刮板输送机联接罩筒的计算和分析
2014-08-28谢地文卫星
谢地+文卫星
摘 要：联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备传动装置中起着重要的联接作用。但是，在实际设计过程中，由于其外形和受力情况较为复杂，并没有对其进行计算，而是根据以往经验在以前用过的联接罩筒的尺寸上进行类比，然后在其基础上加长或加厚，这样势必会造成一定的浪费，同时，也不能具体量化联接罩的性能。以某型号刮板输送机传动装置中的联结罩筒为例，根据其两边受力情况，对其整体的强度、刚度和焊缝寿命以及局部稳定性方面的计算方法进行梳理，并根据受力情况建立有限元模型，将计算结果进行分析和比较。
关键词：刮板机输送机；联接罩筒；强度；局部稳定性计算
中图分类号：TD63+4.2；TH123+.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）12-0033-02
联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备中被广泛应用。因为它是联接电机和减速器的重要部件，所以，在一定程度上，其整体刚度、强度和联接法兰的刚度、强度对整机的性能起决定性的作用。
1 相关参数及受力分析
在这里，以刮板输送机传动装置中的联接罩筒为例，对其进行详细的计算。下面是一套刮板输送机的传动装置（图1）和联接罩筒（图2）的外形尺寸。
在使用过程中，联接罩筒分为两种工况：①在正常工作的工况下，此时，联接罩筒受偶合器传递过来的扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响；②在极端工作的工况下，即在负载过大时，发生电机堵转的情况下，此时，联接罩筒受堵转扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响。
由于联接罩筒的截面上有几处开孔，导致联接罩筒在这几个开孔处的截面抗弯和抗扭模量减小，所以，要分别对这几处相对危险的截面进行计算，从而确定联接罩筒的安全性。
在联接罩筒的受力计算中，除了计算其整体受力外，还要对其局部稳定性、两侧联接法兰的强度和稳定性进行校核计算。
2 计算
根据上述受力分析可知，需要对联接罩筒的三处截面进行校核：①A-A剖面（张紧装置所用开孔受弯矩最大处截面）；②B-B（观察孔最大弯矩处截面）；③对减速器侧法兰处焊缝疲劳强度进行验算。
因为这三个截面的计算过程基本一致，所以，这里先以A-A剖面为例进行计算。
2.1 截面形心计算
由圆扇环带的重心计算公式可知（以圆弧重心为整个形心计算坐标原点，下同）：
2.2 截面惯性矩计算
由圆扇环带的惯性矩计算公式可知：
3 结论
通过上述计算可以得到以下结论：①因为井下设备受空间限制，所以，对可靠性的要求较高。通过当前计算可知，罩筒比较安全，可以进行一定的减重优化。②在整个罩筒截面中，B-B剖面与其他截面相比比较危险。③该罩筒在载荷较小的情况下无需加筋板。④电机功率对罩筒受力没有明显的影响，真正对罩筒有影响较大的是传动装置中减速器和电机等自重产生的弯矩。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].第五版.北京：化学工业出版社，2008.
[2]马崇山，姚河省.材料力学教程[M].太原：山西教育出版社，1998.
[3]邱宣怀，郭可谦，吴宗泽，等.机械设计[M].第四版.北京：高等教育出版社，1997.
[4]徐格宁.起重运输机金属结构设计[M].北京：机械工业出版社，1997.
[5]徐格宁.机械装备金属结构设计[M].第2版.北京：机械工业出版社，2009.
〔编辑：白洁〕
摘 要：联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备传动装置中起着重要的联接作用。但是，在实际设计过程中，由于其外形和受力情况较为复杂，并没有对其进行计算，而是根据以往经验在以前用过的联接罩筒的尺寸上进行类比，然后在其基础上加长或加厚，这样势必会造成一定的浪费，同时，也不能具体量化联接罩的性能。以某型号刮板输送机传动装置中的联结罩筒为例，根据其两边受力情况，对其整体的强度、刚度和焊缝寿命以及局部稳定性方面的计算方法进行梳理，并根据受力情况建立有限元模型，将计算结果进行分析和比较。
关键词：刮板机输送机；联接罩筒；强度；局部稳定性计算
中图分类号：TD63+4.2；TH123+.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）12-0033-02
联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备中被广泛应用。因为它是联接电机和减速器的重要部件，所以，在一定程度上，其整体刚度、强度和联接法兰的刚度、强度对整机的性能起决定性的作用。
1 相关参数及受力分析
在这里，以刮板输送机传动装置中的联接罩筒为例，对其进行详细的计算。下面是一套刮板输送机的传动装置（图1）和联接罩筒（图2）的外形尺寸。
在使用过程中，联接罩筒分为两种工况：①在正常工作的工况下，此时，联接罩筒受偶合器传递过来的扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响；②在极端工作的工况下，即在负载过大时，发生电机堵转的情况下，此时，联接罩筒受堵转扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响。
由于联接罩筒的截面上有几处开孔，导致联接罩筒在这几个开孔处的截面抗弯和抗扭模量减小，所以，要分别对这几处相对危险的截面进行计算，从而确定联接罩筒的安全性。
在联接罩筒的受力计算中，除了计算其整体受力外，还要对其局部稳定性、两侧联接法兰的强度和稳定性进行校核计算。
2 计算
根据上述受力分析可知，需要对联接罩筒的三处截面进行校核：①A-A剖面（张紧装置所用开孔受弯矩最大处截面）；②B-B（观察孔最大弯矩处截面）；③对减速器侧法兰处焊缝疲劳强度进行验算。
因为这三个截面的计算过程基本一致，所以，这里先以A-A剖面为例进行计算。
2.1 截面形心计算
由圆扇环带的重心计算公式可知（以圆弧重心为整个形心计算坐标原点，下同）：
2.2 截面惯性矩计算
由圆扇环带的惯性矩计算公式可知：
3 结论
通过上述计算可以得到以下结论：①因为井下设备受空间限制，所以，对可靠性的要求较高。通过当前计算可知，罩筒比较安全，可以进行一定的减重优化。②在整个罩筒截面中，B-B剖面与其他截面相比比较危险。③该罩筒在载荷较小的情况下无需加筋板。④电机功率对罩筒受力没有明显的影响，真正对罩筒有影响较大的是传动装置中减速器和电机等自重产生的弯矩。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].第五版.北京：化学工业出版社，2008.
[2]马崇山，姚河省.材料力学教程[M].太原：山西教育出版社，1998.
[3]邱宣怀，郭可谦，吴宗泽，等.机械设计[M].第四版.北京：高等教育出版社，1997.
[4]徐格宁.起重运输机金属结构设计[M].北京：机械工业出版社，1997.
[5]徐格宁.机械装备金属结构设计[M].第2版.北京：机械工业出版社，2009.
〔编辑：白洁〕
摘 要：联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备传动装置中起着重要的联接作用。但是，在实际设计过程中，由于其外形和受力情况较为复杂，并没有对其进行计算，而是根据以往经验在以前用过的联接罩筒的尺寸上进行类比，然后在其基础上加长或加厚，这样势必会造成一定的浪费，同时，也不能具体量化联接罩的性能。以某型号刮板输送机传动装置中的联结罩筒为例，根据其两边受力情况，对其整体的强度、刚度和焊缝寿命以及局部稳定性方面的计算方法进行梳理，并根据受力情况建立有限元模型，将计算结果进行分析和比较。
关键词：刮板机输送机；联接罩筒；强度；局部稳定性计算
中图分类号：TD63+4.2；TH123+.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）12-0033-02
联接罩筒在刮板输送机、破碎机等井下设备中被广泛应用。因为它是联接电机和减速器的重要部件，所以，在一定程度上，其整体刚度、强度和联接法兰的刚度、强度对整机的性能起决定性的作用。
1 相关参数及受力分析
在这里，以刮板输送机传动装置中的联接罩筒为例，对其进行详细的计算。下面是一套刮板输送机的传动装置（图1）和联接罩筒（图2）的外形尺寸。
在使用过程中，联接罩筒分为两种工况：①在正常工作的工况下，此时，联接罩筒受偶合器传递过来的扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响；②在极端工作的工况下，即在负载过大时，发生电机堵转的情况下，此时，联接罩筒受堵转扭矩和电机、偶合器等自重产生的弯矩的影响。
由于联接罩筒的截面上有几处开孔，导致联接罩筒在这几个开孔处的截面抗弯和抗扭模量减小，所以，要分别对这几处相对危险的截面进行计算，从而确定联接罩筒的安全性。
在联接罩筒的受力计算中，除了计算其整体受力外，还要对其局部稳定性、两侧联接法兰的强度和稳定性进行校核计算。
2 计算
根据上述受力分析可知，需要对联接罩筒的三处截面进行校核：①A-A剖面（张紧装置所用开孔受弯矩最大处截面）；②B-B（观察孔最大弯矩处截面）；③对减速器侧法兰处焊缝疲劳强度进行验算。
因为这三个截面的计算过程基本一致，所以，这里先以A-A剖面为例进行计算。
2.1 截面形心计算
由圆扇环带的重心计算公式可知（以圆弧重心为整个形心计算坐标原点，下同）：
2.2 截面惯性矩计算
由圆扇环带的惯性矩计算公式可知：
3 结论
通过上述计算可以得到以下结论：①因为井下设备受空间限制，所以，对可靠性的要求较高。通过当前计算可知，罩筒比较安全，可以进行一定的减重优化。②在整个罩筒截面中，B-B剖面与其他截面相比比较危险。③该罩筒在载荷较小的情况下无需加筋板。④电机功率对罩筒受力没有明显的影响，真正对罩筒有影响较大的是传动装置中减速器和电机等自重产生的弯矩。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].第五版.北京：化学工业出版社，2008.
[2]马崇山，姚河省.材料力学教程[M].太原：山西教育出版社，1998.
[3]邱宣怀，郭可谦，吴宗泽，等.机械设计[M].第四版.北京：高等教育出版社，1997.
[4]徐格宁.起重运输机金属结构设计[M].北京：机械工业出版社，1997.
[5]徐格宁.机械装备金属结构设计[M].第2版.北京：机械工业出版社，2009.
〔编辑：白洁〕
