【精选】带式输送机传动滚筒受力分析及结构设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精选】带式输送机传动滚筒受力分析及结构设计.精品文档.带式输送机传动滚筒受力分析及结构设计 摘要：传动滚筒作为带式输送机的关键部件，其结构性能的好坏直接影响着带式输送机的可靠性和使用寿命。根据传动滚筒的结构类型、材料和工作载荷，对输送机传动滚筒受力状况做了理论分析，运用有限元分析软件对输送机传动滚筒进行了静力分析，得出滚筒在载荷作用下的应力和变形分布规律。为传动滚筒的设计提供了有利的理论依据。关键词：带式输送机；传动滚筒前言滚筒是带式输送机主要的传动部件，根据在输送机中所起作用可分为传动滚筒和改向滚筒。传动滚筒用来传递牵引力和制动力矩；而改向滚筒主要起改变输送带的运行方向以完成拉紧、返回等各种功能。二者在工作状态下的受力情况不同，故结构也不同。滚筒由滚筒轴、轴承座、轮毂、辐板、筒壳等部分组成。带式输送机的传动滚筒有焊接和铸焊2种结构形式。本文以某矿用传动滚筒为例：滚筒直径为1600mm, 传动滚筒扭矩为428kNm,合力为2596kN, 筒壳材质为Q235A。1、 传动滚筒的受力分析 在带式输送机中，传动滚筒相当于带传动中的主动轮，而从动滚筒相当于从动轮。驱动滚筒正常工作时承受轴端输入扭矩作用旋转，同时还受输送带和滚筒之间摩擦力的作用，以及输送带对滚筒的压力作用，如图1所示。图1 滚筒上的张力变化图假设输送带是理想的挠性体，可以任意弯曲，没有弯曲应力、质量和厚度。输送带在滚筒上的围包角为，在围包角内存在滑动弧和静止弧，即=+。两端输送带的张力差为F1-F2,此差值等于滚筒轴上输入的扭矩值。输送带的张力变化可按欧拉公式计算，输送带任一点的张力F=F2e （1） 输送带在相遇点的极限张力F1max=F2e （2）式中 输送带单元所在圆周角，0<< 摩擦系数。 按式（2）给出的输送带在滚筒上的张力线如图1所示的acb线。在实际运行中，相遇点张力F1<F1max,此时输送带张力将沿acb线变化,即在滑动弧内输送带张力按欧拉公式变化;在静止弧内输送带没有摩擦力,张力不变。由此可求出作用在传动滚筒单位面积上的载荷，在滑动弧内，滚筒单位表面上的正压力 P=2F/(BD)= 2F2e/(BD)单位表面的摩擦力f=P= 2F2e/(BD)静止弧内滚筒不受摩擦力，单位表面上的正压力 P=2F1/(BD)式中 D滚筒筒壳直径； B输送带宽度。可以看出，静止弧具有备用的特性在滚筒正常工作中是必要的，作为牵引力的一种储备可以克服启动时出现的动张力以及防止带的相对滑动现象。2 传动滚筒的静力分析（1）有限元模型的建立使用Pro/E三维造型软件通过拉伸、旋转等功能创建滚筒模型见图2 图2 传动滚筒三维模型 为简化计算，本文将筒体焊缝连接部分视为连续的实体。滚筒体采用Q235A,弹性模量为2.06e5MPa,泊松比为0.3，许用应力为65 MPa。由于本文主要分析滚筒的受力，故不考虑轴套和轴的受力问题，将约束加在轴承孔的内表面上只保留绕滚筒体轴线转动的自由度。传动滚筒分析时主要考虑张力和重力2种载荷，载荷沿径向加在传动滚筒外圆柱面上由围包角限定区域。 （2）有限元计算结果及分析 本文对传动滚筒进行静力分析，不考虑实际工作中输送机的运转状态。其分析结果为：滚筒最大的应力为22.93 MPa；由滚筒的应力分布云图和位移分布云图（图略）可以看出：传动滚筒应力主要分布在输送带与筒体的接触区域及滚筒的辐板与轮毂及辐板与筒体的周边区域；滚筒最大位移为0.022mm,位于筒体垂直于轴线的中平面处。 3 结语本文运用PRO/E软件对滚筒进行了静力分析，基本掌握了滚筒的应力及变形情况，为进一步改进滚筒结构及对滚筒断裂原因分析提供理论依据。分析表明：轮毂与辐板整体铸造后再与筒壳焊接的方法比筒壳与辐板直接焊接机械性能好，两个轮毂与辐板整体铸造成的筒体进行中间焊接比轮毂与辐板整体铸造后再与筒体焊接的方法机械性能好。因此对于关键易损滚筒应采用两个轮毂与辐板整体铸造成的筒体进行中间焊接结构。测量学模拟试卷一、 单项选择题（每小题1 分，共20 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A ）。A 180° B 0° C 90° D 270°2. 1：5000地形图的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm 3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是（ C）。A 高差测量 B 距离测量 C 导线测量 D 角度测量4. 已知某直线的坐标方位角为220°，则其象限角为（D ）。A 220° B 40° C 南西50° D 南西40°5. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A ）。A 坐标正算 B 坐标反算 C 导线计算 D 水准计算6. 闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（ A ）。A为一不等于0的常数 B 与导线形状有关 C总为0 D 由路线中两点确定7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D ）。A 比例符号 B 半依比例符号 C 地貌符号 D 非比例符号8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A ）。A 后方交会 B 前方交会 C 侧方交会 D 无法确定9. 两井定向中不需要进行的一项工作是（C ）。A 投点 B 地面连接 C 测量井筒中钢丝长度 D 井下连接10. 绝对高程是地面点到（ C ）的铅垂距离。A 坐标原点 B任意水准面 C 大地水准面 D 赤道面11下列关于等高线的叙述是错误的是：（A ）A 高程相等的点在同一等高线上B 等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合C 等高线不能分叉、相交或合并D 等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B ）A几何图形符号，定位点在符号图形中心B符号图形中有一个点，则该点即为定位点C宽底符号，符号定位点在符号底部中心D底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（D ）A 国家控制网从高级到低级布设B 国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等C 国家控制网分为平面控制网和高程控制网D 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100°30130°30100°30DCBA15如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边的坐标方位角为（ B ）A B C D16三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵偿或消除球差和气差的影响B 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响C 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响D有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（ C ）A 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数B 用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数C 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中D 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（ D ）。A 对中-整平-瞄准-读数 A 整平-瞄准-读数-精平C 粗平-精平-瞄准-读数 D粗平-瞄准-精平-读数19矿井平面联系测量的主要任务是（ D ）A 实现井上下平面坐标系统的统一 B 实现井上下高程的统一C 作为井下基本平面控制 D 提高井下导线测量的精度20 井口水准基点一般位于（ A ）。A 地面工业广场井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水准点 D 井下任意位置的水准点二、 填空题（每空2分，共20分）得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_和不依比例符号。24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差_。26 地物注记的形式有文字注记、 _ 和符号注记三种。27 象限角的取值范围是： 0-90 。28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 。三、 名词解释（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线四、 简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人35简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。五、 计算题（每小题10分，共20分）得分评卷人复查人39在1：2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。试计算AB长度DAB及其坐标方位角AB。abdceBA120014001600180040从图上量得点M的坐标XM=14.22m, YM=86.71m；点A的坐标为XA=42.34m, YA=85.00m。试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。测量学 标准答案与评分说明一、 一、  单项选择题（每题1分）1 A； 2 D； 3 C； 4 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A二、 二、  填空题 （每空2分，共20分）21 变更仪器高法22 磁北方向23 半依比例符号（或线状符号）24腰线25偶然误差26数字注记27 大于等于0度且小于等于90度（或0°, 90°）28 对中29 旋转椭球体面30 脉冲式测距仪三、 三、  名词解释（每题5分，共20分）31竖盘指标差：在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差。32 水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。33 系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。34视准轴：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。 四、 四、  简答题（每题5分，共20分）35（1）在测站点O上安置经纬仪，对中，整平（1分）（2）盘左瞄准A点，读数LA，顺时针旋转照准部到B点，读数LB，计算上半测回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数RB，逆时针旋转到A点，读数RA，计算下半测回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比较O1和O2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果 O = （O1+O2）/2 （5分）36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。（5分）37 要素计算：从图纸上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。（3分）测设过程：在设站控制点安置经纬仪，后视另一控制点，置度盘为0度，根据待定方向与该方向夹角确定方向线，根据距离确定点的位置。（5分）38 高斯投影的基本规律是：（1） （1） 中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；（2） （2） 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；（3） （3） 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形；（4） （4） 中央子午线和赤道的投影相互垂直。评分说明：答对一条得2分，答对三条即可得满分。五、 五、  计算题（每题10分，共20分）39 bd = ad ab = 1.9cm， 因此X = -38m； ce = ae ac = 3.6cm, 因此Y = -72m; （3分） (或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标) 因此距离为：81.413m （6分）AB的方位角为：242°1033 （10分）（方位角计算应说明具体过程，过程对结果错扣2分）40 X = XA XM = 28.12m, Y = YA YM = -1.71m (2分) 距离d = (X2 + Y2)1/2 = 28.17m （5分） 方位角为：356 °3112 （应说明计算过程与主要公式） （10分） 可通过不同方法计算，如先计算象限角，再计算方位角。说明：在距离与方位角计算中，算法公式对但结果错各1分