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滚筒应力与形变的主要计算方法有哪些?

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滚筒是带式输送机的首要部件,分为传动滚筒、改向滚筒、张紧滚筒和增面滚筒。大型带式输送机的输送带张力可高达几百万牛,滚筒接受着非常大的合张力和转矩,通常选用铸焊结构 (即铸造的辐板与轮毂集成的端盘和筒壳焊接),近年来开始选用模锻的端盘与筒壳焊接,滚筒轴与端盘经过胀套胀紧联接,轴两头一般由调心滚子轴承支撑。滚筒的失效方式首要包含轴的开裂、胀套松动、筒壳摩损和焊缝开裂等。这些失效方式的发生与材料、制作装置精度等要素有关,而降低滚筒的最大应力是进步滚筒寿数与可靠性的首要途径。
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  滚筒应力与形变的首要核算办法有经典的弹性力学和材料力学办法、有限元办法,以及改善的传递矩阵办法。滚筒虽归于轴对称结构,但接受载荷是非轴对称的。Lange将滚筒分解为几个简化的构件,树立平衡微分方程,对每个构件别离求解,但只描绘了孤立构件的状况,没有考虑辐板与轮毂、辐板与筒壳联接处由相互效果而发生的影响,得到的解是近似的;LU 和殷际英等人别离依据圆柱壳理论,树立两头简支的力学模型,将位移函数展开成两层傅氏级数的方式,推导出在只要径向载荷效果下壳体表里外表的应力解析解;Linder选用有限元法得到了滚筒各特征点处应力状况,其核算成果与 Lange 在筒壳中部的应力成果共同;于忠升选用有限元的半解析法对带式输送机的传动滚筒进行核算,将载荷展成傅氏级数,别离对级数中各项的位移求出有限元解,经过叠加得出总位移和应力;Prasad 等人同样经过半解析法将周向载荷展成傅氏级数,将三维问题转化成二维轴对称问题,得到滚筒应力和变形;Ravikumar 等人剖析了载荷在传动滚筒和改向滚筒上的散布,经过有限元法研讨滚筒应力和变形以及辐板上的应力特性;Das 等人研讨了带式输送机传动滚筒上输送带张力散布下的筒壳应力和位移,可是滚筒轴向的输送带应力是按均匀散布考虑的;Qiu提出的改善传递矩阵法,是将滚筒的轮毂、辐板、筒壳及轴各部分所树立的单元刚度矩阵合成为滚筒的全体刚度矩阵,利用求得的节点位移和传递矩阵求出各位置的应力。该办法得到的滚筒在各特征点处的应力状况与有限元剖析成果相近,与 Lange 的核算成果相比,只要在筒壳中部应力状况相同,在其他区域,如辐板和筒壳联接处的核算成果差异较大。而选用有限元办法可以对滚筒全体建模,并将滚筒不同构件间的相互影响考虑进去,且载荷加载时可直接加到滚筒各节点上,完成对滚筒全体的受力与形变剖析,便利研讨滚筒各参数对其应力的影响。