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        分析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 12:47:15

        分析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,對零件的設計要求很高。傳動輥是帶式輸送機的主要傳動部件。傳動輥將帶式輸送機主電機的強扭矩傳輸到輸送帶,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,大多數傳動輥采用焊接方法制造,主要結構一般分為氣缸、氣缸、滾筒軸等。在帶式輸送機的正常運行中,傳動輥受周向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,傳動輥焊接位置的設計尤為重要。

        一、傳動輥受力分析。

        傳動輥除了重力和扭矩外,還受輸送帶張力的影響。為了驗證滾筒的強度,假設滾筒滿負荷運行,即滾筒上的輸送帶張力沒有靜止弧,滑動弧占據整個包圍角。如圖1所示,輸送帶對滾筒筒體的張力在包角α范圍內,根據彈性體歐拉公式有以下公式:

        =F2eμ。

        輸送帶松動處的張力,N;

        μ-輸送帶與滾筒的摩擦系數;

        rad從b點計算弧度;

        輸送帶的張力,n。

        單位表面傳動滾筒的正壓和摩擦力分別為:

        ≤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,簡化后的傳動滾筒。

        a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)傳動輥的材料屬性。

        傳動輥主要由氣缸、氣缸和滾筒軸組成,其中氣缸材料為Q345B,屈服極限為345MPa;氣缸材料為ZG230-450,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。筒轂和滾筒軸賦予材料屬性。

        (3)傳動滾筒網格的劃分。

        在傳動滾筒網格劃分模塊中,將整個種子數設置為15,采用高精度二次降低積分C3D20R單元類型,有效避免了沙漏問題。

        傳動輥復雜的應力分布和變形機理是輥設計困難的主要原因。ABAQUS軟件用于分析帶式輸送機傳動滾筒在正常運行和逆止條件下的三維有限元靜態,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,將滾筒輪轂與滾筒連接的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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