旋振筛通用设计方法研究

旋振筛是现代较重要的散装物料筛分设备之一。滚筒作为旋振筛的主要的传动部件,它的失效严重影响着输送机的正常运行。滚筒失效的原因很多,其中一个重要原因是通过解析设计法计算的结构参数不合理。因此,对析法设计方法设计的滚筒进行有限元分析就显得很有必要,对提高旋振筛滚筒的整体设计水平有重要意义,也为其他机械设备上类似滚筒结构的部件设计提供了一种可行的思路。在文献的基础上,分析了旋振筛滚筒结构和分类。通过对改向滚筒和驱动滚筒进行受力分析给出两种滚筒筒壳表面载荷函数表达式。针对现有的各种滚筒设计方法所存在的差异,分析了各种方法的优缺点,得出了一套相对完备的滚筒零件解析设计方法。

以过盈配合联接和胀套联接的相关理论为基础,分析了旋振筛设备的胀套的力学模型,推导出了轴、轮毂和胀套配合面的应力计算式。利用ANSYS软件对改向滚筒和传动滚筒实例进行非线性有限元分析,得出在预紧力单独作用以及预紧力和工作载荷共同作用的情况下滚筒的应力和变形情况,并将有限元分析结果与理论计算结果进行对比,证明了有限元分析结果的有效性。对旋振筛设备的有限元分析结果进行研究,得出滚筒各个零件特别是胀套的应力变化规律和应力集中部位,发现在旋振筛设备的滚筒在外载荷和装配力共同作用下,各个配合面的应力情况主要取决因素,为旋振筛设备的滚筒结构参数的修改提供了可靠的参考依据。

利用ANSYS自带的开发工具APDL语言和UIDL语言开发了带式旋振筛设备的滚筒的有限元分析模块。用户只需输入滚筒参数,模块就可自行完成滚筒的建模、加载与求解工作,并具有分析结果査询功能。为滚筒的合理设计提供了仿真平台。

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