带式输送机重型传动滚筒的有限元分析.pdfVIP

学兔兔 第 6期 (总第 175期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．6 2012年 12月 MECHANICAL ENGINEERING AUT()MATION Dec． 文章编号：1672-6413(2012)06-0060-03 带式输送机重型传动滚筒的有限元分析采 宁少慧 (太原科技大学 机械工程学院，山西 太原 030024) 摘要：使用三维造型软件 Pro／E创建带式输送机传动滚筒装配体的模型，采用大型有限元分析软件ANSYS 对其进行静力学分析，得到传动滚筒的应力和变形的分布规律，根据分析结果提出了传动滚筒结构设计的要 点，为其优化设计提供 了基础。 关键词 ：驱动滚筒；有限元；接触非线性 中图分类号 ：TH222；TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 本文使用 Pro／E三维造型软件建模 ，不仅可以对 带式输送机是一种 由摩擦驱动的输送机械 ，传动 模型的各尺寸进行修改，还可 以实现模型的参数化建 滚筒是其重要的传动部件。大型带式输送机的滚筒采 模 。建立模型后 ，以IGES文件导入到 ANSYS中进 用铸焊结构 ，接盘与简体焊接处出现裂纹、胀套连接螺 行有限元分析 。计算时做如下简化 ：略去各构件的导 栓被剪断或弯曲变形过大是传动滚筒常见的两种失效 角 、忽略轴间高度、将轴视为等直径轴 、忽略筒壳包角 形式。 目前 ，对于重型滚筒主要凭经验公式 、增大安全 对滚筒强度和刚度的影响；轴承座对滚筒轴 的约束简 系数的方法进行设计 ，结果使得滚筒质量偏大 ，但可靠 化为简支梁形式；输送带在滚筒 的整个弧上无滑动现 性却没有明显提高，更无法直接确定滚筒的危险点及 象，圆周力的传递符合欧拉公式；滚筒结构的支座已对 其应力状态 。 中，不出现负荷集中现象 。 本文采用有限元方法研究输送机正常运行时传动 1．1 材料特性的选择 滚筒的受力状态，并假定围包角全被利用。用刚性连接 传动滚筒的轴 、胀套 、轮毂和辐板、筒体采用 的材 模拟焊缝 ，用 APDL语言编写载荷函数加载到有限元模 料及特性见表 1。 型上，用 ANSYS的接触非线性分析功能来模拟滚筒的 表 1 传动滚筒各部件材料及特性 胀套连接 ，这些都使得模拟分析与实际情况更加接近。 构件名称 材料 弹性模量 (MPa) 泊松比 许用应力 (MPa) 1 有限元模型的建立 轴 、胀套 40Cr 2．06X10 0．30 45～65 图1为铸焊滚筒结构示意图。滚筒直径 D= 轮毂 ZG270—450 2．0X105 0．27 55 辐板 、简体 Q235——A 2．03Xl0s O．30 66 1670mm，带宽 B一1400mm，筒皮厚 h一40mm，轮 毂和轴之间采用胀套连接，接盘和简体焊接。 1．2 单元类型选择 对于 滚 筒 轴 、轮 毂、简 体 和胀 套 本 文 采 用 Solid45单元 ；对于连接轴与轮毂的胀套结构采用面面