作者:张毅
联接罩是刮板输送机传动装置中的重要部件,主要起联接电机和减速器、安装液压张紧装置以及保护内部耦合或联轴器的作用。出于散热考虑和观察内部运行情况,联接罩需要开观察孔,特别是采用偶合器传动时,出于偶合器散热和注水及更换易熔塞的考虑,矿方希望观察孔越大越好,但观察孔过大,会导致联接罩变形并带来同轴度变化从而影响电机和减速器寿命。鉴于以上分析,对不同观察孔的联接罩进行静力学分析是很有必要的。
1联接罩受力分析
传统联接罩为板材卷板焊接后车制而成,常用材料为Q345,也有少数联接罩结构复杂采用整体铸造。刮板输送机安装时,减速器与机头架联接,联接罩一端与减速器相连,另一端与电机相连,由于电机和减速器高速轴转速较高,所以对联接罩两端法兰面的同轴度要求较高,因此,要求工作时的振动和变形要小。联接罩工作时受力如图1所示。联接罩主要受到自重G和来自电机重量带来的弯矩M,M可由电机重量与重心距法兰面的距离来获得。重心和质量均可通过三维软件进行估算。
2联接罩有限元分析
在三维软件SolidWorks中建立不同开口宽度的联接罩实体模型,如图2所示。模型导入ANSYS中,通过网格划分,添加约束与载荷,根据实际工况对联接罩减速器端法兰采用固定约束,在联接罩电机端法兰施加转矩M,大小及方向如图3所示。
根据实际受力情况,在联接罩受到电机重力作用时,对联接罩罩筒的弯曲应力和电机端法兰的变形进行比较分析。图4、图5为联接罩观察孔为<P250 mm的情况下联接罩罩筒的弯曲应力和联接罩电机端法兰的变形;图6、图7为联接罩观察孔为@500 mm的情况下联接罩罩筒的弯曲应力和联接罩电机端法兰的变形。
两种不同情况下联接罩所受的弯曲应力和变形如表1所示。
从表1可以看到当观察孔增大时,联接罩罩筒的等效弯曲应力和电机端法兰的最大变形量都将增大。从静力学分析来看不会影响联接罩的整体强度,但会使联接罩同轴度下降,由于电机与减速器端高速旋转,不同轴将影响整机的传动特性。
3总结
联接罩作为刮板输送机的重要部件,能否高效可靠地运行是输送机及其他设备正常运行的关键。通过分析联接罩观察孔的大小对联接罩电机端法兰的变形和径向位移有影响;当开口较大时,联接罩电机端法兰径向位移增大,影响联接罩的同轴度,特别是当采用耦合器加闸盘紧链时,联接罩长度更长,径向变形将更大。不同轴影响整机的传动特性的同时将对偶合器带来危害,所以不能为了耦合器散热及附件更换任意加大观察孔,因此,在联接罩设计时应综合考虑,在不影响更换易熔塞和注水的情况下应尽量采用较小观察孔,以减小联接罩电机端径向变形。
4摘要:联接罩是刮板输送机传动装置中的重要部件,当使用耦合器传动时,较大观察孔有利于耦合器散热和更换易熔塞等部件。对联接罩不同大小的观察孔进行有限元静力学分析、比较,结果表明联接罩观察孔过大会导致联接罩变形增大,影响联接罩两端面同轴度要求,建议在满足使用要求的前提下尽可能采用较小观察孔。
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