攪拌站傳動滾筒在輸送設(shè)備的有限元介紹

　　大多數(shù)人不知道這種材料的知識。在三維CAD軟件Solid Works中建立了攪拌站傳動滾筒模型，利用有限元分析軟件ANSYS對其進行分析，掌握了傳動滾筒的應(yīng)力和變形情況。結(jié)果表明，攪拌站傳動滾筒的設(shè)計完全滿足強度要求。
　　1.建立有限元模型
　　基本尺寸為：滾筒的直徑為D=1000mm毫米，圓筒的寬度為L=1600mm毫米，與膨脹套筒連接處的軸的直徑為320毫米。本文利用三維設(shè)計軟件Solidworks分別建立了滾筒、連接板、膨脹套筒和軸的基本模型，并通過特殊的裝配關(guān)系將其裝配成一個新的組件。通過這種方法，可以得到所需的力學模型。在建模過程中，我們采取了適當?shù)暮喕胧１疚膶L筒模型的簡化方法如下:
　　(1)省略了輥軸的所有倒角。
　　(2)不考慮滾子封裝和攪拌站傳動滾筒之間的相互作用，滾子質(zhì)量直接等于圓柱殼。
　　(3)省略了二次部件，軸承座簡化為對軸的約束。
　　(4)由于滾輪為對稱結(jié)構(gòu)，采用1/2滾輪建立有限元模型，可節(jié)省設(shè)計時間和成本。經(jīng)過上述簡化后，將其導入到ANSYS中建立幾何模型。
　　輸送設(shè)備中攪拌站傳動滾筒的有限元分析
　　2.材料特性
　　在有限元分析之前，一定要輸入軋輥材料的相關(guān)特性。
　　3.正確劃分模型網(wǎng)格
　　本文采用自由網(wǎng)格單元。由于焊縫和軋輥過渡面的應(yīng)力分析非常重要，因此有必要劃分更多的單元，而其他大部分單元都采用粗拉單元。
　　4.邊界條件的定義
　　由于分析的是雙驅(qū)動攪拌站傳動滾筒，這是一個對稱的結(jié)構(gòu)，我們只需要分析一半的滾輪模型，而模型上的約束應(yīng)該是在對稱平面和軸支撐上。本文選用調(diào)心軸承作為滾子軸承。由于輥軸可以在垂直于軸線的方向上實現(xiàn)一定的旋轉(zhuǎn)角度，所以通常使用圓柱坐標來限制邊界條件。
　　5.施加負荷
　　模擬載荷在有限元分析中非常重要。經(jīng)分析，滾子表面有兩種載荷，即正載荷和切向載荷，法向載荷在量綱角方向上一般符合歐拉公式的變化規(guī)律。因此，本文中對輥面施加載荷的方法是使用函數(shù)載荷。切向載荷使用相同的加載方法。除了表面上的載荷，攪拌站傳動滾筒還從電機端接收扭矩作用。本文將扭矩轉(zhuǎn)化為集中力載荷。
　　6.解決
　　施加載荷后，可以用有限元法求解。本文采用直接解法。
　　7.計算結(jié)果和分析
　　在求解了攪拌站傳動滾筒的有限元模型后，可以對傳動滾筒的所有部分進行分析。
　　今天的內(nèi)容到這里了，因為分析結(jié)果給出瞬時變化，在理想情況下，輥子的軸向力不變，但是沿著輥子圓周方向的力交替變化。當滾筒旋轉(zhuǎn)一次，力就改變一次，所以攪拌站傳動滾筒在筒殼中間圓周的變形zui大。