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皮帶輸送機傳動(dòng)滾筒在現在的應用比較廣泛，關(guān)于這種材料的知識點(diǎn)，大部分人還不是特別了解，在三維CAD軟件Solid Works中創(chuàng )建傳動(dòng)滾筒模型，用有限元分析軟件ANSYS,對其進(jìn)行有限元分析，掌握了傳動(dòng)滾筒的受力和變形情況。結果表明，傳動(dòng)滾筒的設計在強度方面的要求完全滿(mǎn)足。庫橋機器是專(zhuān)業(yè)的皮帶輸送機生產(chǎn)廠(chǎng)家，公司提供煤礦井下皮帶輸送機、通用型皮帶輸送機、大傾角皮帶輸送機、管帶機等設備。

外形基本尺寸：滾筒直徑D=1000mm,筒體寬度L=1600mm,與脹套結合處軸直徑為320mm.本文采用三維設計軟件Solidworks,分別對滾筒、接盤(pán)、脹套和軸建立基本模型，通過(guò)特有的裝配關(guān)系把他們裝配到一個(gè)新的裝配體中，通過(guò)這種方法，得到所需要的力學(xué)模型。在建模過(guò)程中，我們適當的采取簡(jiǎn)化措施。本文在建立滾筒模型時(shí)對其簡(jiǎn)化方法如下：

（1）略去了滾筒軸的所有倒角。

（2）不考慮滾筒包膠與傳動(dòng)滾筒之間的相互作用，直接將滾筒質(zhì)量等效到筒殼上。

（3）略去次要構件，將軸承座簡(jiǎn)化為對軸的約束。

（4）由于滾筒為對稱(chēng)結構，取1/2滾筒建立有限元模型，這樣可以節省設計時(shí)間和費用。做了上述簡(jiǎn)化之后導入ANSYS中，建立幾何模型。

解析傳動(dòng)滾筒在輸送設備的有限元分析

在進(jìn)行有限元分析前，必須輸入滾筒材料的相關(guān)屬性。

本文采用自由網(wǎng)格劃分單元，由于焊縫處和滾筒的過(guò)渡面處受力分析很重要，因此要多劃分單元，其余大部分采用粗劃單元。

由于分析的是雙驅動(dòng)傳動(dòng)滾筒，是對稱(chēng)結構，所以我們只分析滾筒模型的一半即可，對模型的約束應該在對稱(chēng)面和軸支撐處。本文滾筒選擇調心軸承，由于滾筒軸可以在垂直軸心線(xiàn)的方向上實(shí)現一定的轉角，因此對軸承的約束通常選用柱坐標來(lái)實(shí)現邊界條件的限定。

模擬載荷在有限元分析中非常關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)分析滾筒表面的載荷有兩種，正載荷和切向載荷，正載荷在維包角方向通常符合歐拉公式的變化規律，因此本文對滾筒表面施加載荷的方法是采用函數加載。而切向載荷使用同樣的加載方法。除了表面所受載荷以外，傳動(dòng)滾筒還受來(lái)自電機端的扭矩作用。本文把扭矩轉化為集中力的載荷。

載荷施加完以后，即可進(jìn)行有限元求解。本文使用直接求解法求解。

對傳動(dòng)滾筒的有限元模型求解完成后，就可以對傳動(dòng)滾筒的各零件進(jìn)行分析見(jiàn)。

由于分析結果中給出的是瞬時(shí)的變化情況，在理想情況下，滾筒在軸向的受力是不發(fā)生變化的，而是沿滾筒圓周方向的受力發(fā)生交替變化，滾筒旋轉一次就受力就變化一次，所以滾筒在筒殼中圓周處的變形最大。

對比滾筒變形前后情況，在外載荷作用下的滾筒，受力處圓弧向里凹，而不受力的圓弧部分向外凸出。傳動(dòng)滾筒工作的時(shí)候這種情況在滾筒旋轉一周內交替發(fā)生，由于筒殼的彎曲變形，使得膠帶受力不均勻，同時(shí)焊縫的應力也增加。因此如果打算減少筒殼的變形，需要再筒皮內部焊接筋板，用來(lái)增加筒殼的剛度。

（1）對滾筒進(jìn)行設計時(shí)，最好對外裝軸承式滾筒的兩軸承間距取小值，對兩幅板的間距通常取較大的值。

（2）對接盤(pán)的幅板可以設計成變截面形式，即“軟幅板”，這樣就可以控制幅板的剛性，進(jìn)而減少對軸、脹套和輪轂的沖擊，對滾筒起到一定的緩沖作用。

（3）焊縫位置：對于接盤(pán)與筒皮的設計最好選擇在應力最小處。

關(guān)于傳動(dòng)滾筒在輸送設備中有限元的分析，文章已經(jīng)講解的比較詳細了，利用Solidworks軟件對傳動(dòng)滾筒建立了精確的模型，同時(shí)采用ANSYS有限元分析軟件對滾筒零件的強度和剛度進(jìn)行分析，并繪制了相應的應變云圖和應力云圖。從分析結果中得出傳動(dòng)滾筒的變形最大值和應力最大值，進(jìn)而判斷所設計的滾筒是否滿(mǎn)足強度和剛度要求，對今后在傳動(dòng)滾筒結構的設計和改進(jìn)方面具有一定意義。