1、傳動滾筒受力分析
傳動滾筒除了受到重力和扭矩外，還受到輸送帶張力。出于滾筒強度校核的目的，此處假設(shè)滾筒滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，即滾筒上輸送帶張力不存在靜止弧，滑動弧占滿整個圍包角。輸送帶對滾筒筒體的張力如圖1所示，在包角a范圍內(nèi)，根據(jù)彈性體歐拉公式有下式成立：
2、傳動滾筒有限元模型
2.1幾何參數(shù)
由于對傳動滾筒建立三維有限元模型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行簡化，如忽略小的圓角、倒角、軸頸，將軸承座對滾筒的約束視為簡支梁約束等，簡化后的傳動滾筒結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
2.2材料屬性
傳動滾筒主要由簡體、筒轂和滾筒軸組成，其中筒體材料Q345B，屈服極限345MPa；筒轂材料ZG230 -450，屈服強度是230MPa，抗拉強度是450MPa;滾筒軸材料37SiMn2MoV，屈服極限835MPa，抗拉強度是980MPa。按照彈性模量E= 210000MPa，泊松比u=0.3，分別為簡體、筒轂和滾筒軸賦給材料屬性。
2.3網(wǎng)格劃分
在網(wǎng)格劃分模塊中，將全局種子數(shù)設(shè)置為15，并采用精度高的二次減縮積分C3 D2(}R單元類型，有效的避免了沙漏問題，傳動滾筒網(wǎng)格劃分圖如圖3所示。
3、實例分析
3.1已知條件
以1m、1.2m和1.4m傳動滾筒為例，根據(jù)傳動滾筒的受力情況，運用ABAQUS軟件進(jìn)行有限元分析。分析滾筒在軸線方向的應(yīng)力分布規(guī)律。其中，傳動滾筒的載荷參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)輸入見表l。
3.2結(jié)果分析
在ABAQUS/standard求解器中，進(jìn)行力學(xué)分析，分別得到1m、1.2m和1.4m傳動滾筒軸向應(yīng)力分布如圖4．應(yīng)力都符合對稱分布規(guī)律。從圖4中可以看出三種滾筒分別在±383mm、t483mm和±614rnm處出現(xiàn)最小應(yīng)力，分別占簡體總長度的66. 6%、70. 25%和76. 75%。
4、結(jié)語
傳動滾筒復(fù)雜的應(yīng)力分布情況和變形機(jī)理，是造成滾筒設(shè)計困難的最主要的原因。文章運用ABAQUS軟件對帶式輸送機(jī)傳動滾筒在正常運行工況及逆止工況進(jìn)行三維有限元靜力分析，得出了滾筒的交變應(yīng)力分布規(guī)律，并可利用有限元計算結(jié)果，找出設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)。研究表明：滾筒筒轂與簡體相連焊接位置控制在總長的12%~17%此較合理，為滾筒的設(shè)計提供了依據(jù)。
