1、 输送机 http:/输送机滚筒的优化设计浅析输送机的滚筒设计存在一定的技术瓶颈，在很大程度上制约了输送机的正常、稳定运行。因此，对输送机滚筒进行优化设计已势在必行。在此过程中，可以充分利用现有技术，对现阶段输送机滚筒设计过程中存在的问题进行认真分析，找出问题的根本原因，依据现有的科学技术与设计工艺，对滚筒进行优化设计，以充分体现出其所蕴含的巨大的应用价值。同时，随着输送机行业的不断发展与技术的不断创新，还应强化输送机滚筒设计方案的创新与完善，以切实提升输送机滚筒的综合使用效能。1、传动滚筒的优化设计传动滚筒作为一种由筒体、接盘等构件组合而成的构件体，其作用是将输送带上的张力与扭转力传递到轴上
2、，然后通过复杂的应力转变作用于滚筒的各个构件上，使每个构件都产生不同方向与不同性质的应力。输送带张力、转角、筒体厚度等因素影响着内部应力。相关计算表明，在滚筒的围包角为 60时，筒体的内部应力最大。当输送带应力作用于滚筒时，滚筒的每一个构件都会发生不同程度的位移。同时，对决定滚筒发生位移的结构分析决定了对滚筒构件的强度计算。在应力的计算过程中，因筒壳的剪应力较小，因此可以用正应力 来代替主应力。切向应力 是筒壳中最大的正应力。并且，筒壳的表面应力大于内部应力，所以应对其表面应力进行检核。对于接盘而言，切向应力小于径向应力，所以在进行强度校核时，应以 y为准。同时，为了提升滚筒的整体强度，寻找最
3、佳的参数组合，应使用优化设计的方法对滚筒进行进一步分析。即应在确保滚筒强度、刚度等参数条件要求下，设定品质控制的目标函数，对接盘支点、筒壳厚度、轴径等参数进行综合优化设计。图 1 为传动滚筒的优化设计图。图 1 传动滚筒的优化设计图(1)建立传动滚筒部件的力学模型为了提供必要的牵引力，应确保输送带与滚筒之间有足够的摩擦力。使用“逐点张力法”对胶带各区段的拉力进行计算，在进行准确的受力分析计算之后将滚筒部件处理成恰当、准确的力学模型。图 2 为传动滚筒的受力分析图。输送机 http:/图 2 传动滚筒受力分析(2)载荷的简化传动滚筒和一般的带轮轴结构不同，受力也不同，其受力比一般的轮轴受力要复杂
4、得多。在此过程中，应对同类产品的结构与受载情况进行认真分析，并初步拟定各个轴断的直径尺寸。为此，应将传动滚筒所受的拉力、自重等荷载进行简化，可不采用一般的带轮传动处理方法，将荷载简化到带轮的中间平面上。这样，能有效降低轴上的最大弯矩值，提升轴的弯曲程度，从而降低危险截面上的轴径。2、对改向滚筒的优化设计(1)优化变量的选定设计变量的优化是通过改变设计变量的数值来实现对结果的优化的。每个设计变量都存在上下限，并定义出设计变量的变化范围。在确保滚筒使用功能的前提下，应尽量降低滚筒的质量，并对在滚筒中占有较大质量比重的构件进行优化设计。在此过程中，应对滚筒中各个部分的构件对滚筒刚度的影响进行分析。(
5、2)约束条件的确定约束条件又叫状态变量，即“因变量”，是设计变量的函数。在设计滚筒时，为了确保其不发生皮带跑偏现象，并将筒壳的径向变形以及轴的挠度控制在一定范围内，并防止其发生疲劳损坏，将轮毂内径、辐板、轴、筒壳的最大应力控制在疲劳极限范围内。所以，在不考虑滚筒的振动特性时，以轮毂内径、辐板、轴、筒壳的最大等效应力为状态变量，确保轴的最大挠度小于轴长的三千分之一。同时，对于筒壳的最大径向变形而言，应小于筒壳总长度的三千分之一。(3)目标函数的确定在确定目标函数时，应确保滚筒的总质量最小。当滚筒各个构件材料的密度相同时，可用滚筒的总体积代替滚筒质量作为目标函数。在建立起优化设计的数学模型之后，可用经典的极值理论对简单的模型进行求解。但对于相对复杂的工程结构问题而言，甚至无法列出相应的数学表达式。随着有限元理论的不断发展与计算机技术的不断普及，应强化对于滚筒结构的优化设计，以提升滚筒的综合效能。
