带式输送机传动滚筒的设计与计算

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带式输送机传动滚筒的设计与计算带式输送机在港口、 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， 可将滚椭为轻型滚筒、 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， 本文将采用我公司为某矿设计的传动滚筒的实例对中
型滚筒和重型滚筒的设计计算加以说明。
-、 原始参数
滚筒合张力 260KN、扭矩 40KN·m、滚筒直径 φ 1000㎜， 带宽
2200mm
二、 结构简图
三、 选择材料
采用 45# 钢， 调质处理， 机械性能为:
抗拉强度 σ b580 MPa 屈服点 σ s290 Mpa
弯曲疲劳极限 σ - 1235 Mpa 扭转疲劳极限 τ - 1135 MPa
许用静应力 σ 1p238 MPa ，许用疲劳应力 σ - 1p165 MPa
四、 初选轴径
1.确定轴伸直径， 按扭转强度计算
轴伸直径 d17.2 T
τ p
3
轴传递的扭矩 T40 kN ·m 40000 N ·m
轴的许用扭矩剪应力 τ p35 MPa
d117.2 40000
35
3
180㎜
根据结构要求取轴伸直径 180㎜
2.确定胀套处轴径
按弯扭合成强度计算轴径
d21.68 M2
(ψ T)
2
σ - 1p
3
轴在胀套处所受弯矩 M52000 N·m， 轴在胀套处所受扭矩 T
40000 N ·m
校正系数对于单向旋转 ψ 0.7
轴径 d221.68 520002
(0.7× 40000)
2
170
3
153㎜
根据结构要求取 d2240㎜
轴的结构尺寸如下图
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
Sσ σ - 1
Kσ
β ε σ
σ aψ σ σ m
仅考虑扭矩作用时的安全系数
Sτ τ - 1
Kτ
β ε τ
τ aψ τ τ m
弯曲时的有效应力集中系数 Kσ 1.52
扭转时的有效应力集中系数 Kτ 1.57
轴表面质量系数 β 0.9
弯曲时的尺寸影响系数 ε σ 0.6
扭转时的尺寸影响系数 ε τ 0.6
材料拉伸的平均应力折算系数 ψ σ 0.34
材料扭转的平均应力折算系数 ψ τ 0.21
d2240㎜处的抗弯截面模数 Zπ d3
2
32
3.14× 243
32
1356.5cm3
抗扭截面模数 Zpπ d3
2
16
2Z2713cm3
对称循环弯曲应力的应力幅 σ a M
Z
52000
1356.5
38.3MPa
脉动循环扭转应力应力幅 τ a T
2ZP
40000
2× 2713
7.4MPa
脉动循环扭转应力平均应力 τ mτ a7.4MPa
仅考虑弯矩作用时的安全系数:
Sσ σ - 1
Kσ
β ε σ
σ α ψ σ σ m
235
1.52
0.9× 0.6
× 38.30.32× 0
2.18
仅考虑扭矩作用时的安全系数:
Sτ τ - 1
Kτ
β ε τ
× τ α ψ τ × τ m
135
1.57
0.9× 0.6
× 7.40.21× 7.4
5.85
安全系数 S Sσ ·Sτ
Sσ 2
Sτ 2
2.18× 5.85
2.182
5.852
2.04 (下转第 534 页)
带式输送机传动滚筒的设计与计算
蔡勇雁
(兖州矿业集团大陆机械有限公司 山东 兖州 272109)
摘要: 针对带式输送机传动滚筒的计算进行了详细的说明。
关键词: 带式输送机; 传动滚筒; 计算
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