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        運輸帶技術知識

        新型等強度滾筒的優化設計

        作者:河北華月輸送帶  來源:   發布時間:2021-10-28 12:25:27

        新型等強度滾筒的優化設計。

        由于特殊的工作條件和復雜的工作條件,對帶式輸送機和一些關鍵部件的設計提出了很高的要求,特別是滾筒,這對帶式輸送機的連續安全運行非常重要。滾筒短損壞會導致停機更新,更換滾筒需要重新調整輸送帶的牽力。調整強度和運行偏差。因此,滾筒的損壞會影響輸送機的安全運行和工作面的連續運行。

        一、新型無膨脹套筒的結構特點。

        國內常用的帶式輸送機滾筒,其結構是指滾筒與接盤選擇過渡配合加鍵連接安裝或膨脹套連接。實踐中存在以下問題:使用鍵連接時,通常需要對滾筒軸進行鍵槽加工,必然會破壞滾筒軸的整體強度,縮短滾筒的使用壽命;膨脹套連接增加了整個滾筒的成本;此外,在安裝過程中需要提高技術要求。針對上述情況,我們改進了滾筒結構的設計。

        新型滾筒輪轂和輻板是鑄鋼件的一體化結構。輪轂與滾筒軸的配合采用輪轂內壁定位(過盈配合),取消了容易失效的螺栓連接。通過實際運行檢測,傳動輥取消了強度較低的螺釘組,具有明顯的抗沖擊和振動變載能力。

        二、計算結果及分析。

        由于滾筒的靜態分析,滾筒軸的自由度受到很大限制,因此主要分析滾筒殼體和接盤的應力分布。從傳動滾筒應力分布云圖和傳動滾筒位移分布云圖可以看出:

        (1)傳動輥的應力主要集中在軸承與接盤之間的軸段上。在軸與軸承接觸的內側凸肩處,接盤幅板和滾筒內壁的最大等效應力。根據傳動滾筒的安全系數,滾筒軸的強度完全滿足強度要求。由于滾筒變形,輸送帶受力不均勻,滾筒焊縫應力集中,明顯在滾筒材料強度要求范圍內。但如果焊縫質量不達標,殘余焊接應力大,可能會造成滾筒壓裂。因此,驅動輥的制造應符合嚴格的加工技術條件,焊縫質量應嚴格控制。

        (2)由于輸送帶擠壓,筒殼凹陷變形,另一半筒殼凸起變形,位于滾筒中心。沿軸向或徑向焊肋板可有效減少筒體變形,從而減少焊縫應力集中。

        三、傳動輥的優化設計。

        采用有限元法優化傳動滾筒的結構尺寸。通過有限元應力和剛度分析,在滿足傳動滾筒強度和剛度的情況下,盡量減小滾筒的重要參數和滾筒殼體厚度、接盤幅板厚度和滾筒直徑。在采用有限元法進行滾筒優化設計的過程中,其他滾筒結構參數沒有改變。優化目標是將滾筒壁厚降至20mm,但滾筒變形不能增減,接盤與滾筒連接處的焊縫應力集中度不增加。

        計算后得知滾筒壁厚變薄后,滾筒變形明顯增加,增加約23%。由于滾筒剛度降低,滾筒軸上的應力集中降低,滾筒焊縫處的應力集中增加??煽紤]在滾筒內壁焊接徑向加強環,沿軸向焊接肋板,降低滾筒應力集中,提高滾筒整體強度。有限元分析計算結果表明,加強肋對減少滾筒變形有明顯效果,可減少約30%。滾筒焊縫處的應力集中明顯降低,與滾筒壁變薄前變化不大,基本達到了優化滾筒壁厚的目的。顯然,滾筒壁厚變薄后采取的加強措施是有效的,可以大大降低滾筒壁厚,使滾筒更輕,不影響滾筒的實際強度。這種加強措施用于新型等強度滾筒。

        4.新滾筒的工藝特點。

        確定焊接工藝:

        (1)焊接方法。采用CO2和Ar混合氣體保護焊接加熱焊接部位?;旌蠚怏w保護焊可以克服CO2氣體保護焊的缺點,保證焊接質量。焊接時,將滾筒放在滾輪架上旋轉,可以控制速度,保證焊縫根部熔化,避免焊接等缺陷?,F在可以使用專用設備實現焊接自動化。

        (2)焊接材料。氣體保護焊接材料:焊絲H08Mn2SiA,直徑12mm,氣體保護25%CO2+75%Ar。

        (3)焊前準備。清除坡口和坡口兩側50mm以內的水、銹、油等雜質。焊劑431必須在250℃干燥2小時后使用。

        (4)滾筒組裝及坡口尺寸。

        (1)滾筒組裝時,軸、圓筒和接盤應同時組裝。先在軸上安裝接頭,然后將軸穿入圓筒。接頭與圓筒對齊后,用鏈接板定位焊接,然后在軸的另一端安裝另一個接頭,用同樣的方法固定圓筒和另一個接頭;②坡口尺寸:坡口尺寸的關鍵是間隙和鈍邊的大小。若間隙小,鈍邊大,焊接時不易熔透,否則易燒穿。

        (5)焊接工藝參數。焊縫采用氣體保護焊一次焊接,逆向焊接效果極佳。

        (6)焊后回火。由于滾筒軸已調質,如滾筒整體回火會降低軸的性能,只能局部回火焊縫。焊縫回火24小時后,按設計標準檢查焊縫,焊縫質量符合設計要求。

        隨著有限元理論和各種有限元分析軟件的出現,輸送機設計人員可以基本掌握滾筒的應力和變形,而不需要對傳動滾筒的應力進行大量的計算和研究,利用有限元的計算結果找出設計中的薄弱環節,從而達到改進滾筒設計的目的。為此,我們設計了一式輸送機的輸送量、長度和速度設計了一種新型滾筒,制定了滾筒的技術指標,優化了各種技術參數,降低了滾筒成本,延長了滾筒的使用壽命。


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