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带式输送机滚筒的设计参数分析
日期:2015-06-08 作者:admin


在国内滚筒的结构设计主要还是以传统的许用应力法为主这种设计方法以滚筒的各个构件为分析对象,人工求解各个零件的受力情况,然后分别求解每个零件的可靠性,设计缺点很明显,无法分析零件之间的相互作用,计算结果和构件真实受力情况相差甚远。
目前,带式输送机滚筒的解析设计方法很多,而且这些设计方法有着自己的优点,也有不足之处,应该进行对比分析,总结出一套相对合理的解析设计方法。对于解析法设计得到了结果使用有限元分析来验证,从而对设计结果进行改进。形成一套由解析法进行尺寸初定,由有限元法进行尺寸优化的滚筒设计方法。另外,虽然大多数研究人员都已经采用了有有限元分析方法来研究滚筒,但是,在对滚筒进行强度和刚度进行有限元分析计算时,对胀套联接的分析研究还不够全面,忽略了胀套自身的配合面联接情况,使得分析结果还不够准确。

通过带式输送机滚筒的受力分析,并且对已有的滚筒解析设计方法进行对比研究总结出滚筒的设计方法,用这一设计出三个滚筒实例,再利用有限元分析软件ANSYS对滚筒进行静态分析,分析时考虑滚筒轴也轮毂之间过盈配合装配和胀套装配的预紧力作用,利用ANSYS自身提供的接触面非线性分析功能来模拟过盈配合配合面和胀套合面的接触情况,力求准确的模拟出滚筒的受力情况,保证计算结果的真实性。

带式输送机

以三类滚筒的建模和分析思路为基础,开发出滚筒的参数化通化设计模块。本文研究的具体内容可以概括为以下几点:
1、介绍带式输送机滚筒结构和分类。针对改向滚筒和驱动滚筒工作原理和受力情况进行了分析和对比,并分别给出了这两种滚筒筒壳的函数表达式。
2、对现有的滚筒解析设计方法进行对比研究,总结出一套相对完备合理的滚筒零件解析设计方法,设计范围包括:筒壳的外直径、厚度、宽度、辐板的厚度,轮毂的外直径、宽度,轴的直径。介绍过盈配合联接和胀套联接的相关理论,得到了接触面应力表达方式以及过盈配合联接的设计方法和胀套的选用方法。

3、通过滚筒解析设计方法计算出改向滚筒和传动滚筒的结构参数。利用ANSYS软件对改向滚筒和传动滚筒实例进行非线性有限元分析,得出预紧力单独作用以及预紧力和工作载荷共同作用的情况下滚筒的应用和变形情况,并将有限元分析结果与理论计算结果进行对比,证明有限元分析结果的准确性。对有限元分析结果进行研究,得出滚筒各个零件以及各接触面的应力变化规律。

4、以APDL语言为核心,运用UIDL语言对ANSYS进行二次开发,得到带式输送机滚筒的有限元析析模块,用户只需要输入滚筒参数,模块就可以自动完成滚筒的建模、加载与求解工作,并具有分析结果查看功能,为用户提供具体可靠的分析数据,包括应力云图,位移云图和应力曲线等。http://www.yuyin.sh.cn/带式输送机技术整理发布。

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