除尘器支座、支架设计与数值分析

丁 玎,梁笑晗,贾婷婷

（1.山东省青岛第五十八中学,266100；2.青岛理工大学机械工程学院,青岛,266520）

除尘器支座、支架设计与数值分析

丁 玎1,梁笑晗1,贾婷婷2

（1.山东省青岛第五十八中学,266100；2.青岛理工大学机械工程学院,青岛,266520）

利用ansys有限元软件分别对耳式支座、支架以及除尘系统整体进行结构强度校核，对除尘系统在风载荷和自重载荷作用下的整体稳定性进行有限元分析。结果表明，当除尘器入口风速达到20m/s时，所设计的耳式支座和支架依然具有较强的抗风载能力，从而为工业除尘设备中对支座以及支架的合理选型和设计提供了理论依据。

静电旋风除尘；支座；支架；风载荷；自重载荷；有限元分析

0 引言

静电旋风除尘器是静电技术与旋风技术相结合的高效除尘设备。静电旋风除尘器的结构示意图如图1所示，表1给出了各结构的具体尺寸。本文以静电旋风除尘装置的实验系统为例，研究了除尘器支架的风载荷计算方法。为设计的合理性提供了有效依据。

表1 设计工况下的除尘器各结构尺寸

1 耳式支座的选择计算

图1 除尘器结构示意图

立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、承载式支座和裙式支座四种。耳式支座又称为悬挂式支座，它是由筋板和支脚组成。当设备较大或者器壁较薄时，应该在支架与器壁之间加一个垫板。本文设计的静电旋风除尘器采用带垫板的B型耳式支座。它实际承受的载荷的计算公式如下

式中：Q——支座的实际承受的载荷，KN；D——支座的安装尺寸，mm；g——重力加速度。取g=9.8m/s；——偏心载重，N；h——水平力作用点至底板的高度，mm；k——不均匀系数，安装3个支座时k=1；安装3个以上的支座时，k=0.83；——设备总质量，kg；n——支座数量；P——水平力，取和的最大值，N；——偏心距，mm。当容器高径比不大于5，且总高度不大于10m时，和可按下式计算，超出此范围的容器本标准不推荐使用耳式支座。水平地震力：式中——地震系数。水平风载荷：式中——容器外径，mm，有保温层时取保温层外径；——风压高度变化系数，按设备质心所处高度取；——容器总高度，mm；——10m高度处的基本风压，。设备总质量为59kg

所以选P=42N。

2 支架的设计计算

支架为桁架结构，受力分析简化为如图2所示：

图2 受力分析图

由4.13式可得：

解方程的：

不难得出整个桁架中，受力最大的就是CH杆和CG杆。只对这两个杆进行校核就可以了。由于桁架的对称结构的设计，所以只选取一个校核。强度条件计算公式如下

3 有限元分析

3.1 耳式支座与支架分析。施加载荷后耳式支座的最大变形位移约为0.0043mm，支架的最大变形位移约为0.018mm，变形量极小。

根据图3和图4支座和支架的应力分布云图中可以看出，耳式支座的最大等效应力约为9.8pa，支架的最大等效应力约为4Mpa，都远小于许用应力值。

4 结论

（1）耳式支座与支架分析结果表明，所承受的最大应力较小，变形量小，验证了所设计的耳式支座和支架满足强度要求，完全可以支撑整个除尘器的重量，表明耳式支座和支架的结构设计是安全可靠的。

[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

图3 支座等效应力分布图

图4 支架等效应力分布图

U673.38

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