带式输送机传动滚筒的设计与计算

  带式输送机传动滚筒的设计与计算 科技信息 2007年 第17期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 带式输送机在港口、煤炭、电厂等物料输送中应用日益广泛,传动 滚筒是带式输送机的核心部件,其作用是将驱动装置提供的扭矩传到 输送带上。根据滚筒的承载不同,可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、 重型滚筒,轻型滚筒为焊接结构,即辐板与筒皮焊接,轮毂与轴采用键 连接,中型滚筒和重型滚筒为铸焊结构,即辐板与轮毂采用整体铸造 形式,然后与筒皮焊接,轮毂与轴采用胀套连接,胀套连接的优点是: 定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴...

  科技信息 2007年 第17期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 带式输送机在港口、煤炭、电厂等物料输送中应用日益广泛,传动 滚筒是带式输送机的核心部件,其作用是将驱动装置提供的扭矩传到 输送带上。根据滚筒的承载不同,可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、 重型滚筒,轻型滚筒为焊接结构,即辐板与筒皮焊接,轮毂与轴采用键 连接,中型滚筒和重型滚筒为铸焊结构,即辐板与轮毂采用整体铸造 形式,然后与筒皮焊接,轮毂与轴采用胀套连接,胀套连接的优点是: 定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。传动滚筒

  面 都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。由于中型 滚筒和重型滚筒承载重,设计计算不合理,易引起滚筒断轴等事故 的发生,因此,本文将采用我公司为某矿设计的传动滚筒的实例对中 型滚筒和重型滚筒的设计计算加以说明。 一、原始参数 滚筒合张力 260KN、扭矩 40KN·m、滚筒直径 φ1000㎜,带宽 2200mm 二、结构简图 三、选择材料 采用45#钢,调质处理,机械性能为: 抗拉强度σb=580MPa屈服点σs=290Mpa 弯曲疲劳极限σ-1=235Mpa 扭转疲劳极限τ-1=135MPa 许用静应力σ+1p=238MPa,许用疲劳应力σ-1p=165MPa 四、初选轴径 1.确定轴伸直径,按扭转强度计算 轴伸直径 d=17.2 T τp 3 ! 轴传递的扭矩T=40kN·m=40000N·m 轴的许用扭矩剪应力τp=35MPa d1=17.2 40000 35 3 ! =180㎜ 依照结构要求取轴伸直径180㎜ 2.确定胀套处轴径 按弯扭合成强度计算轴径 d=21.68 M 2+(ψT)2! σ-1p 3 ! 轴在胀套处所受弯矩 M=52000N·m,轴在胀套处所受扭矩 T= 40000N·m 校正系数对于单向旋转ψ=0.7 轴径d2=21.68 52000 2+(0.7×40000)2! 170 3 ! =153㎜ 依照结构要求取d2=240㎜ 轴的结构尺寸如下图 五、强度校核 按疲劳强度安全系数校核, 仅考虑弯矩作用时的安全系数 Sσ= σ-1 Kσ βεσ σa+ψσσm 仅考虑扭矩作用时的安全系数 Sτ= τ-1 Kτ βετ τa+ψττm 弯曲时的有效应力集中系数Kσ=1.52 扭转时的有效应力集中系数Kτ=1.57 轴表面上的质量系数β=0.9 弯曲时的尺寸影响系数εσ=0.6 扭转时的尺寸影响系数ετ=0.6 材料拉伸的平均应力折算系数ψσ=0.34 材料扭转的平均应力折算系数ψτ=0.21 d2=240㎜处的抗弯截面模数Z= πd32 32 =3.14×24 3 32 =1356.5cm3 抗扭截面模数 Zp=πd 3 2 16 =2Z=2713cm3 对称循环弯曲应力的应力幅σa= M Z =52000 1356.5 =38.3MPa 脉动循环扭转应力应力幅τa= T 2ZP =40000 2×2713 =7.4MPa 脉动循环扭转应力平均应力τm=τa=7.4MPa 仅考虑弯矩作用时的安全系数: Sσ= σ-1 Kσ βεσ σα+ψσσm = 235 1.52 0.9×0.6 ×38.3+0.32×0 =2.18 仅考虑扭矩作用时的安全系数: Sτ= τ-1 Kτ βετ ×τα+ψτ×τm = 135 1.57 0.9×0.6 ×7.4+0.21×7.4 =5.85 安全系数S= Sσ·Sτ Sσ2+Sτ2! = 2.18×5.85 2.182+5.852! =2.04 (下转第534页) 带式输送机传动滚筒的设计与计算 蔡勇雁 (兖州矿业集团大陆机械有限公司 山东 兖州 272109) 摘要:针对带式输送机传动滚筒的计算进行了详细的说明。 关键词:带式输送机;传动滚筒;计算 ○机械与电子○ 593 科技信息 2007年 第17期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION ● 科 (上接第593页)根据经验滚筒轴的许用安全系数SP=1.8 所以S

  SP,滚筒强度满足规定的要求 六、轴的刚度校核 轴的当量直径 d4v= l n i=1 li d4i = 3050 2×220 2004 +2×105 2354 +2×170 2404 +2060 2504 3.13×109 最大挠度fmax= pal2 24EI ×(3-4α2) α=a l =400 3050 =0.131 E=2.0×105MPa 惯性矩I=π 64 d4v= 3.14 64 ×3.13×109=1.54×108mm4 fmax= 130×103×400×30502 24×2.0×105×4.73×108 ×(3-4×0.1312)=0.625mm fmax=0.625

  L 2500 =1.22 满足规定的要求 七、确定筒皮厚度 筒皮厚度按D×型钢丝绳胶带输送机计算书中经验公式: σ=1.12ZR A0t2 ≤[σ]=1300kg/cm2 确定 t= 1.12ZR 1300A0$ 式中:Z:滚筒所受合张力 kg R:滚筒半径 mm A0:两幅板之间距离 cm t:筒皮厚度 mm 将Z=260kN=26000kg,R=500mm,A0=225cm带入得: t= 1.12×26000×500 1300×225$ =8mm 考虑加工筒皮时存在厚度差及筒皮外园的螺旋刀纹对筒皮厚度 的影响取筒皮厚度t=20mm。 根据该设计计算我们加工制造的滚筒,经过两年的运行,效果良 好。 传动滚筒的计算在滚筒的制造中起着很重要的作用,但滚筒的 制造工艺也不可忽视,比如轴的热处理技术、无损探伤手段、加工质量 等都决定着滚筒的寿命。因此,要获得高质量的产品,首先计算要准 确,设计要合理,加工技术要有保障。 参考文献 [1]宋伟刚 .散状物料带式输送机设计,东北大学出版社. [2]DTII(A)型带式输送机设计手册,冶金工业出版社. 科 互邻———指拥有共同边界线(点)的两个直接相邻的区域。 具体如“图7”～“图9”所示。 “图7”中: “X区域”与1,2⋯,K 为互邻关系。 2与4及5与7,则为非互邻关 系。 现将“图7”转换为“图8”,可 知:在“图8”中原有的X,1,2,⋯,K 各区域之间的互邻关系是保持不变 的。 现将“图8”转换为“图9”,可 知:在“图9”中原有的X,1,2,⋯,K 各区域之间的互邻关系仍然是保持不变的。 因此,从互邻关系保持不变的角度来说“图9”与“图7”是“等效 的”。 由于上述图中的“X”是“地图”中的任意的某个区域。 因此,从互邻关系保持不变的角度来说以下的“图10”与“图7”是 “等效的”。 图10 注:“图10”中的,A,B,C,D分别代表四种不同的颜色。 (3)由“图10”可知: 用A,B,C,D四种不同的颜色就能够达到区别“地图”上所有区域 的目的了。 至此,“四色定理”证明完毕。 因此,我们可将“四色定理”称之为“砖墙定理”。 (“图10”中的,A,B,C,D分别代表一块“砖”。) (4)关于四色定理的本质及其推论 ①关于四色定理的本质。 在笛卡尔平面座标系中,平面被分为“四个象限”,这就是四色定 理成立的本质原因。 ②关于四色定理的推论。 在笛卡尔空间座标系中,空间被分为“八个区域”,由此可知: 用A,B,C,D,E,F,G,H八种不同的颜色就能够达到区别“空间” 上所有区域的目的了。 越是“复杂”的东西,就越要抓住“最基本的”事实。 ●全文结束语 自由落体,万有引力;当然现象,(有其)当然(的客观)原因。 哲学上的正确,是事业走出困境的先决条件,但如果拒绝正确的 哲学思想,则就会继续迷失方向。 所以,自觉或比较自觉地以正确的哲学思想指导工作,就能少些 挫折。 不同的观念和思路,导致不同的出路和结果。 面对困难,往往需要改变固有的观念和思路,即“解放思想,实事 求是”。 子绝四:毋意,毋必,毋固,毋我。 办所有的事情都需要“投资”,我们切不可忽视在正确的哲学思想方 法方面的“精神投资”。 越是抽象的东西,就越要联系实际。 科学不仅仅需要智慧,往往更需要激情、意志、胆量和正直。 图7 图8 图9 注:“图9”中的A,B,C,D分 别代表四种不同的颜色。 ○科教视野○ ● 534

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