基于SolidWorks的带式输送机传动机架的结构强度分析

0 引言

    带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作的运输机械，它在矿井地面和井下运输中得到了非常广泛的应用。

    机架是带式输送机的重要部件之一，用于支撑滚筒及承受输送带张力。目前，中小型带式输送机机架的选型已经实现标准化，但大型机架选型结果与工程实际仍有一定的差距。对于承受较大力的机架，主要凭经验公式设计，增大安全系数。这种方法虽然使机架的安全可靠性得到提高，但是往往造成了材料的浪费以及大型工件加工难度的增加。随着煤炭工业的迅速发展，矿井运输量日益增大，矿用带式输送机技术的发展向高输送速度、大输送量、长输送距离的方向发展，对机架的设计也提出了越来越高的要求。本文采用建立机架模型，进行网格划分并施加应力，找出应力分布规律，对进一步分析机架的应力状况、改进机架的设计具有很好的指导作用。

1 传动滚筒机架模型的建立

    本文所选带式输送机的主要技术参数为：功率200kW，名义长度L=2250m，带宽B=1000m，带速v=3.15m/s，输送量Q=800t/h，倾角a=0，提升高度H=0。

    根据选型手册，04机架设在下分支，可用于单滚筒传动，也可以用于双滚筒传动（两组机架配套使用，本设计采用此种设计结构），围包角大于或者等于2000。利用三维实体建模软件首先建立传动机架的三维实体模型，如图1所示。

    图1 传动机架三维实体模型

    整个传动机架采用槽钢和钢板组焊而成，机架的材料特性为：Ex=2.1×106MPa，泊松比μ=0.28，许用应力[δ]=150MPa。

2 载荷的分析与计算

    带式输送机传动机架的受力分析如图2所示。

    图2 传动机架的受力分析

    经分析得，传动机架的轴承座所受到的力为传动滚筒以及改向滚筒所施加的力，传动滚筒以及改向滚筒所受到的力为输送带的张力和滚筒自身的重力。

    结合DTⅡ带式输送机的工作特点，线路布置如图3所示。

    图3 输送机布置简图

    带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦来传递动力，也就是以挠性体与圆柱体之间的摩擦理论为基础的，这个理论可用欧拉公式表达。