球磨机筒体法兰联接螺栓的设计研究

由于球磨机的联接螺栓是均匀分布在筒体法兰盘上的，在球磨机的正常工作过程中其所受到的载荷随筒体的旋转而呈周期性变化。在这样的交变载荷作用下，螺栓很容易发生突然断裂，造成球磨机筒体与端盖的联接失效。因此，对于球磨机筒体法兰联接螺栓进行疲劳强度校核是十分必要的。

疲劳问题最初是在1829年由德国工程师W.A.J.Albert根据他自己所做的铁链的重复载荷试验提出的[2l]。1852年一1869 间，德国工程师wohlerA.对疲劳破坏进行了系统的研究，他也被公认为疲劳的奠基人。从此疲劳正式纳入科学的研究范畴，疲劳研究的理论也随着研究人员的不断探索逐渐丰富，研究方法更是多种多样。工程中应用比较广泛的疲劳分析方法有:名义应力法、局部应力应变法和损伤容限法等。

目前对于球磨机筒体法兰联接螺栓的设计许多学者做了大量研究，主要集中在对普通联接螺栓的可靠性设计方面。例如，李业农在论文中对球磨机筒体与端盖的连接螺栓进行了实效分析，并根据球磨机的主要参数计算了作用在螺栓上的载荷，对螺栓进行了应力分布分析和疲劳可靠度的验证。此外，陈从桂则将模糊可靠性设计的方法引入了球磨机联接螺栓的设计中，这种方法考虑了螺栓强度和工作载荷的不确定性，将主观经验引入了设计的过程中。

相对于普通联接螺栓来说，对于球磨机筒体法兰联接处铰制孔螺栓的研究较少。门清毅和黄桂琴针对球磨机筒体法兰联接螺栓经常发生断裂的情况进行了研究，通过分析螺栓的受力情况，对铰制孔螺栓进行了应力分析和强度校核，最终确定了在球磨机筒体法兰处铰制孔螺栓的合理使用数目，以保证球磨机的正常运转，节省了维修时间和成本。

但以上这些分析对于螺栓工作载荷的计算都只考虑了球磨机的静止工况。在球磨机运转正常工作工况下，物料和破碎介质的 会产生偏移，对回转体产生一定的扭转作用。同时，物料和破碎介质产生的离心力也会对螺栓的工作载荷产生一定的影响。因此，以静止工况为基础计算得到的螺栓载荷与实际值偏差较大，螺栓疲劳强度校核并不准确。