转轴强度计算在传动滚筒中的应用

【摘要】介绍了在带式输送机上传动滚筒转轴强度计算的应用过程，探讨了强度计算过程中的参数选择、张紧力的计算方法、传动滚筒的主要受力形式与大小的确定。

【关键词】 带式输送机；传动滚筒轴；张紧力；受力形式

中图分类号: TD421文献标识码：A文章编号：

带式输送机传动是靠输送带作用于传动滚筒上的张力产生的摩擦力，带动输送带上的物料进行输送。传动滚筒轴则主要承受由张力产生的弯矩和带动滚筒旋转的扭矩。若在使用过程中发生断裂或其它形式的失效，更换不便，对生产不利，甚至严重影响生产。所以，在投入使用前，就应充分考虑各种影响对轴进行强度计算与校核，确定一个合理的尺寸。现以鑫晟煤矿排矸系统中的5#带式输送机为例，就传动滚筒轴的应用计算过程做简要介绍。

1 5#带式输送机各项参数如下

1.1基本参数

运量：Q=200t/h；

带速：V=1.6m/s；

输送机长：L=33.46m；

输送机倾角：δ=0°；

带宽：B=1000mm；

原煤粒度：α=0～200mm。

1.2选定参数

托辊直径：Φ=133mm；

上托辊质量：qRO =19.19kg/m；

下托辊质量：qRU =7.09kg/m；

托辊槽角：λ=35°；

上托辊间距：a0=1.2m；

下托辊间距：au=3m；

输送带质量：qB=14.2kg/m；

传动滚筒围包角：φ=190°；

输送带与滚筒摩擦系数：μ=0.3；

启动系数：KA=1.5；

模拟摩擦系数：f=0.03。

2 由以上参数经计算确定驱动部分参数

电机功率：PM=7.9kW，选用电机额定功率：Pe=15kW；

减速器速比：i=30.49，取公称速比：ie=31.5；

电机至传动滚筒的传动效率η=0.78。

3 传动系统（图1）各特性点张力值

图1 传动系统图

根据输送带工作时不打滑及下垂度条件，确定回程带最小张力。再由逐点张力法求出其余各特性点。由此可得：S1=5224N，S2=5824N，S3=5940N，S4=7042N，S5=7324N，S6=8674N。

4 传动滚筒轴的计算

由传动滚筒所受合力：F合=13898N；

传动滚筒轮毂中心至轴承座中心距：a=284mm。

按弯矩合成强度计算危险截面：

M=×F合•a=1973.52N

T=Te•i•η=2378.4N（Te―电机扭矩）

轴材料选用45#，调质处理，考虑到安装产生的误差，按对称循环应力计算：

D min =80.2mm

因在轴上开槽d min增大7%，可得d min =86mm，取标准值d=90mm

传动滚筒轴伸部分：ζ=T/W≤[ζ]，则

考虑到安装误差产生的弯矩，取[ζ]=30MPa，则d min=58.3mm轴伸上开键槽 则d min=58.3×(1+0.07)=62.4mm，取标准值d=80mm。

5 结 语

综上所述，以鑫晟煤矿排矸系统中5输送机为例介绍了传动滚筒轴的计算过程，确定最终尺寸。经验证，该设计能够满足使用要求，其主要目的是通过一般计算方法，对普通带式输送机的零部件进行优化，并对其它零部件的选型提供了思路。

参考文献：

[1]DTII（A）型带式输送机设计手册.北京：冶金工业出版社，2003

[2]吴宗泽.机械设计手册.北京：机械工业出版社，2006

作者简介：徐李星（1984― ），男，助理工程师。毕业于贵州大学机械设计制造及其自动化专业，现水矿集团机械制造分公司长期从事技术与计划工作。