本文首先对现有重型滚筒和新型重型滚筒的结构和特点进行了介绍,接着使用Solid works软件对新型滚筒进行建模,运用COSMOSX press对新型滚筒的主要部件进行了有限元分析并进行了校核。根据校核结果和实际使用情况对轴座做了优化。

### 带式输送机特大重型滚筒设计的关键知识点 #### 一、滚筒失效分析 ##### 1.1 滚筒失效形式 - **裂纹**：焊接滚筒的裂纹主要出现在辐板与轮毂以及轮毂与筒体的连接处；而铸焊滚筒的裂纹则更多地出现在轮毂与筒体的焊接处。 - **局部变形过大**：通常发生在筒体的中部，表现为筒体中部塌陷。 - **压裂**：在长期承受较大的比压作用下，滚筒可能会发生压裂破坏。 - **胀套损坏**：连接螺栓可能被剪断或弯曲变形过大。 ##### 1.2 滚筒失效产生的原因 - **理论计算不符合实际情况**：设计时所采用的理论模型与实际工作条件不符。 - **原材料缺陷**：比如内部裂纹等问题。 - **结构不合理**：如过渡部分刚度相差过大，导致应力集中。 - **焊接工艺不当**：焊接处未清洁干净或其他焊接问题。 - **使用不当**：包括过载运行或启动时加速过大等。 - **未进行适当的热处理**：焊后未及时进行热处理会导致焊接残余应力过大。 #### 二、重型滚筒结构设计 ##### 2.1 铸焊结构 - **特点**：为减少焊缝破裂的几率，特大重型滚筒多采用铸焊结构。铸焊结构的滚筒，应力最大的轮辐和轮毂为整体铸件。 - **结构形式**：文中提到了两种典型结构形式，其中图2所示的形式更为优选，因为它保证了筒体外表面没有焊缝，极大程度上消除了筒体外表面焊缝破裂的风险，从而提高了滚筒的承载能力。 ##### 2.2 胀套连接 - **原理**：胀套联结是通过高强度螺栓的作用，使内环与轴之间、胀套外环与轮毂之间能够产生巨大的抱紧力，进而传递扭矩。 - **优点**： - **使用寿命长**：依靠摩擦传动，对被联结件没有键槽削弱。 - **定位精度高**：能够传递力矩均匀，轴受力合理。 - **装配简单**：轴向定位可调整，拆装维修方便。 - **超载保护**：在超载情况下，胀套会失去联结作用，保护设备不受损害。 - **易于拆卸和互换**：拆卸方便，具有良好的互换性。 ##### 2.3 滚筒轴设计计算 - **材料选择**：滚筒轴选用37SiMn2MoV材料，并进行调质处理，其抗拉强度σb=1000MPa，屈服点σs=850MPa。 - **轴径计算**：根据不同的计算方法（如电动机功率计算、制动工况考虑以及弯扭合成强度计算）得出轴伸处的直径分别为310mm、321mm等不同数值。这些计算确保了轴在承受各种工况下的安全性。 带式输送机特大重型滚筒的设计涉及到多个方面的综合考量，包括滚筒失效的原因分析、合理的结构设计（尤其是铸焊结构的选择和胀套连接的应用）、以及精确的轴设计计算。通过对这些关键因素的深入理解和应用，可以有效提升滚筒的稳定性和使用寿命，从而保障整个带式输送机系统的高效运行。