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轮轨式带式输送机的结构设计与试验

符海娇  
【摘要】:目前普遍使用的是托辊支撑式带式输送机,带与托辊间所产生的摩擦、压陷、弯曲及托辊自转阻力损耗等不仅限制了输送带速、单位时间运载量,也使得输送机综合运营成本多年来居高不下。基于此,本课题提出了一种钢轮轨式带式输送机,利用钢轮轨运行系统的低摩擦高运速的特点,不仅使输送带传送速度大大提升,整个输送系统的结构尺寸得以缩小,单位行程的输送机载运量也得以提高,同时,输送系统更为节能降耗,综合运营成本低。论文主要研究内容及结论如下:(1)设计了轮轨式带式输送机的关键部件的结构:带上设计了“门”形支架,支架的横梁直接与输送带的上覆盖层进行胶粘,支架的两侧板由输送带上覆盖层至下覆盖层直接穿出,“门”形支架的两侧板尾端通过轴承等组件铰接带有凸缘的钢轮;在带的宽度方向的两侧增设了弹簧钢片,弹簧钢片设计为钝角形,其较长边与带侧边下覆盖层胶粘,另一边与支架侧板固定;“工”字形钢轨由输送机机架支撑;滚筒开有成对沟槽以适应成对钢轮的饶入。(2)分析研究了轨式带式输送机的运输过程、工作阻力及卸料轨迹。工作时依靠输送带与滚筒表面间的摩擦力牵引钢轮在轨上的传动,钢轮轮毂与钢轨踏面接触运行,钢轮凸缘与钢轨内侧趋于接触起到导向及防脱轨作用;输送过程的工作阻力主要包括物料流的弯曲阻力和轮轨接触滚动的摩擦阻力,远小于通用带式输送机的运行阻力;卸料时物料轨迹近似抛物线形。(3)利用ANSYS仿真,对轮轨式带式输送机进行了结构静力学及预应力模态分析。静力学分析表明:带、轨在工作载荷作用下的总变形极小,满足要求;弹簧钢一端固定,一端由120°逐渐转至90°的过程中,其应力云图显示,仅在弹簧钢两边相接处易发生最大应力集中,易断裂,因而需要对两边交接处进行倒圆角及加宽加厚优化设计;带、轮、轨的模态分析表明,在正常稳定有载工况下,三者无共振可能。(4)对钢轮轨式带式输送机进行了样机试制及试验,试验指标为:轮轨运行稳定性、输送带饶入、绕出滚筒碰撞情况、输送带下陷深度、输送带是否撒料、是否跑偏。试验结果表明:轮轨式输送机整体运行情况良好,运行稳定,但在近滚筒处的结构安装精度有待进一步的提高。


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