旋振篩是現代較重要的散裝物料篩分設備之一。滾筒作為旋振篩的主要的傳動部件,它的失效嚴重影響著輸送機的正常運行。滾筒失效的原因很多,其中一個重要原因是通過解析設計法計算的結構參數不合理。因此,對析法設計方法設計的滾筒進行有限元分析就顯得很有必要,對提高旋振篩滾筒的整體設計水平有重要意義,也為其他機械設備上類似滾筒結構的部件設計提供了一種可行的思路。在文獻的基礎上,分析了旋振篩滾筒結構和分類。通過對改向滾筒和驅動滾筒進行受力分析給出兩種滾筒筒殼表面載荷函數表達式。針對現有的各種滾筒設計方法所存在的差異,分析了各種方法的優缺點,得出了一套相對完備的滾筒零件解析設計方法。

以過盈配合聯接和脹套聯接的相關理論為基礎,分析了旋振篩設備的脹套的力學模型,推導出了軸、輪轂和脹套配合面的應力計算式。利用ANSYS軟件對改向滾筒和傳動滾筒實例進行非線性有限元分析,得出在預緊力單獨作用以及預緊力和工作載荷共同作用的情況下滾筒的應力和變形情況,并將有限元分析結果與理論計算結果進行對比,證明了有限元分析結果的有效性。對旋振篩設備的有限元分析結果進行研究,得出滾筒各個零件特別是脹套的應力變化規律和應力集中部位,發現在旋振篩設備的滾筒在外載荷和裝配力共同作用下,各個配合面的應力情況主要取決因素,為旋振篩設備的滾筒結構參數的修改提供了可靠的參考依據。

利用ANSYS自帶的開發工具APDL語言和UIDL語言開發了帶式旋振篩設備的滾筒的有限元分析模塊。用戶只需輸入滾筒參數,模塊就可自行完成滾筒的建模、加載與求解工作,并具有分析結果査詢功能。為滾筒的合理設計提供了仿真平臺。

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