带式输送机传动滚筒的设计与计算

1、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关键部件，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。传动滚筒表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，容易造成滚筒断轴等事故的发生，因此，本文为某矿设计的传动滚筒的实例对中型滚筒

2、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40KNm滚筒直径u1000mm,带宽2200mm二、结构简图5203050三、选择材料采用45#钢，调质处理,机械性能为：抗拉强度(rb=580MPa屈服点bs=290Mpa弯曲疲劳极限1=235Mpa扭转疲劳极限t1=135MPa许用静应力(r1p=238MPa，许用疲劳应力(r1p=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=17.2Ttp3!轴传递的扭矩T=40kN-m=40000Nm轴的许用扭矩剪应力tp=35MPad1=17.240000353!=180mm根据结构要求取轴伸直径180mm2

3、 .确定胀套处轴径按弯扭合成强度计算轴径d=21.68M2+(WT)2!(r-1p3!轴在胀套处所受弯矩M=52000N-m,轴在胀套处所受扭矩T=40000Nm校正系数对于单向旋转少=0.7轴径d2=21.68520002+(0.7X40000)2!1703!=153mm根据结构要求取d2=240mm轴的结构尺寸如下图105ZS130kN受力茴图100kN1H3口i-hL=3353I：弯矩图rT二11=L一五、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S(T=(T-1K(r3eo-aa+。(T(Tm仅考虑扭矩作用时的安全系数St=r-Ktt+4)ttmK(r=1.52Kt=1

4、.57弯曲时的有效应力集中系数扭转时的有效应力集中系数轴表面质量系数3=0.9弯曲时的尺寸影响系数扭转时的尺寸影响系数=0.6=0.6材料拉伸的平均应力折算系数少(T=0.34材料扭转的平均应力折算系数少T=0.21d2=240mni处的抗弯截面模数Z=兀d3232=3.14X24332=1356.5cm3抗扭截面模数Zp=dd3216=2Z=2713cm3对称循环弯曲应力的应力幅(ra=MZ=520001356.5=38.3MPa脉动循环扭转应力应力幅ta=T2ZP=400002X2713=7.4MPa脉动循环扭转应力平均应力tm=ta=7.4MPa仅考虑弯矩作用时的安全系数：S(T=(T-

5、1K(r3e(T(Ta+4)(T(Tm=2351.520.9X0.6X38.3+0.32X0=2.18仅考虑扭矩作用时的安全系数：St=-1K3eTXta+Wpxpm=1351.570.9x0.6X7.4+0.21X7.4=5.85安全系数S=S(t-StS(T2+St2!=2.18X5.852.182+5.852=2.04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。10(C)jK(C)|l(DJ2(D)9(B)XCM3(318(D)7(C)(i(I)i5(C)4(B)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

6、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。由“图10”可知：用A,B,C,D四种不同的颜色就可以达到区别“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

7、“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。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八种不同的颜色就可以达到区别“空间”上所有区域的目的了。根据经验滚筒轴的许用安全系数SP=1.8所以S>SP,滚筒强度满足要求六、轴的刚度校核轴的当量直径d4v=lni=1"lid4i=30502X2202004+2X1052354+2X1702404+2060

8、25043.13X109最大挠度fmax=pal224EIX(3-4a2)a=al=4003050=0.131E=2.0X105MPa惯性矩I=兀64d4v=3.1464X3.13X109=1.54X108mm4fmax=130x103x400x3050224X2.0X105X4.73X108X(3-4X0.1312)=0.625mmfmax=0.625>L2500=1.22满足要求七、确定筒皮厚度筒皮厚度按DX型钢丝绳胶带输送机计算书中经验公式：(t=1.12ZRA0t2<(T=1300kg/cm2确定t=1.12ZR1300A$0式中：Z:滚筒所受合张力kgR：滚筒半径mmA0:两幅板之间距离cmt:筒皮厚度mm将Z=260kN=26000kg,R=500mm,A0=225cm带入得：t=1.12X26000X500$1300x225=8mm考虑加工筒皮时存在厚度差及筒皮外园