排主要應(yīng)用于立式氣化爐中，優(yōu)點是可連續(xù)穩(wěn)定排渣，避免因氣化異常情況導(dǎo)致的低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦影響進(jìn)一步氣化反應(yīng)；起到破渣、排渣以及通風(fēng)為氣化爐提供氧氣的作用。但固定式轉(zhuǎn)動爐排扭矩的計算以及輸入功率的計算一直屬于空白內(nèi)容，本文提出了一種計算方法以及仿真過程分析方式。

和諧度H取值介于0和1之間，和諧度越大，代表系統(tǒng)越和諧，H=1則代表系統(tǒng)處于完全和諧的理想狀態(tài)；0.8 <1，代表系統(tǒng)和諧狀態(tài)較好；0.6 <0.8，代表系統(tǒng)基本和諧； 0

在某一固廢處理項目中，需要日處理量約為20 t的垃圾，在爐內(nèi)的垃圾量以及灰渣量保守估計為7 t。設(shè)計一款爐排裝置，可正常破渣排渣，通入空氣輔助燃燒氣化，并且對底部渣料進(jìn)行降溫冷卻，保證底部渣料溫度能夠控制在200 ℃以下。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)部件包括減速電機(jī)、錐齒輪、傳動齒條、上下兩層爐箅子、塔盤、支架、轉(zhuǎn)軸、軸承等結(jié)構(gòu)部件。傳動形式為減速電機(jī)轉(zhuǎn)動，與減速電機(jī)相連接的錐齒輪轉(zhuǎn)動；錐齒輪轉(zhuǎn)動，與錐齒輪相匹配的下層爐箅子轉(zhuǎn)動；下層爐箅子轉(zhuǎn)動，與下層爐箅子連接固定的上層爐箅子和塔盤轉(zhuǎn)動；塔盤位于偏心位置，當(dāng)爐排轉(zhuǎn)動時，塔盤與爐壁間(金屬耐磨板位置)的距離不斷變化有利于渣塊破碎，保證爐排中的結(jié)渣及時的破碎，避免因不能及時排渣而發(fā)生進(jìn)料堵料問題，最終順利排渣。下面針對轉(zhuǎn)動中扭矩的計算展開詳細(xì)介紹。

1 固定式轉(zhuǎn)動爐排的結(jié)構(gòu)概述

圖1為此固定式轉(zhuǎn)動爐排的結(jié)構(gòu)圖。此爐排能完成破渣排渣的功能，其利用空氣輔助燃燒氣化，并且進(jìn)一步利用空氣對底部渣料進(jìn)行降溫冷卻，從而使底部渣料溫度控制在200 ℃以下。該爐排包括減速電機(jī)、錐齒輪、傳動齒條、上下兩層爐箅子、塔盤、支架、轉(zhuǎn)軸、軸承等結(jié)構(gòu)部件。其傳動形式為，減速電機(jī)通過帶動大錐齒輪轉(zhuǎn)動，帶動與大錐齒輪固定的下層爐箅子、上層爐箅子和塔盤轉(zhuǎn)動；塔盤是一個偏心構(gòu)件，當(dāng)爐排轉(zhuǎn)動時，通過塔盤與爐壁間(金屬耐磨板位置)的距離不斷變化來破碎渣塊，也避免了因不能及時排渣而發(fā)生進(jìn)料堵料問題，最終順利排渣。

此爐排日處理量約為20 t的垃圾，在爐內(nèi)的垃圾量以及灰渣量保守估計為5 t。爐排的塔盤以及爐箅子等轉(zhuǎn)動設(shè)備保守估計質(zhì)量m1為2 t，在爐內(nèi)的垃圾量以及灰渣量保守估計重量m2為5 t，則爐排電機(jī)總轉(zhuǎn)動質(zhì)量為7 t。設(shè)計爐箅子轉(zhuǎn)速r為0.05 rad/min。下面分析計算轉(zhuǎn)動中扭矩，并對所選電機(jī)的驅(qū)動力矩進(jìn)行校驗。

圖1 固定式轉(zhuǎn)動爐排

2 理論計算

通過港口調(diào)研，給出仿真試驗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對于船舶Bay09結(jié)構(gòu)，存在36個待裝箱，船舶貝內(nèi)最大允許橫傾力矩為616 kN·m；對于船舶Bay47結(jié)構(gòu)，存在72個待裝集裝箱，船舶貝內(nèi)最大允許橫傾力矩為752 kN·m；不確定事件涉及2個減箱和2個加箱，合計4個階段。船舶貝結(jié)構(gòu)見圖4，兩種場景見表2，例如B09-N36-D3表示船舶貝結(jié)構(gòu)為Bay09、待裝箱36個、待裝箱目的港數(shù)為3。每個場景隨機(jī)生成5個案例進(jìn)行仿真試驗，分別采用插入-分段搜索算法和CPLEX優(yōu)化包求解器進(jìn)行求解，詳細(xì)仿真結(jié)果見表2。CPLEX設(shè)定2 h求解時間，在該時間內(nèi)無法得到輸出結(jié)果，則在表2中用“/”表示。

圖2 阻力矩構(gòu)成

2.1 破碎力產(chǎn)生的阻力矩

塔盤周圍充滿灰渣，同時可能存在結(jié)成大塊的渣料。通過檢測機(jī)構(gòu)測得渣塊最大破碎力Fp為6.82 kN，F(xiàn)p的力臂Lp為上層爐箅子距離旋轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)點到旋轉(zhuǎn)軸的距離(見圖3)，即0.58 m，破碎力產(chǎn)生的阻力矩為

Mp=FpLp=3 955.6 N·m

(1)

圖3 截面尺寸

2.2 推力球軸承處的摩擦力矩

推力球軸承的位置如圖3所示。推力球軸承的摩擦系數(shù)為μ1=0.001[6]，軸承的內(nèi)徑d1為220 mm，爐內(nèi)渣料載荷Fln為50 kN，爐排中轉(zhuǎn)動部件的載荷Flp約20 kN，得軸承阻力矩為

Mzc=μ1(Fln+Flp)d1/2=7.7 N·m

(2)

2.3 爐渣對機(jī)器側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力矩

將塔盤、上層爐箅子及這兩部分與下層爐箅子的連接部分，簡化為一個圓柱體，則下層爐箅子以上盛放爐渣的空間就轉(zhuǎn)化為圖2所示形狀。把爐渣分成圖示的上下兩部分，即上方爐渣和下方爐渣。此盛放爐渣的空間總高H為1.145 m，下方爐渣高度h1為0.5 m，上方爐渣高度h2為0.645 m，兩個直徑D和D1分別為1.78 m和1.07 m。

簡化后的放置爐渣的空間體積V0為

(3)

從表2可見，含鈦高爐渣粒度分布不均，大于75 μm占22.75%，小于75 μm占77.25%，從此粒度分布來看，鈦渣加壓浸出前可以不磨料。

(4)

上方爐渣對其所在位置的爐體側(cè)壁產(chǎn)生的壓力為

中國改革開放四十年的歷程，對應(yīng)的正是新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的興起以及經(jīng)濟(jì)全球化的迅速發(fā)展。在中國的理論界，無論是贊成還是反對新古典主義經(jīng)濟(jì)學(xué)，人們對這一學(xué)說的認(rèn)識主要集中于兩個方面:或是關(guān)注這一學(xué)說在市場和政府作用上的效率評價①;或是關(guān)注這一學(xué)說與經(jīng)濟(jì)全球化之間的關(guān)系②。這些認(rèn)識對于在理論層面研究新古典主義經(jīng)濟(jì)學(xué)具有十分重要的意義。但是，對于新古典主義經(jīng)濟(jì)學(xué)在第二次世界大戰(zhàn)之后興起的根源，中國的理論界則鮮有深入研究。

(5)

下方爐渣產(chǎn)生的壓力計算：

1)上方爐渣質(zhì)量

(6)

2)下方爐渣所在空間的截面積

(7)

3)距離頂部深度為h的爐渣質(zhì)量

m=mup+ρSd(h-0.645)=(1 192.1+3 333.3h) kg

(8)

4)下方爐渣對爐體側(cè)壁產(chǎn)生的壓力

(9)

5)下方爐渣對轉(zhuǎn)動部分(即小圓柱)側(cè)面產(chǎn)生的壓力

爐渣的總質(zhì)量m1為5 t，爐渣在此空間內(nèi)的分布密度為

(10)

摩擦力矩計算：

1)爐渣對外壁產(chǎn)生的總壓力

F3=F1+F2=95 206.6 N

(11)

2)爐渣對外壁的摩擦力矩

利用求塔盤與上層爐箅子在水平面上所受摩擦力矩的求法可得下層爐箅子在水平面上所受摩擦力矩為

Mout=F3μ2Lout=33 893.5 N·m

(12)

渣料的質(zhì)量為5 t，摩擦系數(shù)μ3=0.4[6]，故在塔盤轉(zhuǎn)動時，塔盤上的渣料隨著轉(zhuǎn)動，單位面積上爐渣的摩擦力

一份來自北京“月嫂”的調(diào)研報告顯示，85.5%的月嫂每天平均工作時間12個小時。如果按照8小時工作計算，和其他職業(yè)相比，45.1%月嫂的工作量是正常工作量的2倍。月嫂的心理需求及業(yè)務(wù)技能水平看，更多的月嫂依然處于基本需求狀態(tài)、甚至心理處于缺失狀態(tài)。

Min=Finμ2Lin=6 530.3 N·m

(13)

2.4 爐渣與上下層爐箅子的水平面摩擦力矩

1)爐渣與塔盤和上層爐箅子的水平面摩擦力矩

此裝置所受阻力矩包括：破碎力產(chǎn)生的阻力矩、推力球軸承產(chǎn)生的摩擦力矩、爐渣對裝置側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力矩、爐渣與上下層爐箅子的水平面摩擦力矩、中間軸側(cè)面所受摩擦力矩(見圖2)。下面將分析這些阻力矩，并通過驅(qū)動力矩與總阻力矩的比較來檢驗驅(qū)動電機(jī)選擇的正確性。

如圖2所示，將爐渣分成兩個部分，V1表示上方爐箅子承受的爐渣體積，V2表示下方爐箅子承受的爐渣體積

V2=V0-V1=1.82 m3

(14)

爐渣對轉(zhuǎn)動部件的摩擦力矩

(15)

寬度為dr環(huán)面面積為2πrdr，則此環(huán)面上受力為

F1′=2πrdrF1

則塔盤與上層爐箅子在水平面上所受摩擦力矩為

(16)

此摩擦力矩的所在位置如圖2所示。

2)爐渣與下層爐箅子的水平面摩擦力矩

下層爐箅子呈圓環(huán)狀，其中外圓直徑為1.78 m，內(nèi)圓直徑為0.87 m，如圖2所示。

下層爐箅子單位面積上的摩擦力為

(17)

爐渣對機(jī)器側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力矩可分成兩部分，Mout和Min(兩個摩擦力矩的作用位置如圖2中所示)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]，取爐渣對外壁和轉(zhuǎn)動部件的摩擦系數(shù)μ2=0.4，得爐渣對外壁的力矩為

第二類問題指向數(shù)據(jù)分析的教學(xué)設(shè)計．要求被試根據(jù)前面第一類問題，設(shè)計一個關(guān)于平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)知識應(yīng)用的教學(xué)方案（以下稱“空氣質(zhì)量問題”的教學(xué)方案），以此考察職前教師對數(shù)據(jù)分析教學(xué)的認(rèn)識和理解，以及在此基礎(chǔ)上反映出來的教學(xué)認(rèn)識特點．

(18)

2.5 豎軸側(cè)面所受摩擦力矩

豎軸側(cè)面摩擦力矩的位置如圖所示2所指。根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]，選取鋼與鋼之間的滑動摩擦系數(shù)f=0.1。爐渣對轉(zhuǎn)動部分側(cè)面產(chǎn)生的壓力Fin=27 429.5 N，破碎力為6 820 N，這兩個力將作用于中間軸側(cè)面。中間軸側(cè)面所受摩擦力矩為

用“轉(zhuǎn)化器”來形容藝術(shù)家最合適不過，藝術(shù)家的轉(zhuǎn)化能力或許決定了作品藝術(shù)的味道。對于創(chuàng)作女性主題繪畫的人來說，無論使用何種筆觸，都可轉(zhuǎn)化為“色彩”，而不是停留在瓷畫材料特性（顏料）層面。不僅如此，還要讓色彩成調(diào)性配伍，無論粗細(xì)線條，都賦予其個性特色的“書寫性”。創(chuàng)作女性繪畫題材的純粹，大概就是在這樣敏感鮮活的心手之間源源躍出，而不單是為了形式，更不是為出奇。

Mzj=FzjfLzj=368.2 N·m

(19)

2.6 折算到小錐齒輪的總阻力矩

根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]，并結(jié)合載荷性質(zhì)、適用范圍以及工作時長，選擇機(jī)器工作情況系數(shù)KA=1.3，推力球軸承效率η1=0.98。此裝置所受總阻力矩為

(20)

根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]，確定脂潤滑開式圓錐齒輪傳動的效率為0.94。將裝置所受的此總阻力矩折算到小齒輪上，有

(21)

(22)

所需電機(jī)輸出功率為

所以，看到或聽說過這則社會新聞的人，都會產(chǎn)生與我老漢等吃瓜群眾一樣的思想和情懷：在肯定沈老漢護(hù)犢情深的節(jié)約美德的同時，也遺憾著他的失策，悲哀著其“大處不算小處算”，頗有一絲“守財奴”味道的迂腐行為。

(23)

2.7 驅(qū)動力矩與阻力矩相比較

M-Mz′>0

(24)

因此，爐排電機(jī)的驅(qū)動力矩大于阻力矩，電機(jī)選擇合理。

3 運動仿真分析

通過理論計算，獲得了該裝置的阻力矩，并且通過所選電機(jī)的驅(qū)動力矩與折算后的阻力矩比較，證明了電機(jī)選擇的合理性。下面將通過動力學(xué)仿真分析，研究在理論計算獲得的驅(qū)動力矩和阻力矩的作用下此裝置的運動情況，對此裝置的可行性和理論計算的正確性進(jìn)行檢驗。

3.1 模型建立

在動力學(xué)分析軟件Adams中建立的該裝置模型如圖4所示。理論分析中計算的各驅(qū)動力矩添加到相應(yīng)部位，驅(qū)動力矩添加到小錐齒輪。仿真分析發(fā)現(xiàn)，此機(jī)構(gòu)能夠轉(zhuǎn)動，即證明了驅(qū)動力矩能夠克服阻力矩帶到整個裝置運動。下面將對具體運動情況進(jìn)行分析。

3.2 仿真結(jié)果分析

1)角速度

圖5(a)為小錐齒的角速度變化曲線，圖5(b)為大錐齒輪的角速度變化曲線。由圖5可知，兩個齒輪在驅(qū)動力矩作用下，其角速度由靜止逐漸增加，經(jīng)過2.5 h，角速度趨于平穩(wěn)。角速度增大過程中變化比較平穩(wěn)，說明兩個齒輪間相互作用力的無波動和突變，不

實體渠道最大的問題，總是在用美妝的思維來發(fā)現(xiàn)和解決不斷出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)，卻從來沒有跳出美妝行業(yè)來思考CS渠道化妝品的未來！美妝行業(yè)必須通過跨界、學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)思維、新零售思維、社群思維，借助新技術(shù)，集思廣益，獎勵創(chuàng)新，推動自己店鋪的新發(fā)展。

圖4 運動分析仿真模型

會產(chǎn)生沖擊。2.5 h后，兩個齒輪的角速度趨于穩(wěn)定，小齒輪的角速度約為0.052 rad/s，大齒輪的角速度約為0.005 1 rad/s，兩個齒輪角速度趨于穩(wěn)定后，兩個齒輪的角速度會在平穩(wěn)值附近波動，這是由于建模的精度不足，兩個錐齒輪之間產(chǎn)生碰撞造成的。這個問題可以通過實際加工制造過程中保證制造安裝精度來避免。

圖5 角速度變化曲線

2)塔盤質(zhì)心線速度和線加速度

圖6(a)和圖6(b)分別為運動仿真分析獲得的塔盤質(zhì)心線速度和線加速度變化曲線。由于塔盤是偏心盤，即塔盤的質(zhì)心與轉(zhuǎn)動軸軸線不重合，因此塔盤的質(zhì)心線速度和線加速度不為0。由圖6可知，在驅(qū)動力矩作用下，塔盤質(zhì)心的線速度從0逐漸增大，然后緩慢增加，經(jīng)過2.5 h后，達(dá)到穩(wěn)定值，此變化趨勢與大齒輪角速度變化趨勢相同。塔盤質(zhì)心線速度的穩(wěn)定值約為0.601 3 mm/s。穩(wěn)定運動階段塔盤質(zhì)心線速度的波動也是由于兩個錐齒輪之間的嚙合精度差引起的。

總之，國內(nèi)現(xiàn)有的旅游者行為研究，能夠初步實現(xiàn)定量與定性研究方法的規(guī)范化應(yīng)用。未來應(yīng)深入實地、持續(xù)性地開展歷時性實證研究，既要進(jìn)行思辨的反思，又要發(fā)展實證的態(tài)度，逐步實現(xiàn)定性與定量方法的結(jié)合與互補(bǔ)，運用多元化的研究方法，實現(xiàn)對現(xiàn)實問題的深度理論化剖析。

圖6 塔盤質(zhì)心線速度和線加速度變化曲線

通過仿真分析可知，當(dāng)作用于小錐齒輪的驅(qū)動力矩為9 581.0 N.m時，此裝置能夠被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，因此，此運動仿真分析進(jìn)一步證明了所選擇的電機(jī)的驅(qū)動力矩足夠。

4 零部件的應(yīng)力應(yīng)變分析

對此裝置進(jìn)行受力與熱環(huán)境同時作用下的強(qiáng)度仿真分析，獲得關(guān)鍵零部件的應(yīng)力應(yīng)變。

4.1 下層爐箅

圖7(a)為下層爐箅子的應(yīng)力云圖。如圖7(a)所示，最大應(yīng)力為3.313 6 MPa，應(yīng)力集中在螺栓孔附近，主要是由下方齒輪驅(qū)動力施加于此處造成的；中心圓孔邊緣處，由于此位置距離接觸位置較遠(yuǎn)，因此受力很小。爐箅子的材料為16 Mn，其屈服應(yīng)力為343 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下層爐箅子的最大應(yīng)力值，因此下層爐箅子的強(qiáng)度滿足要求。

圖7(b)為下層爐箅子的應(yīng)變云圖。如圖7(b)所示，最大應(yīng)變?yōu)?.001 509 4 mm，應(yīng)變集中在螺栓孔附近，主要由于這部分的應(yīng)力較大；距離接觸位置越遠(yuǎn)，應(yīng)力和應(yīng)變越小，在中心圓孔附近，既不受應(yīng)力，也沒有應(yīng)變。

圖7 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.2 上層爐箅子

圖8(a)為上層爐箅子的應(yīng)力云圖。如圖8(a)所示，應(yīng)力最大值為9.057 8 MPa，應(yīng)力主要集中在外側(cè)輪根處，主要是由破碎力對輪的擠壓所形成的應(yīng)變；與下層爐箅子相同，中心圓孔邊緣處，由于距離接觸位置較遠(yuǎn)以及相關(guān)約束共同作用，此處受力很小，故最小應(yīng)力接近于0。爐箅子的材料為16 Mn，其屈服應(yīng)力為343 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上層爐箅子的最大應(yīng)力值，因此上層爐箅子的強(qiáng)度滿足要求。

圖8(b)為上層爐箅子的應(yīng)變云圖。如圖8(b)所示，應(yīng)變最大值為0.006 270 5 mm，應(yīng)變集中在齒頂附近，主要由于這部分結(jié)構(gòu)形狀和受力狀況引起的；同樣，中心圓孔附近，由于其距離接觸位置較遠(yuǎn)以及相關(guān)約束的相互作用，既不受力，也沒有應(yīng)變。

第三代移動通信技術(shù)（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不同會發(fā)生變化）。3G是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。

圖8 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.3 工字鋼支撐架

圖9(a)為工字鋼支撐架的應(yīng)力云圖。如圖9(a)所示，應(yīng)力最大值為7.681 5 MPa，應(yīng)力主要集中在連接處，是由上方物體的壓力所造成的。工字鋼的遠(yuǎn)端，由于距離接觸位置較遠(yuǎn)，受力較小，故應(yīng)力很小，可忽略。工字鋼支撐架的材料為Q235，其屈服強(qiáng)度235 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工字鋼支撐架最大應(yīng)力，故符合工字鋼支撐架強(qiáng)度要求。

圖9(b)為工字鋼支撐架的應(yīng)變云圖。如圖9(b)所示，應(yīng)變最大值為0.020 134 mm，集中在與墊塊的接觸處，這部分的應(yīng)力也較大；在工字鋼的遠(yuǎn)端，由于這部分距離接觸位置較遠(yuǎn)，這些地方不受力，故不發(fā)生應(yīng)變。

圖9 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.4 塔 盤

圖10(a)為塔盤的應(yīng)力云圖。如圖10(a)所示，應(yīng)力最大值為5.303 9 MPa，主要集中在外側(cè)輪根處，主要是由破碎力對輪的擠壓所造成的；應(yīng)力最小值，集中在塔盤上表面，這是由于這部分僅僅承受部分物料的壓力，并不參與破碎過程，故最小應(yīng)力接近于0。塔盤的材料為耐磨鑄鋼(ZG310-570)，其屈服強(qiáng)度310 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于塔盤應(yīng)力最大值，故符合塔盤的強(qiáng)度要求。

圖10(b)為塔盤的應(yīng)變云圖。如圖10(b)所示，應(yīng)變最大值為0.003 978 9 mm，主要集中在齒頂部，因為這里受力大，截面積小；而在塔盤上表面以及和其他零件固定部分，是由于其僅僅承受部分物料的壓力和相應(yīng)約束，故應(yīng)變較小。

圖10 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.5 耐磨板

圖11(a)為耐磨板的應(yīng)力云圖。如圖11(a)所示，應(yīng)力最大值為7.159 4 MPa，應(yīng)力主要集中在內(nèi)壁肋板處，這部分與物料直接接觸；而在距離接觸位置較遠(yuǎn)處，受力較小，應(yīng)力值小。耐磨板的材料為35CrMo，其屈服強(qiáng)度835 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耐磨板所受應(yīng)力最大值，故符合耐磨板強(qiáng)度要求。

圖11(b)為耐磨板的應(yīng)變云圖。如圖11(b)所示，應(yīng)變最大值為0.042 407 mm，也主要集中在內(nèi)壁肋板附近；而在距離接觸位置的較遠(yuǎn)處，不受力，應(yīng)變值為0。

4.6 六棱柱支撐軸

圖12(a)為六棱柱支撐軸的應(yīng)力云圖。如圖12(a)所示，應(yīng)力最大值為20.691 MPa，應(yīng)力主要集中支撐軸的棱邊與底面圓柱接觸附近，主要由于這部分受到外力擠壓和扭力扭轉(zhuǎn)，形成較大應(yīng)力；由于上端中心處受力較小，故其應(yīng)力最小。六棱柱支撐軸的材料為耐磨鑄鋼，其屈服強(qiáng)度310 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于六棱柱支撐軸應(yīng)力最大值，故符合六棱柱支撐軸強(qiáng)度要求。

圖12(b)為六棱柱支撐軸的應(yīng)變云圖。如圖12(b)所示，應(yīng)變最大值為0.034 685 mm，且主要集中在六條棱邊的上部，由于這部分受到扭力扭轉(zhuǎn)，形成較大應(yīng)變。

圖11 應(yīng)力應(yīng)變云圖

圖12 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.7 豎直工字鋼支柱

圖13(a)為工字鋼支柱的應(yīng)力云圖。如圖13(a)所示，應(yīng)力最大值為10.021 MPa，應(yīng)力主要集中在支柱與罐體的連接處，是由罐體施加給支柱的壓力和彎矩所產(chǎn)生的。在工字鋼的中部偏下位置，距離連接處較遠(yuǎn)，由于壓力和彎矩的作用相互抵消，合力較小，故應(yīng)力最小值為1.164 MPa，其方向與最大值相反。工字鋼支撐架的材料為Q235，其屈服強(qiáng)度235 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工字鋼支撐架最大應(yīng)力，故符合工字鋼支撐架強(qiáng)度要求。

圖13(b)為工字鋼支撐架的應(yīng)變云圖。如圖13(b)所示，應(yīng)變最大值為0.197 9 mm，集中在工字鋼中部偏上的位置，這是由于壓力、扭力矩以及連接部分的約束共同作用產(chǎn)生的；在工字鋼的底端，由于被固定，故不發(fā)生應(yīng)變。

圖13 應(yīng)力應(yīng)變云圖

4.8 螺栓有限元分析

圖14(a)為螺栓及其附近零件的應(yīng)力云圖，其最大應(yīng)力值為0.275 48 MPa，此螺栓為 8.8，抗拉強(qiáng)度為800 MPa，屈服強(qiáng)度為640 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于螺栓所受實際應(yīng)力值，故此螺栓強(qiáng)度符合要求。圖14(b)為螺栓的應(yīng)變云圖，其最大應(yīng)變值為0.000 695 mm。

5 項目現(xiàn)場實際工作狀況

經(jīng)過實際運行顯示，現(xiàn)場正常破渣排渣，且連續(xù)運行時間超過25天。證明在該功率下，扭矩可以排渣破渣，爐排正常運轉(zhuǎn)。

圖14 螺栓的應(yīng)力應(yīng)變云圖

6 總 結(jié)

經(jīng)過理論計算、模擬分析和實際工作驗證后，爐排系統(tǒng)得出以下結(jié)論：

(1)針對爐排阻力矩為15 315.26 N·m的計算方法可行，可為之后的項目提供一直解決思路；

共享經(jīng)濟(jì)的明顯優(yōu)勢體現(xiàn)在資金和時間上，這兩項不僅僅是供應(yīng)方的成本，還是需求方的成本，在降低成本的基礎(chǔ)上，平臺通過互聯(lián)網(wǎng)大大提高了資源配置的效率。

第一，本研究領(lǐng)域尚未形成穩(wěn)定的核心期刊。在本次統(tǒng)計范圍內(nèi)，刊登有關(guān)文獻(xiàn)6篇及以上的期刊僅20種，共刊登有關(guān)文獻(xiàn)160篇，占同期有關(guān)文獻(xiàn)總量的18.120%。即使把刊登有關(guān)文獻(xiàn)4篇及以上的刊物計算在內(nèi)，也不過刊登有關(guān)文獻(xiàn)207篇，占23.443%。與核心期刊應(yīng)當(dāng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)相去甚遠(yuǎn)。

(2)經(jīng)過實際運行驗證后，針對爐排減速電機(jī)功率為0.75 kW的選擇合適可行；

(3)經(jīng)過實際運行驗證后，爐排長期穩(wěn)定運行未產(chǎn)生變形等破壞，可為之后的工程項目方案提供借鑒。