带式输送机滚筒有限元分析开题报告

 2021-08-08 08:08

1. 研究目的与意义

带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的连续输送机械。整个输送带支撑在托辊上,绕过传动滚筒和改向滚筒,依靠传动滚筒与输送带之间的摩擦力完成驱动。带式输送机作为重要的散料输送设备,在社会各个领域都有广泛应用,特别是在煤矿、电力、冶金、矿山、港口、粮食等行业更是发挥了重大作用 滚筒作为带式输送机的重要部件,其安全性能和可靠性严重制约着带式输送机的发展。滚筒的失效往往会造成停产检修,对企业造成巨大的经济损失,因此滚筒的设计工作向来被研究人员所重视。国内滚筒的设计往往采用许用应力法、经验公式法和类比法,这样的设计方法,无法全面分析零件间的相互接触及相互摩擦,更无法深入分析滚筒的破坏机理。在缺乏合适的设计方法时,往往使用很高的安全系数来保证结构的安全、可靠,结果造成滚筒结构尺寸和重量加大,增加了一系列不必要的制造成本。这样的产品和工程实际使用的产品其实有很大差异,一旦出现问题,通常采用增大尺寸的办法来解决,但这样并不能解决实质问题,因为滚筒是一个复杂的系统,各个构件的强度和刚度都会互相影响,单方面的增加某些部位的尺寸可能会给其它构件带来不利的影响。因此,滚筒的生产与制造需要更科学的设计方法,来弥补传统设计手段的不足。 有限元技术能够克服传统设计方法的诸多弊端,是一种更科学、有效的设计方法。为设计出重量轻、强度高、实际运行安全可靠的滚筒,将有限元技术应用于滚筒的计算、分析中,能够为带式输送机滚筒的改进设计提供科学依据,避免滚筒结构尺寸设计中的盲目性,这对提高滚筒的整体设计水平有重要意义。实现有限元参数化建模,减轻了工作强度,缩短了设计周期,为滚筒的合理设计提供了仿真平台,具有一定的实用价值

2. 国内外研究现状分析

随着科学技术的发展,滚筒的设计方法有了新的特点,主要表现在设计理念和计算方法上的转变。由于国内外机械工业水平的不断提高,滚筒在结构、加工质量、安装方法等方面发生了日新月异的变化。特别是在焊接技术方面,焊接强度的可靠性得到了保证,原来采用铸造结构逐渐向焊接结构转变。辐板与轴的链接方式也由键槽链接逐渐向无键式连接转变。原来的辐板多采用加强肋,现在直接用钢板制成。这些都体现了滚筒设计由刚性向柔性发展的设计理念。我国的计算方法应用方面相对落后,应用和方法严重脱节,虽然有新的研究方法出现,但滚筒结构设计还是以传统许用应力法为主,这方法以滚筒个结构为分析对象,人工的求解各个零件受力情况,然后分开求解每个零件的可靠性,设计缺点十分明显,不能分析零件之间的相互作用,计算结果和构件的真实受力情况相差甚远。在最近的几十年来,随着计算机技术的飞速发展,有限元法因其高准确率,被工程界普遍接受,到了九十年代的时候,有限元技术在我国开始推广应用,发展前景十分广阔。目前,大多数工程人员对于带式输送机滚筒的设计和研究都采用有限元技术,经过一代代人的努力,它也被证实了有一定的准确性和精确性。有限元技术在滚筒设计中的应用,提高了滚筒的设计、研发水平,目前有限元法在国内工程界收到了普遍重视,并很好的推广开来。

3. 研究的基本内容与计划

课题研究内容:

1、在proe建模软件中,建立带式输送机滚筒的三维实体模型。2、在workbench软件中建立带式输送机滚筒结构的有限元模型,对传动滚筒进行有限元分析.

1~2周(2月20日~3月5日)查阅相关资料,完成并提交开题报告。安装并开始学习proe,cad,workbench等软件,仔细阅读相关资料并吸收消化,开始尝试用proe对带式输送机滚筒建模

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4. 研究创新点

运用了现代设计方法,采用PROE对带式输送机滚筒进行实体建模,并考虑滚筒具体的受力方式和实际工况,利用Workbench对传动滚筒进行有限元建模并计算分析有限元结果,得出传动滚筒的应力、应变变化规律,并对传动滚筒强度和刚度提出定性和定量的结论。

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