皮带输送机托辊的可靠性设计与有限元分析

• 作 者: 苏海滨
• 机 构: 青岛理工大学
• 出 处: 青岛理工大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 带式输送机 托辊结构 弹流润滑 机械设计

托辊是影响带式输送机使用效果的关键部件之一，约占整机重量的30％～40％，占整机价格的5％～30％。在带式输送机中，托辊用于支承输送带和货载，并且保证输送带的垂度在设计限定的范围内。在带式输送机的设计中，托辊的选择和选用数量对于带式输送机的正常使用、稳定运行、维护费用、功率消耗、整机价格有重要影响。托辊的失效往往造成停产检修，使企业遭受很大的经济损失，因此，针对现有托辊存在的问题对托辊进行可靠性设计和有限元分析，研究其失效机理，建立失效故障树，并分析其组件在工作条件下的应力应变的特点，对于改进其结构减轻重量及提高其工作寿命是很有意义的。本文主要作了以下工作：　　
⑴对托辊装置进行了结构分析与设计，分析了托辊运行过程中各结构的受力状况，对托辊进行了结构设计，并重点对托辊所受载荷进行了计算，包括托辊的辊径的选择计算，承载能力计算。　　
⑵通过分析托辊失效的各种机理，并对各种故障形式进行失效分析，通过使用故障树诊断法对托辊轴承进行失效的定性分析和失效的定量分析，判断出托辊轴承失效的各种故障形式。　　
⑶通过Pro/E建立托辊的几何模型，然后将建好的几何模型通过ANSYS与Pro/E之间的无缝连接导入ANSYS中进行有限元分析，输出分析结果，并进行相应的应力应变分析。　　
⑷在不考虑温度效应的牛顿流体基础上，建立了托辊轴承线接触弹流润滑的数学模型。论述了多重网格方法的基本原理，并采用多重网格法求解了弹流润滑方程组，得到了数值计算结果。