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传动滚筒焊接技术和有限元模型

作者:河北华月输送带  来源:   发布时间:2021-10-28 12:42:36

传动滚筒焊接技术和有限元模型。

带式输送机是以输送带为牵引机构和承载机构的连续输送机械,对零件设计要求较高。传动滚筒是带式输送机的主要传动部件。传动滚筒将带式输送机主电机的强扭矩传递给输送带,拖动负载,实现运输。其可靠性和使用寿命严重影响输送机的性能。目前大部分传动滚筒都是焊接制造的,主要结构一般分为筒体、筒毂、滚筒轴等。在带式输送机的正常工作中,传动滚筒受到圆周剪切力和交变循环径向拉应力的影响。焊接应力的作用下,焊接位置的裂纹容易扩大,导致疲劳损坏和滚筒故障。因此,传动滚筒焊接位置的设计尤为重要。

传动滚筒受力分析。

传动滚筒除了重力和扭矩外,还受输送带张力的影响。为了检查滚筒的强度,假设滚筒满负荷运行,即滚筒上输送带的张力没有静态弧,滑动弧占据了整个包围角。如图1所示,输送带对滚筒筒体的张力。根据弹性体欧拉公式,在包角α范围内,有以下类型:

F∩=F2eμ∩

输送带松动处的张力,n;

μ-输送带与滚筒之间的摩擦系数;

计算b点弧度,rad;

F∩-∩处输送带的张力,N。

传动滚筒的正压P∩和单位表面的摩擦力分别为:

2F∩/BD=2F2eμ∩/BD。

μP∩=2F2eμ∩/BD

输送带宽度,m;

滚筒外径,m。

1.传动滚筒有限元模型。

(1)传动滚筒的几何参数。

由于传动滚筒三维有限元模型结构复杂,应采取相应措施进行简化,如忽略小圆角、倒角和轴颈,将轴承座对滚筒的约束视为简支梁约束。

a一膨胀套间距b一筒体长度c一轴承间距d一轴总长度e一轴端长度f一筒毂宽度g一膨胀套宽度h一轴端外径i一膨胀套内径j一筒体外径k一简体壁厚。

(2)传动滚筒的材料属性。

传动滚筒主要由滚筒、滚筒和滚筒轴组成,其中滚筒材料为Q345B,屈服极限为345MPa;ZG230-450滚筒材料,屈服强度为230MPa,抗拉强度为450MPa;滚筒轴材料为37SiMn2MoV,屈服极限为835MPa,抗拉强度为980MPa。按弹性模量E=21000MPa,泊松比μ=0.3,分别为筒体.筒毂和滚筒轴。

(3)传动滚筒网格的划分。

在传动滚筒网格划分模块中,将全局种子数设置为15,采用高精度二次减少点C3D20R单元类型,有效避免了沙漏问题。

传动滚筒复杂的应力分布和变形机理是滚筒设计困难的主要原因。利用ABAQUS软件分析带式输送机传动滚筒的正常运行和逆止工况,得出滚筒的交变应力分布规律,利用有限元计算结果,找出设计中的薄弱环节。研究表明,将滚筒毂与滚筒体的连接焊接位置控制在总长度的12%~17%是合理的,为滚筒的设计提供了依据。


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