帶式輸送機滾筒結構的受力及安全性分析

曹 宇

（晉能控股煤業集團云崗礦，山西 大同 037000）

引言

帶式輸送機是煤礦井下進行物料輸送的重要設備，具有結構簡單、穩定性高、輸送效率高等優點，在煤礦、港口、礦山開采中得到廣泛的應用。滾筒作為帶式輸送機的主要結構，在工作過程中承受較大的載荷作用，特別是傳動滾筒[1]，對輸送帶進行驅動扭矩的傳遞，且受到輸送帶交變載荷的影響，在長期的使用中容易產生疲勞損傷[2]。傳動滾筒是出現故障較多的零部件，因此對傳動滾筒的受力及安全性進行分析[3]，是提高帶式輸送機整體使用性能的重要步驟，為帶式輸送機的穩定運行提供保障。

1 帶式輸送機滾筒結構分析模型的建立

對帶式輸送機的滾筒進行分析，以DTL120 型帶式輸送機為例，結構主要包括驅動裝置、傳動裝置、驅動滾筒、改向滾筒及輸送帶等。傳動滾筒的結構主要包括傳動軸、軸承、筒體、輪轂、輻板及脹套等[4]。采用三維建模軟件SolidWorks 建立傳動滾筒的三維模型，對模型進行一定的簡化處理，忽略滾筒的細小結構[5]，其中傳動軸長度為1 600 mm、直徑為120 mm，筒體的寬度為1 200 mm、直徑為500 mm，筒體的厚度采用10 mm。

將傳動滾筒的三維模型導入到有限元分析軟件ANSYS 中進行有限元模型的設定[6]，設定傳動軸采用45 號鋼，其彈性模量為193 GPa、泊松比為0.28、屈服強度為355 MPa；滾筒筒體采用Q235A，其彈性模量為200 GPa、泊松比為0.29、屈服強度為235 MPa；輻板及輪轂采用ZG230-450 鑄造碳鋼，其彈性模量為207 GPa、泊松比為0.28、屈服強度為230 MPa[7]，得到傳動滾筒的有限元模型如圖1 所示。

圖1 傳動滾筒的有限元模型