某石化公司旋转滚筒滚动接触失效的模拟

IF 0.2 Q4 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
Fendix Peña, Jorge Romero
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El problema de fatiga es común en los tambores rotativos, los cuales están compuestos principalmente por un cilindro que se apoya entre llantas y rodillos que giran entre sí, produciendo un contacto rodante durante su operación, y por ende, un esfuerzo de contacto cíclico. La estimación de la tasa de falla debidas a grietas cuyo origen está ubicado debajo de la superficie de la llanta en un tambor rotativo, fue lograda mediante la simulación por elementos finitos, haciendo uso de ABAQUS, para determinar los esfuerzos de contacto; el uso de la ecuación de Smith Watson and Topper, para estimar la nucleación de grieta; la ecuación de Neuber´s para corrección de esfuerzos y la ecuación general de mecánica de la fractura, en conjunto con la ecuación de N´Pugno, para propagación de grietas. Finalmente se concluye que a mayor esfuerzo de contacto, la tasa de falla por contacto rodante es mayor. 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摘要

本研究的目的是对某石化工厂旋转滚筒的轮辋与滚轮之间的滚动接触失效进行模拟,以确定故障率和影响故障率的因素。摘要本研究的目的是确定在巴西东北部maranhao州的moron石化综合企业的NPK颗粒厂,特别是该工厂的旋转干燥机中,采用的方法。在该设备中,轮辋和径向滚子之间会出现表面疲劳现象,如裂纹的出现,经过一段时间后需要进行修复,以保证安全运行。疲劳问题在旋转滚筒中很常见,旋转滚筒主要由一个支撑在轮辋和相互旋转的滚轮之间的圆柱体组成,在运行过程中产生滚动接触,从而产生循环接触应力。通过有限元模拟,利用ABAQUS确定接触应力,估计了旋转滚筒中起源位于轮辋表面以下的裂纹造成的故故率;利用Smith Watson和Topper方程估计裂纹成核;用于应力修正的Neuber方程和一般断裂力学方程,以及用于裂纹扩展的N ' Pugno方程。最后得出的结论是,接触应力越大,滚动接触的故障率越高。在对中过程中,径向滚子的交叉和轮辋相关的问题,如摆动、侧壁磨损、表面磨损和轮辋变形,增加了这些接触应力。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Simulación de falla por contacto rodante de un tambor rotativo en una empresa petroquímica
El propósito de esta investigación fue la de desarrollar la simulación de falla por contacto rodante entre la llanta y rodillo de un tambor rotativo perteneciente a una planta petroquímica, con la finalidad de determinar la tasa de falla y los factores que influyen en ella. Para ello se estableció una metodología, cuya investigación de campo se efectuó en la planta de granulados NPK del complejo petroquímico Morón, específicamente en el secador rotatorio de dicha planta. En este equipo ocurren fenómenos de fatiga superficial entre la llanta y los rodillos radiales, tales como aparición de grietas, las cuales al cabo de cierto tiempo son necesarias repararlas a fin de garantizar un funcionamiento seguro. El problema de fatiga es común en los tambores rotativos, los cuales están compuestos principalmente por un cilindro que se apoya entre llantas y rodillos que giran entre sí, produciendo un contacto rodante durante su operación, y por ende, un esfuerzo de contacto cíclico. La estimación de la tasa de falla debidas a grietas cuyo origen está ubicado debajo de la superficie de la llanta en un tambor rotativo, fue lograda mediante la simulación por elementos finitos, haciendo uso de ABAQUS, para determinar los esfuerzos de contacto; el uso de la ecuación de Smith Watson and Topper, para estimar la nucleación de grieta; la ecuación de Neuber´s para corrección de esfuerzos y la ecuación general de mecánica de la fractura, en conjunto con la ecuación de N´Pugno, para propagación de grietas. Finalmente se concluye que a mayor esfuerzo de contacto, la tasa de falla por contacto rodante es mayor. Estos esfuerzos de contacto se ven incrementado por el cruce que se hace en los rodillos radiales durante su alineación y por los problemas relacionados con la llanta, tales como bamboleo, desgaste de las paredes laterales, desgaste de la superficie y deformación de la llanta.
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