大型滾筒筒體設(shè)計(jì)及有限元分析

1、大型滾筒筒體設(shè)計(jì)及有限元分析本文將向大家介紹一實(shí)際應(yīng)用的大型滾筒筒體的設(shè)計(jì)及相關(guān)有限元分析。滾筒主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：面寬2500mm，直徑1800mm，膠帶圍包角180，所受合張力183.2t。本案例將展示在項(xiàng)目進(jìn)行過程中的初步方案及優(yōu)化后的設(shè)計(jì)。滾筒模型見下圖，筒體設(shè)計(jì)時(shí)添加了加強(qiáng)筋。初始設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖示結(jié)果表明無論是最大應(yīng)力（25MPa）還是最大變形（0.14mm）均遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)安全限，即說明初始設(shè)計(jì)沒有充分利用材料性能，可做進(jìn)一步優(yōu)化。這個(gè)時(shí)候的筒皮厚度是38mm，自重7080kg。經(jīng)過對(duì)筒皮厚度，筋板位置，兩側(cè)輪轂尺寸的調(diào)整，優(yōu)化結(jié)果如下從結(jié)果圖可以看出，當(dāng)筒皮厚度等尺寸參數(shù)減小，滾筒的性

2、能可以保持在安全限一下。雖然因筒皮厚度減小引起的最大應(yīng)力增大了很多（71MPa），但只是在加強(qiáng)筋上。筒皮、幅板及輪轂的應(yīng)力均在30MPa以下，滾筒最大變形量0.35mm(D/3000)。此時(shí)筒體厚度為26mm，自重5445kg，相當(dāng)于初始方案77%。此案例成功的關(guān)鍵在于降低筒皮厚度帶來的好處，卷板機(jī)可以采用更小型號(hào)，筒體兩側(cè)的埋弧焊可以節(jié)省用時(shí)2小時(shí)（大型滾筒焊接通常需要6小時(shí)），焊接缺陷出現(xiàn)的概率也降低了。注：作者長(zhǎng)期從事大型輸送機(jī)機(jī)械的總體方案設(shè)計(jì)及理論計(jì)算，擅長(zhǎng)3D建模，工程出圖及有限元分析，歡迎來電洽談合作，結(jié)交朋友，共鑄輝煌！聯(lián)系人：廖生（手郵箱beltec

3、h,beltech）一種典型承載托輥架的設(shè)計(jì)及有限元分析該托輥架主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：輸送機(jī)帶寬1800mm，設(shè)計(jì)運(yùn)量為11200t/h，帶速3.8m/s，輥?zhàn)又睆?03mm，軸徑50mm，托輥組間距1000mm，輸送物料為鐵礦石，側(cè)輥前傾1.5，托輥架橫梁變形不大于L/500。模型如下圖示： 圖1 圖2本案例中為減少材料的使用達(dá)到降低成本的目的，托輥架的邊支柱選用壓型件（批量生產(chǎn)時(shí)使用），橫梁選用管件。為方便制造，中支柱采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)以確保邊支柱只用一具壓型模具。因各零件通過焊接連接，裝配體間的零部件接觸取“接合”（關(guān)于請(qǐng)定義參看solidworks幫助文件）類型，經(jīng)網(wǎng)格劃分后如下圖示，： 圖3 有限元網(wǎng)格 圖4 局部網(wǎng)格經(jīng)多次計(jì)算及校對(duì)其計(jì)算結(jié)果如下： 圖5 mises云圖（顯示橫梁中部及邊支柱根部有較大應(yīng)力，最大應(yīng)力118.5MPa，在材料安全范圍內(nèi)） 圖5 合位移圖 （顯示最大位移發(fā)生在中支柱上，各構(gòu)件變形均在許用范圍內(nèi)）另外，給出相同受載情況下去掉斜拉筋時(shí)的變形供大家參考 圖6 合位移圖 （從圖中可以看出，去掉斜拉筋后零件的變形量增大了一倍還多，建議加如斜拉筋）綜合以上分析結(jié)果，本文所設(shè)計(jì)的托輥架結(jié)構(gòu)滿足使用要求，并已投入實(shí)際應(yīng)用。此外，該結(jié)構(gòu)自身總重54.5kg，相當(dāng)于傳