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传动滚筒焊接技术及有限元模型剖析?

文章出处: 人气:发表时间:2020-09-09
      传动滚筒次要由筒体、筒毂和滚筒轴组成,其中筒体资料Q345B,屈服极限345MPa;筒毂资料ZG230—450,屈服强度是230MPa,抗拉强度是450MPa;滚筒轴资料37SiMn2MoV,屈服极限835MPa,抗拉强度是980MPa。依照弹性模量E=2000MPa,泊松比μ=0.3,分别为筒体、筒毂和滚筒轴赋给资料属性。


      (2)资料属性
      fθ=μPθ=2 F2eμθ/BD
      式中B——保送带宽度,m;
      D——滚筒外径,m。
      传动滚筒简单的应力散布情况和变形机理,是形成滚筒设计艰巨的最次要的缘由。使用ABAQUS软件对剪板机刀片传动滚筒在失常运转工况及逆止工况停止三维有限元静力剖析,得出了滚筒的交变应力散布规律,并可应用有限元计算后果,找出设计中的薄弱环节。钻研表明:滚筒筒毂与筒体相连焊接地位控制在总长的12%~17%比较正当,为滚筒的设计提供了根据。

      μ——保送带与滚筒问摩擦系数;
      (3)网格划分

图1  传动滚筒张力示用意

      Pθ=2 Fθ/BD=2 F2eμθ/BD

      1、传动滚筒受力剖析

      2、传动滚筒有限元模型
      θ——从b点算起的弧度,rad;
      传动滚筒在θ处单位外表所受的正压力Pθ和单位外表所受的摩擦力fθ分别为:

      传动滚筒除了遭到重力和扭矩外,还遭到保送带张力。出于滚筒强度校核的目标,此处假定滚筒满负荷运行,即滚筒上保送带张力不存在运动弧,滑动弧占满整个围包角。保送带对滚筒筒体的张力如图1所示,在包角α范围内,依据弹性体欧拉公式有下式成立:
      因为对传动滚筒建设三维有限元模型构造较为简单,应采取相应的措施停止简化,如疏忽小的圆角、倒角、轴颈,将轴承座对滚筒的解放视为简支梁解放等,简化后的传动滚筒构造图如图2所示。

      (1)几何参数
      式中 F2——保送带松处的张力,N;
      Fθ=F2eμθ
图2  传动滚筒构造图

-11-6 11:22:39     

      Fθ——θ处保送带所受张力,N。
      在网格划分模块中,将全局种子数设置为15,并采用精度高的二次减缩积分C3D20R单元类型,有效的避免了沙漏成绩。
a一胀套间距;b一筒体长度;c一轴承间距;d一轴总长度;e一轴端长度;f一筒毂宽度;g一胀套宽度;h一轴端外径;i一胀套内径;j一筒体外径;k一简体壁厚

     剪板机刀片是以保送带兼作牵引机构和承载机构的延续滚剪机刀片械,对零部件设计的要求很高。传动滚筒是剪板机刀片的次要传动部件,传动滚筒把剪板机刀片主电机强大扭矩传至保送带,拖动负载,完成运输,其可靠性和利用寿命重大影响着滚剪机刀片的功能。目前,传动滚筒少数采用焊接方法制作,次要构造普通分为筒体、筒毂、滚筒轴等。在剪板机刀片失常工作中,传动滚筒遭到圆周方向剪切力和交变循环径向拉应力、压应力的作用,焊接地位中裂纹极易扩充,导致疲劳毁坏,引发滚筒失效。因此,对传动滚筒焊接地位的设计显得尤为重要。

 

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