基于SolidWorks的带式输送机传动机架的结构强度分析

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带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的-种连续动作的运输机械，它在矿井地面和井下运输中得到了非常广泛的应用。

机架是带式输送机的重要部件之-，用于支撑滚筒及承受输送带张力。目前，中小型带式输送机机架的选型已经实现标准化，但大型机架选型结果与工程实际仍有-定的差距。对于承受较大力的机架，主要凭经验公式设计，增大安全系数。这种方法虽然使机架的安全可靠性得到提高，但是往往造成了材料的浪费以及大型工件加工难度的增加。随着煤炭工业的迅速发展，矿井运输量日益增大，矿用带式输送机技术的发展向高输送速度、大输送量、长输送距离的方向发展，对机架的设计也提出了越来越高的要求。本文采用SolidWorks软件建立机架模型，进行网格划分并施加应力，找出应力分布规律，对进-步分析机架的应力状况、改进机架的设计具有很好 的指导作用。

1 传动滚筒机架模型的建立本文所选带式输送机的主要技术参数为：功率200 kW，名义长度L2 250 m，带宽B1 000《起重运输机械》 2013(2)m，带速 3.15 m/s，输送量 Q800 t/h，倾角O/0，提升高度 H0。

根据选型手册，04机架设在下分支，可用于单滚筒传动，也可以用于双滚筒传动 (两组机架配套使用 ，本设计采用此种设计结构)，围包角大于或者等于200。。利用三维实体建模软件 Solid-Works首先建立传动机架的三维实体模型，如图1所示 。

图1 传动机架三维实体模型整个传动机架采用槽钢和钢板组焊而成，机架的材料特性为：E 2.1×10 MPa，泊松比 0.28，许用应力[8]：150 MPa。

- 69 - 2 载荷的分析与计算带式输送机传动机架的受力分析如图2所示。

1/ FI≤ 蓬 · J/( 20L -Il图2 传动机架的受力分析经分析得，传动机架的轴承座所受传动滚筒以及改向滚筒所施加的力，传及改向滚筒所受到的力为输送带的张力身的重力。

2.1 输送带的张力计算结合 DT I带式输送机的工作特点，如图3所示。

到的力为动滚筒以和滚筒自系，将上式改成S 5l式中： 为滚筒与输送带间的摩擦因数，e为自然对数的底。

图4 带式输送机原理图在实际应用中，为使带式输送机安全可靠地运行，应给摩擦牵引力留有-定的余量，据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力为S Sl(1 - It)式中： 为摩擦力备用系数，-般取 凡1·15～ 1.20。

按摩擦条件确定的7点张力值S7140 242.96 N即图2中F2F 140 242.96 N根据公式 S ：s 以及张力增大系数 K1.04.采用逐点张力法，经计算得图2中的张力值线路布置 F、：130 762.94 N，F321 471.14 N。

因此，改向滚筒所受输送带总张力为 F 十Fz图3 输送机布置简图带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦来传递动力，也就是以挠性体与圆柱体之的摩擦理论为基础 的，这个理论可用欧拉公式表如图4所示的带式输送机，输送带在驱动滚筒上的围包角为 ，输送机按图示方向运动。设输送带与驱动滚筒相遇点4处的张力为S ，分离点的张力为S ，根据欧拉公式S ≤S， ，当输送带在分离点l的张力为S 时，由于滚筒与输送带间相遇点需要的张力大于 s 。驱动滚筒将因摩擦力不足而在输送带上空转。为了明确表示上述关- 70 - ：130 762.94140 242.96271 005·9 N。

即机架所受输送带的张力大小为271 005·9 N，方向为水平向左；传动滚筒所受输送带总张力为， F3：140 242.9621 471.，14161 714·10 N，2 L 3 -即机架所受输送带的张力大小为1 61 714·10 N，方向为水平向右。

2.2 滚筒质量大小的确定经分析选型，选择传动滚筒型号为 DTⅡO4A7163S，滚筒质量为 1 651 kg；选择改向滚筒型号为 DT]104137142，滚筒质量为 1 280 kg。

3 施加载荷并进行网格划分支架的底部采用螺栓与地基连接或直接与地板焊接，支架的3个方向的位移自由度都被约束。

在支架的轴承座孔上按照上述计算的数值和方向施加载荷。图5所示为传动支架的实体网格划分图。