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        運輸帶技術知識

        傳動滾筒焊接技術和有限元模型

        作者:河北華月輸送帶  來源:   發布時間:2021-10-28 12:42:36

        傳動滾筒焊接技術和有限元模型。

        帶式輸送機是以輸送帶為牽引機構和承載機構的連續輸送機械,對零件設計要求較高。傳動滾筒是帶式輸送機的主要傳動部件。傳動滾筒將帶式輸送機主電機的強扭矩傳遞給輸送帶,拖動負載,實現運輸。其可靠性和使用壽命嚴重影響輸送機的性能。目前大部分傳動滾筒都是焊接制造的,主要結構一般分為筒體、筒轂、滾筒軸等。在帶式輸送機的正常工作中,傳動滾筒受到圓周剪切力和交變循環徑向拉應力的影響。焊接應力的作用下,焊接位置的裂紋容易擴大,導致疲勞損壞和滾筒故障。因此,傳動滾筒焊接位置的設計尤為重要。

        傳動滾筒受力分析。

        傳動滾筒除了重力和扭矩外,還受輸送帶張力的影響。為了檢查滾筒的強度,假設滾筒滿負荷運行,即滾筒上輸送帶的張力沒有靜態弧,滑動弧占據了整個包圍角。如圖1所示,輸送帶對滾筒筒體的張力。根據彈性體歐拉公式,在包角α范圍內,有以下類型:

        F∩=F2eμ∩

        輸送帶松動處的張力,n;

        μ-輸送帶與滾筒之間的摩擦系數;

        計算b點弧度,rad;

        F∩-∩處輸送帶的張力,N。

        傳動滾筒的正壓P∩和單位表面的摩擦力分別為:

        2F∩/BD=2F2eμ∩/BD。

        μP∩=2F2eμ∩/BD

        輸送帶寬度,m;

        滾筒外徑,m。

        1.傳動滾筒有限元模型。

        (1)傳動滾筒的幾何參數。

        由于傳動滾筒三維有限元模型結構復雜,應采取相應措施進行簡化,如忽略小圓角、倒角和軸頸,將軸承座對滾筒的約束視為簡支梁約束。

        a一膨脹套間距b一筒體長度c一軸承間距d一軸總長度e一軸端長度f一筒轂寬度g一膨脹套寬度h一軸端外徑i一膨脹套內徑j一筒體外徑k一簡體壁厚。

        (2)傳動滾筒的材料屬性。

        傳動滾筒主要由滾筒、滾筒和滾筒軸組成,其中滾筒材料為Q345B,屈服極限為345MPa;ZG230-450滾筒材料,屈服強度為230MPa,抗拉強度為450MPa;滾筒軸材料為37SiMn2MoV,屈服極限為835MPa,抗拉強度為980MPa。按彈性模量E=21000MPa,泊松比μ=0.3,分別為筒體.筒轂和滾筒軸。

        (3)傳動滾筒網格的劃分。

        在傳動滾筒網格劃分模塊中,將全局種子數設置為15,采用高精度二次減少點C3D20R單元類型,有效避免了沙漏問題。

        傳動滾筒復雜的應力分布和變形機理是滾筒設計困難的主要原因。利用ABAQUS軟件分析帶式輸送機傳動滾筒的正常運行和逆止工況,得出滾筒的交變應力分布規律,利用有限元計算結果,找出設計中的薄弱環節。研究表明,將滾筒轂與滾筒體的連接焊接位置控制在總長度的12%~17%是合理的,為滾筒的設計提供了依據。


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