带式输送机传动滚筒分析

更新时间：2023-06-20  来源：http://www.xxjrjx.com  关键词：带式输送机,传动滚筒

带式输送机传动滚筒在现在的应用比较广泛，关于这种材料的知识点，大部分人还不是特别了解，在三维CAD软件Solid Works中创建传动滚筒模型，用有限元分析软件ANSYS,对其进行有限元分析，掌握了传动滚筒的受力和变形情况。结果表明，传动滚筒的设计在强度方面的要求完全满足。

外形基本尺寸：滚筒直径D=1000mm,筒体宽度L=1600mm,与胀套结合处轴直径为320mm.本文采用三维设计软件Solidworks,分别对滚筒、接盘、胀套和轴建立基本模型，通过特有的装配关系把他们装配到一个新的装配体中，通过这种方法，得到所需要的力学模型。在建模过程中，我们适当的采取简化措施。本文在建立滚筒模型时对其简化方法如下：

（1）略去了滚筒轴的所有倒角。

（2）不考虑滚筒包胶与传动滚筒之间的相互作用，直接将滚筒质量等效到筒壳上。

（3）略去次要构件，将轴承座简化为对轴的约束。

（4）由于滚筒为对称结构，取1/2滚筒建立有限元模型，这样可以节省设计时间和费用。做了上述简化之后导入ANSYS中，建立几何模型。

解析传动滚筒在输送设备的有限元分析

在进行有限元分析前，必须输入滚筒材料的相关属性。

本文采用自由网格划分单元，由于焊缝处和滚筒的过渡面处受力分析很重要，因此要多划分单元，其余大部分采用粗划单元。

由于分析的是双驱动传动滚筒，是对称结构，所以我们只分析滚筒模型的一半即可，对模型的约束应该在对称面和轴支撑处。本文滚筒选择调心轴承，由于滚筒轴可以在垂直轴心线的方向上实现一定的转角，因此对轴承的约束通常选用柱坐标来实现边界条件的限定。

模拟载荷在有限元分析中非常关键。经过分析滚筒表面的载荷有两种，正载荷和切向载荷，正载荷在维包角方向通常符合欧拉公式的变化规律，因此本文对滚筒表面施加载荷的方法是采用函数加载。而切向载荷使用同样的加载方法。除了表面所受载荷以外，传动滚筒还受来自电机端的扭矩作用。本文把扭矩转化为集中力的载荷。

载荷施加完以后，即可进行有限元求解。本文使用直接求解法求解。

对传动滚筒的有限元模型求解完成后，就可以对传动滚筒的各零件进行分析见。

由于分析结果中给出的是瞬时的变化情况，在理想情况下，滚筒在轴向的受力是不发生变化的，而是沿滚筒圆周方向的受力发生交替变化，滚筒旋转一次就受力就变化一次，所以滚筒在筒壳中圆周处的变形最大。

对比滚筒变形前后情况，在外载荷作用下的滚筒，受力处圆弧向里凹，而不受力的圆弧部分向外凸出。传动滚筒工作的时候这种情况在滚筒旋转一周内交替发生，由于筒壳的弯曲变形，使得胶带受力不均匀，同时焊缝的应力也增加。因此如果打算减少筒壳的变形，需要再筒皮内部焊接筋板，用来增加筒壳的刚度。

（1）对滚筒进行设计时，最好对外装轴承式滚筒的两轴承间距取小值，对两幅板的间距通常取较大的值。

（2）对接盘的幅板可以设计成变截面形式，即“软幅板”，这样就可以控制幅板的刚性，进而减少对轴、胀套和轮毂的冲击，对滚筒起到一定的缓冲作用。

（3）焊缝位置：对于接盘与筒皮的设计最好选择在应力最小处。

关于传动滚筒在输送设备中有限元的分析，文章已经讲解的比较详细了，利用Solidworks软件对传动滚筒建立了精确的模型，同时采用ANSYS有限元分析软件对滚筒零件的强度和刚度进行分析，并绘制了相应的应变云图和应力云图。从分析结果中得出传动滚筒的变形最大值和应力最大值，进而判断所设计的滚筒是否满足强度和刚度要求，对今后在传动滚筒结构的设计和改进方面具有一定意义。

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