总第 223 期2021 年第 11 期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 223No.l 1,2021机械分析与设计i.cnl4-1134/th.2021. 11.050矿用带式输送机滚筒及轴结构的性能研究刘鑫（ 晋能控股装备制造集团大同机电装备科大机械有限公司 ，山西大同 037000 ）摘要:针对 DTIIA 型矿用带式输送机中滚筒及轴在使用中出现的结构失效问题 ， 釆用成熟的有限元分析方 法 ， 开展了滚筒及轴在预紧力及预紧力与外载荷共同作用工况下的结构性能研究 ， 得出滚筒及轴的左右胀套 与轴接触区域 、 滚筒外壳等区域是整个结构的薄弱区域 ， 并...

  总第 223 期2021 年第 11 期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 223No.l 1,2021机械分析与设计 DOI:10.16525/j.cnki.cnl4-1134/th.2021. 11.050矿用带式输送机滚筒及轴结构的性能研究刘鑫（ 晋能控股装备制造集团大同机电装备科大机械有限公司 ，山西大同 037000 ）摘要:针对 DTIIA 型矿用带式输送机中滚筒及轴在使用中出现的结构失效问题 ， 釆用成熟的有限元分析方 法 ， 开展了滚筒及轴在预紧力及预紧力与外载荷共同作用工况下的结构性能研究 ， 得出滚筒及轴的左右胀套 与轴接触区域 、 滚筒外壳等区域是整个结构的薄弱区域 ， 并掌握了其结构的变化规律 ， 从结构尺寸 、 材料等方 面提出了滚筒及轴的结构优化改进措施 。关键词 ： 带式输送机 滚筒 轴结构 性能中图分类号: TH222 文献标识码: A 文章编号: 1 003-773X （ 2021 ） 11 -0117-03引言煤矿资源作为推动国家经济加快速度进行发展的重要能 源之一 ， 不断加大对煤矿资源的开采力度 ， 已成为当 前政府及企业的重点任务 。 带式输送机则是煤矿生 产中的关键设备之一 ， 保证其高效 、 安全运作 ， 则是 提高煤矿开采量的关键山 。 带式输送机中的滚筒及 轴作为设备中的重要部件 ， 由于经常会出现超负荷 及粉煤灰 、 碎石的夹杂 , 导致其部件在井下长时间的 作业过程中常常会出现滚筒外壳变形严重 、 局部开裂 、 胀套及轴承磨损严重等问题 。 滚筒一旦失效,轻则影 响煤矿的正常运输开采 ， 重则引起相对的安全生产 事故 。 逐步的提升滚筒及轴的结构强度,保证各部件的 安全运行显得十分重要囱 。 为此 ， 利用当前成熟的有 限元分析方法 , 通过建立滚筒及轴的结构模型 ， 开展 了其在不同工况下的结构性能研究 ， 找到了其结构 性能变化规律 ， 这对提高设备的常规使用的寿命及作业效 率起到了重要支撑作用 。1 带式输送机结构特点矿用带式输送机一般根据作用 、 表面包胶形式 、 承载能力进行划分 ， 根据滚筒在运送过程中的作用 进行分类 ， 可将其划分为传动滚筒和改向滚筒两种 类型 。 其结构最重要的包含驱动电机 、 皮带 、 滚筒及轴 、 支 架等 ， 利用驱动电机输岀的旋转扭矩带动皮带运转 ， 实现皮带上不同重量及大小的煤块运输间 。 输送机 在作业时经常会出现电机因超负荷作业而出现烧坏 故障 、 皮带磨损严重 、 皮带开裂 、 滚筒严重变形 、 滚筒 轴断裂等故障类型 , 这些故障的发生 , 将直接引发设 备岀现停机维修状态 。 其中 ， 滚筒是带式输送机上的 核心部件之一 ， 其结构最重要的包含筒壳 、 轮毂 、 辐板 、 滚 收稿日期 :2021-06-07 作者简介 ： 刘鑫 （ 1993 ） , 女 ， 山西天镇人 ， 毕业于辽宁工程技 术大学机械设计制造及其自动化专业 ， 本科 ， 助理工程师 ， 从 事生产技术工作 。筒轴等 ， 各部件之间通过焊接及间隙配合的方式进 行连接⑷ 。 逐步的提升滚筒及轴在使用的过程中的结构性 能,降低其结构发生的故障概率 ， 已成为当前提高带 式输送机综合性能的重要任务之一 。2 滚筒及轴模型建立 2.1 三维模型建立根据 DTIIA 型矿用带式输送机的结构性能特 点 ， 采用 SOLIDWORKS 软件对滚筒及轴进行三维模 型建立 。 在建模过程中主要是采用旋转功能及拉伸功 能 , 建立了滚筒中外壳 、 左右轮毂及筋板 、 外胀套 、 阶 梯轴等特征在内的三维模型 ， 为实现滚筒的轻量化 设计 ， 在轮毂及筋板上还设计了减轻孔同 。 为防止模 型上的圆角 、 倒角等对仿真结果的影响 ， 在模型中对 这些特征进行了简化 ， 仅保留了滚筒及轴上的关键 特点 。 由此 ， 完成了带式输送机中滚筒及轴的三维模 型建立 ， 如图 1 所示 。2.2 仿真模型建立在建立了滚筒及轴的三维模型后 ， 采用 ABAQUS 软件 ， 对滚筒及轴进行了仿真模型建立 。 在 软件中 ， 将其设置为实体类型 ， 根据软件功能 ， 对模 型进行了装配及定位 。 同时 ， 将滚筒及轴的材料设置 为 Q235 叫其材料的屈服强度为 235 MPa 、 弹性模量 为 206 GPa o 模型的仿线 s, 仿线 s, 并对模型进行了应力参数及位移参数设置 。 采用实体单位类型 , 利用四面体网格类型 , 对模型进 行了网格划分 ， 网格大小设置为 10 mm o 另外 ， 对轴