滚筒的结构设计

1、滚筒为圆柱形零件，一般分为主动滚筒和从动滚筒，滚筒主要由滚动体、中心轴、卡簧和滚筒壳组成，需要其能保证稳定可靠的低摩擦滚动，将电机的圆周运动转化为直线运动。滚筒的生产主要有辗体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辗磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。滚筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON贲涂、包橡胶、镀铭、陶瓷喷涂和氧化等工序4o滚筒最小直径的确定按照国标标准的有关规定，滚筒直径根据胶带形式、强度、紧边和松边张力以及滚

2、筒类型由下式确定。dmin360(Si S2) _360(50 30)B 550000.28所以滚筒最小直径为，为了保证滚筒和台面的相配合，选择滚筒直径d=27mm式中dmin为滚筒直径(对于胶面滚筒指光筒直径),S1为胶带紧边张力,S2为胶带松边张力，B为胶带宽度，a为胶带包角，B为许用传递能力，kN/ m2 (帆布胶带 20kN / m2,人造纺材芯胶带 2胶带 55kN/m )滚筒轴直径的确定按疲劳强度计算235kN/m ,钢纯芯P(L L3) 014Pi D/2W .WnP (Si S2)/2W d3/32P (S1 S2)/2Wn d3/16所以滚筒轴的直径d为,32P(L L3)

3、1.12PD3 32 80/2 27 1.12 20/2 27，3.14 50=6mm按刚度计算f -(3l2 4L2)24EJ式中f为轴弯曲产生的扰度，取 f= ( 1/20001/3000 ) L2, L2为轴承间距，2.E为材料弹性模量，低碳钢E2.1106kg/cm 2.1 106 3.14 104/6456.8幅板厚度的确定，是一项比较复杂的工作，求出幅板厚度后，还需要 进行应力分析，等厚幅板危险应力点再幅板内径上，对幅板来说，内径应 力和圆周应力就是主应力，可由下式得到,J为轴惯性矩，Jd/64所以滚筒直径8PL(3L124L2)=4：880/227(335024272)=3Ef-

4、；33.142.1106150/2000由此可得两滚筒的直径，取其中最大值为设计值，即取d=10mm幅板厚度的确定幅板厚度的计算式为PLK £2KJ、)=式中h为幅板厚度，27.3 1 R2K为与半径比率有关的无因次系数(2 ln R)1 R27.3 1 0.782(2 ln0.78)3.14 1 0.7846ML12EJPLL1(1 x)2EJ(1 x)Rr1/r220/260.78r1为幅板内圆半径，即轮毂外径，r2为幅板外圆半径，即滚筒外壳内径，-(M Mo)2 EJ640. 7为幅板外滚筒的转角，3=1/1000rad,L1为滚筒幅板间距，如果是焊接幅板等厚时，确定了转角3后

5、，根据材料力学及弹性力学的相关知识推导出来。当滚筒为铸焊结构时，所确定的幅板厚度，可以看成是幅板中径截面厚度。为了确定转角3,必须首先确定轴和幅板的力矩分配系数xMoXMMPLx一般在之间取值，对于焊接滚筒，直径小于1000mm幅板为刚性时，x二；对于焊接滚筒，直径大于1000mnn,幅板为软性时，x=4027297-266Mr/h6M/h22(1 r r12 r(r,)Z(R2 1蒜(R2 1)(R1)r3r_2r-y2(1R2)rln-Ar2MrG2r经过计算和分析，得出当rr1或0时Mr、M为最大值，此时，幅板的主应力为6Mrmaxrh212G3(1R2)r1h2(R21)lnR(R21

6、)123641/1000(10.782)202.52(0.7821)ln0.78(0.7821)1.9MPa6Mmaxh2212G3(1R2)r1h2(R21)lnR(R21)_2123640.51/1000(10.78)""2"2""2202.5(0.781)ln0.78(0.781)0.95MPa在校核幅板强度时，一般只需要即可。根据弹性力学理论，幅板在弯曲力矩M。的作用下，其转角3可以表达为_2_2M0(R1)lnR(R1)324G(R1)GEh3/12(12)2322.1 102.5/12(10.5)364由以上式子得到r max3M

7、o(R2 1) r1h2(R2 1)因为Rr1/r2<1,最大应力发生在幅板内径上，即发生在r置上。为了确定rmax最大时的相应高度h,则M0h33Mh2JK140 13 f5 512.7N ?M 3 2 3.14 104/64 0.0672.5 297Ki-(12)(lnr2_220.7810.5)(ln0.78-2)0.0670.7821带入求导可求出h,所以当h 3吸二时,Lirmax最大,因此，在确定幅板厚度时，应确保h3叫二以提高滚筒寿命。,Li轮毂尺寸的确定轮毂的宽度为Bi,采用锁紧器连接时，BiL3/（0.40.6）;采用过盈连接时，Bi1.68d轮毂的直径（外径）Dn计算

8、DndN . C、4C 3()2(930)20.95CrP'1.36700Cr(65 0.075 s)/100 1.36其中dN为轮毂内径（过盈连接时，dN就是配合直径d',d'=;锁紧器连接时，dN为锁紧器外径），当采用锁紧器连接时，P'就是锁紧器外环与轮毂之间的压强，此时P'vd dNL3K'2MndMnPvd2当采用过盈连接时，P'就是轴与轮毂之间的压强，此时P'2Mn2vd2lK'综上计算得到Dn大小为:Dn dN100.95110mm,0.95、40.953滚筒厚度的确定滚筒体厚度的确定是滚筒设计中最无法确定的一

9、个尺寸，至今没有令人满意的方法，主要是由于胶带与滚筒体之间的压力分布很难确定。太厚浪费材料且影响滚筒的稳定，太薄强度不够。因此，一般认为，只要滚筒的厚度大于等于幅板厚度即可。同时设计可以参考表选用表滚筒体厚度滚筒直径/mm滚筒冗长度/mm1800200024002800630161880018202222100020222424125020222426150022242426180022242628滚筒壳和滚筒轴的数控加工工艺滚筒主要由4个部件组成，其中轴承和卡簧为标准间件，滚筒轴和滚筒壳为非标件，因为应用在动态称重领域，对滚筒的要求非常高，市场上普通的标准滚筒根本不能满足要求。必须要保证滚筒

10、轴和壳的密度均匀，主动滚筒表面滚花，增加和输送带之间的摩擦。滚筒壳和轴都属于轴类零件，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，主要要求如下：1.尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求

11、高。轴类零件中支承轴颈的精度要求最高，为IT5IT7;配合轴颈的尺寸精度要求可以低一些，为IT6IT9。2.形状精度高。3.位置精度高，其一般轴的径向跳动为，高精度的轴为。4.表面粗糙度比一般的零件高，支承轴颈和重要表面的表面粗糙度Ra常为，配合轴颈和次要表面的表面粗糙度Ra为。轴类零件一般常用的材料有45钢、40Cr合金钢、轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，还有20CrMoTi、20Mn2B、20Cr等。轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有一些大型或结构复杂的轴，在质量允许时才采用铸件。由于毛坯经过锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。所以除了光轴、

12、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧料棒料或冷拉棒料外，一般比较重要的轴大都采用锻件。另外轴类零件的毛坯还需要经过热处理。轴的结构设计原则：1）节约材料，减轻重量尽量采用等强度的外形尺寸，或大的截面系数的截面形状。2）易于轴上零件的精确定位，稳固装配拆卸和调整。3）采用各种减少应力应用和提高强度的结构措施。4）便于加工制造和保证精度。轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点：1）零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收

13、标准。2）渗碳件加工工艺路线一般为：下料-锻造-正火-粗加工-半精加工-渗碳-去碳加工（对不需提高硬度部分）-淬火-车螺纹、钻孔或铳槽-粗磨-低温时效-半精磨-低温时效-精磨。3）粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4）精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准5。滚桶壳的材料为外径23mm内径17mm的304不锈钢无缝管，当今机加工技术非常先进，轴类零件的加工也比较容易。主要加工