科技信息○机械与电子○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第１７期
带式输送机传动滚筒的设计与计算
蔡勇雁
（兖州矿业集团大陆机械有限公司
摘要：针对带式输送机传动滚筒的计算进行了详细的说明。关键词：带式输送机；传动滚筒；计算
山东
兖州２７２１０９）
带式输送机在港口、煤炭、电厂等物料输送中应用日益广泛，传动滚筒是带式输送机的关键部件，其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。根据滚筒的承载不同，可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、重型滚筒，轻型滚筒为焊接结构，即辐板与筒皮焊接，轮毂与轴采用键连接，中型滚筒和重型滚筒为铸焊结构，即辐板与轮毂采用整体铸造形式，然后与筒皮焊接，轮毂与轴采用胀套连接，胀套连接的优点是：定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。传动滚筒表面都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。由于中型滚筒和重型滚筒承载重，设计计算不合理，容易造成滚筒断轴等事故的发生，因此，本文将采用我公司为某矿设计的传动滚筒的实例对中型滚筒和重型滚筒的设计计算加以说明。
根据结构要求取ｄ２＝２４０㎜轴的结构尺寸如下图
一、原始参数
滚筒合张力２６０ＫＮ、扭矩４０ＫＮ・ｍ、滚筒直径φ１０００㎜，带宽２２００ｍｍ
二、结构简图
五、强度校核
按疲劳强度安全系数校核，
仅考虑弯矩作用时的安全系数
Ｓσ＝
σ＋ψσ
ａσｍ
στ－１ττａ＋ψτｍτ
σ－１
仅考虑扭矩作用时的安全系数
Ｓτ＝
三、选择材料
采用４５＃钢，调质处理，机械性能为：抗拉强度σｂ＝５８０ＭＰａ屈服点σｓ＝２９０Ｍｐａ弯曲疲劳极限σ扭转疲劳极限τ－１＝２３５Ｍｐａ－１＝１３５ＭＰａ许用静应力σ＋１ｐ＝２３８ＭＰａ，许用疲劳应力σ－１ｐ＝１６５ＭＰａ四、初选轴径
１．确定轴伸直径，按扭转强度计算
３
轴伸直径ｄ＝１７．２ｐ
轴传递的扭矩Ｔ＝４０ｋＮ・・ｍ＝４００００Ｎｍ轴的许用扭矩剪应力τｐ＝３５ＭＰａ
３
ｄ１＝１７．２＝１８０㎜
根据结构要求取轴伸直径１８０㎜２．确定胀套处轴径
弯曲时的有效应力集中系数Ｋσ＝１．５２扭转时的有效应力集中系数Ｋτ＝１．５７轴表面质量系数β＝０．９弯曲时的尺寸影响系数ε＝０．６σ扭转时的尺寸影响系数ε＝０．６τ
材料拉伸的平均应力折算系数ψ＝０．３４σ材料扭转的平均应力折算系数ψ＝０．２１τ
!
!
３
ｄ２＝３．１４×２４＝１３５６．５ｃｍ３ｄ２＝２４０㎜处的抗弯截面模数Ｚ＝π
ｄ３２＝２Ｚ＝２７１３ｃｍ３
抗扭截面模数Ｚｐ＝π
Ｍ＝５２０００＝３８．３ＭＰａ对称循环弯曲应力的应力幅σａ＝
Ｔ＝４００００＝７．４ＭＰａ脉动循环扭转应力应力幅τａ＝
Ｐ脉动循环扭转应力平均应力τｍ＝τａ＝７．４ＭＰａ
３
３
仅考虑弯矩作用时的安全系数：
按弯扭合成强度计算轴径
ｄ＝２１．６８
轴在胀套处所受弯矩Ｍ＝５２０００Ｎ・ｍ，轴在胀套处所受扭矩Ｔ＝
・４００００Ｎｍ
校正系数对于单向旋转ψ＝０．７
轴径ｄ２＝２１．６８
!
－１ｐ
Ｓσ＝
σ２３５－１
＝＝２．１８
σ＋ψσ×３８．３＋０．３２×０ασｍσ
仅考虑扭矩作用时的安全系数：
Ｓτ＝
!
３
＝１５３㎜τ１３５－１
＝＝５．８５
×τ＋ψ×τ×７．４＋０．２１×７．４ατｍτ
・Ｓτ＝２．１８×５．８５＝２．０４（下转第５３４页）安全系数Ｓ＝Ｓσ!στ!５９３
科技信息○科教视野○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第１７期
互邻———指拥有共同边界线（点）的两个直接相邻的区域。
图９”所示。具体如“图７”“～图１０”可知：（３）由“
用Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ四种不同的颜色就可以达到区别“地图”上所有区域的目的了。
四色定理”证明完毕。至此，“
因此，我们可将“四色定理”称之为“砖墙定理”。图１０”中的，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分别代表一块“砖”（“。）（４）关于四色定理的本质及其推论①关于四色定理的本质。
四个象限”在笛卡尔平面座标系中，平面被分为“，这就是四色定
理成立的本质原因。
●。②关于四色定理的推论
在笛卡尔空间座标系中，空间被分为“八个区域”，由此可知：用Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ八种不同的颜色就可以达到区别“空间”上所有区域的目的了。
最基本的”事实。越是“复杂”的东西，就越要抓住“
图
７图８
图７”中：“
与１，２…，Ｋ“Ｘ区域”
为互邻关系。
２与４及５与７，则为非互邻关系。
●全文结束语
自由落体，万有引力；当然现象，（有其）当然（的客观）原因。哲学上的正确，是事业走出困境的先决条件，但如果拒绝正确的哲学思想，则就会继续迷失方向。
所以，自觉或比较自觉地以正确的哲学思想指导工作，就能少些挫折。
不同的观念和思路，导致不同的出路和结果。面对困难，往往需要改变固有的观念和思路，即“解放思想，实事求是”。
子绝四：毋意，毋必，毋固，毋我。办任何事情都需要“投资”，我们切不可忽视在正确的哲学思想方法方面的“精神投资”。
越是抽象的东西，就越要联系实际。
意志、胆量和正直。科科学不仅仅需要智慧，往往更需要激情、
转换为“图８”现将“图７”，可
中原有的Ｘ，１，２，…，Ｋ图８”知：在“
图９各区域之间的互邻关系是保持不变
的。图９”中的Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分注：“
转换为“图９”现将“图８”，可别代表四种不同的颜色
。
知：在“图９”中原有的Ｘ，１，２，…，Ｋ
各区域之间的互邻关系仍然是保持不变的。
因此，从互邻关系保持不变的角度来说“图９”与“图７”是“等效的”。
是“地图”中的任意的某个区域。由于上述图中的“Ｘ”
与“图７”是因此，从互邻关系保持不变的角度来说以下的“图１０”
等效的”“。
图１０
注：“图１０”中的，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分别代表四种不同的颜色。
（上接第５９３页）根据经验滚筒轴的许用安全系数ＳＰ＝１．８所以Ｓ＞ＳＰ，滚筒强度满足要求
ｔ＝
六、轴的刚度校核
轴的当量直径
ｄ４ｖ＝
ｌ
ｉ＝１
"ｌ
＝
ｉ
ｉ
３０５０３．１３×１０９
２＋２＋２＋式中：Ｚ：滚筒所受合张力ｋｇ
ｍｍＲ：滚筒半径
Ａ０：两幅板之间距离ｃｍｔ：筒皮厚度ｍｍ
将Ｚ＝２６０ｋＮ＝２６０００ｋｇ，Ｒ＝５００ｍｍ，Ａ０＝２２５ｃｍ带入得：
$０
２
２
最大挠度ｆｍａｘ＝ｐａｌ×（３－４α）
ｔ＝
α＝ａ＝４００＝０．１３１Ｅ＝２．０×１０５ＭＰａ
惯性矩Ｉ＝πｄ４ｖ＝３．１４×３．１３×１０９＝１．５４×１０８ｍｍ４
１０３×４００×３０５０２×ｆｍａｘ＝１３０×（３－４×０．１３１２）＝０．６２５ｍｍｆｍａｘ＝０．６２５＞Ｌ＝１．２２
满足要求
考虑加工筒皮时存在厚度差及筒皮外园的螺旋刀纹对筒皮厚度的影响取筒皮厚度ｔ＝２０ｍｍ。
根据该设计计算我们加工制造的滚筒，经过两年的运行，效果良好。
传动滚筒的计算在滚筒的制造中起着非常重要的作用，但滚筒的制造工艺也不可忽视，比如轴的热处理技术、无损探伤手段、加工质量等都决定着滚筒的寿命。因此，要获得高质量的产品，首先计算要准确，设计要合理，加工技术要有保障。科
$
＝８ｍｍ参考文献
［１］宋伟刚．散状物料带式输送机设计，东北大学出版社．［２］ＤＴＩＩ（Ａ）型带式输送机设计手册，冶金工业出版社．
七、确定筒皮厚度筒皮厚度按Ｄ×型钢丝绳胶带输送机计算书中经验公式：
］＝１３００ｋｇ／ｃｍ２确定σ＝１．１２ＺＲ≤［σ
０５３４
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带式输送机传动滚筒的设计与计算
蔡勇雁
（兖州矿业集团大陆机械有限公司
摘要：针对带式输送机传动滚筒的计算进行了详细的说明。关键词：带式输送机；传动滚筒；计算
山东
兖州２７２１０９）
带式输送机在港口、煤炭、电厂等物料输送中应用日益广泛，传动滚筒是带式输送机的关键部件，其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。根据滚筒的承载不同，可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、重型滚筒，轻型滚筒为焊接结构，即辐板与筒皮焊接，轮毂与轴采用键连接，中型滚筒和重型滚筒为铸焊结构，即辐板与轮毂采用整体铸造形式，然后与筒皮焊接，轮毂与轴采用胀套连接，胀套连接的优点是：定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。传动滚筒表面都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。由于中型滚筒和重型滚筒承载重，设计计算不合理，容易造成滚筒断轴等事故的发生，因此，本文将采用我公司为某矿设计的传动滚筒的实例对中型滚筒和重型滚筒的设计计算加以说明。
根据结构要求取ｄ２＝２４０㎜轴的结构尺寸如下图
一、原始参数
滚筒合张力２６０ＫＮ、扭矩４０ＫＮ・ｍ、滚筒直径φ１０００㎜，带宽２２００ｍｍ
二、结构简图
五、强度校核
按疲劳强度安全系数校核，
仅考虑弯矩作用时的安全系数
Ｓσ＝
σ＋ψσ
ａσｍ
στ－１ττａ＋ψτｍτ
σ－１
仅考虑扭矩作用时的安全系数
Ｓτ＝
三、选择材料
采用４５＃钢，调质处理，机械性能为：抗拉强度σｂ＝５８０ＭＰａ屈服点σｓ＝２９０Ｍｐａ弯曲疲劳极限σ扭转疲劳极限τ－１＝２３５Ｍｐａ－１＝１３５ＭＰａ许用静应力σ＋１ｐ＝２３８ＭＰａ，许用疲劳应力σ－１ｐ＝１６５ＭＰａ四、初选轴径
１．确定轴伸直径，按扭转强度计算
３
轴伸直径ｄ＝１７．２ｐ
轴传递的扭矩Ｔ＝４０ｋＮ・・ｍ＝４００００Ｎｍ轴的许用扭矩剪应力τｐ＝３５ＭＰａ
３
ｄ１＝１７．２＝１８０㎜
根据结构要求取轴伸直径１８０㎜２．确定胀套处轴径
弯曲时的有效应力集中系数Ｋσ＝１．５２扭转时的有效应力集中系数Ｋτ＝１．５７轴表面质量系数β＝０．９弯曲时的尺寸影响系数ε＝０．６σ扭转时的尺寸影响系数ε＝０．６τ
材料拉伸的平均应力折算系数ψ＝０．３４σ材料扭转的平均应力折算系数ψ＝０．２１τ
!
!
３
ｄ２＝３．１４×２４＝１３５６．５ｃｍ３ｄ２＝２４０㎜处的抗弯截面模数Ｚ＝π
ｄ３２＝２Ｚ＝２７１３ｃｍ３
抗扭截面模数Ｚｐ＝π
Ｍ＝５２０００＝３８．３ＭＰａ对称循环弯曲应力的应力幅σａ＝
Ｔ＝４００００＝７．４ＭＰａ脉动循环扭转应力应力幅τａ＝
Ｐ脉动循环扭转应力平均应力τｍ＝τａ＝７．４ＭＰａ
３
３
仅考虑弯矩作用时的安全系数：
按弯扭合成强度计算轴径
ｄ＝２１．６８
轴在胀套处所受弯矩Ｍ＝５２０００Ｎ・ｍ，轴在胀套处所受扭矩Ｔ＝
・４００００Ｎｍ
校正系数对于单向旋转ψ＝０．７
轴径ｄ２＝２１．６８
!
－１ｐ
Ｓσ＝
σ２３５－１
＝＝２．１８
σ＋ψσ×３８．３＋０．３２×０ασｍσ
仅考虑扭矩作用时的安全系数：
Ｓτ＝
!
３
＝１５３㎜τ１３５－１
＝＝５．８５
×τ＋ψ×τ×７．４＋０．２１×７．４ατｍτ
・Ｓτ＝２．１８×５．８５＝２．０４（下转第５３４页）安全系数Ｓ＝Ｓσ!στ!５９３
科技信息○科教视野○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第１７期
互邻———指拥有共同边界线（点）的两个直接相邻的区域。
图９”所示。具体如“图７”“～图１０”可知：（３）由“
用Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ四种不同的颜色就可以达到区别“地图”上所有区域的目的了。
四色定理”证明完毕。至此，“
因此，我们可将“四色定理”称之为“砖墙定理”。图１０”中的，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分别代表一块“砖”（“。）（４）关于四色定理的本质及其推论①关于四色定理的本质。
四个象限”在笛卡尔平面座标系中，平面被分为“，这就是四色定
理成立的本质原因。
●。②关于四色定理的推论
在笛卡尔空间座标系中，空间被分为“八个区域”，由此可知：用Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ八种不同的颜色就可以达到区别“空间”上所有区域的目的了。
最基本的”事实。越是“复杂”的东西，就越要抓住“
图
７图８
图７”中：“
与１，２…，Ｋ“Ｘ区域”
为互邻关系。
２与４及５与７，则为非互邻关系。
●全文结束语
自由落体，万有引力；当然现象，（有其）当然（的客观）原因。哲学上的正确，是事业走出困境的先决条件，但如果拒绝正确的哲学思想，则就会继续迷失方向。
所以，自觉或比较自觉地以正确的哲学思想指导工作，就能少些挫折。
不同的观念和思路，导致不同的出路和结果。面对困难，往往需要改变固有的观念和思路，即“解放思想，实事求是”。
子绝四：毋意，毋必，毋固，毋我。办任何事情都需要“投资”，我们切不可忽视在正确的哲学思想方法方面的“精神投资”。
越是抽象的东西，就越要联系实际。
意志、胆量和正直。科科学不仅仅需要智慧，往往更需要激情、
转换为“图８”现将“图７”，可
中原有的Ｘ，１，２，…，Ｋ图８”知：在“
图９各区域之间的互邻关系是保持不变
的。图９”中的Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分注：“
转换为“图９”现将“图８”，可别代表四种不同的颜色
。
知：在“图９”中原有的Ｘ，１，２，…，Ｋ
各区域之间的互邻关系仍然是保持不变的。
因此，从互邻关系保持不变的角度来说“图９”与“图７”是“等效的”。
是“地图”中的任意的某个区域。由于上述图中的“Ｘ”
与“图７”是因此，从互邻关系保持不变的角度来说以下的“图１０”
等效的”“。
图１０
注：“图１０”中的，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分别代表四种不同的颜色。
（上接第５９３页）根据经验滚筒轴的许用安全系数ＳＰ＝１．８所以Ｓ＞ＳＰ，滚筒强度满足要求
ｔ＝
六、轴的刚度校核
轴的当量直径
ｄ４ｖ＝
ｌ
ｉ＝１
"ｌ
＝
ｉ
ｉ
３０５０３．１３×１０９
２＋２＋２＋式中：Ｚ：滚筒所受合张力ｋｇ
ｍｍＲ：滚筒半径
Ａ０：两幅板之间距离ｃｍｔ：筒皮厚度ｍｍ
将Ｚ＝２６０ｋＮ＝２６０００ｋｇ，Ｒ＝５００ｍｍ，Ａ０＝２２５ｃｍ带入得：
$０
２
２
最大挠度ｆｍａｘ＝ｐａｌ×（３－４α）
ｔ＝
α＝ａ＝４００＝０．１３１Ｅ＝２．０×１０５ＭＰａ
惯性矩Ｉ＝πｄ４ｖ＝３．１４×３．１３×１０９＝１．５４×１０８ｍｍ４
１０３×４００×３０５０２×ｆｍａｘ＝１３０×（３－４×０．１３１２）＝０．６２５ｍｍｆｍａｘ＝０．６２５＞Ｌ＝１．２２
满足要求
考虑加工筒皮时存在厚度差及筒皮外园的螺旋刀纹对筒皮厚度的影响取筒皮厚度ｔ＝２０ｍｍ。
根据该设计计算我们加工制造的滚筒，经过两年的运行，效果良好。
传动滚筒的计算在滚筒的制造中起着非常重要的作用，但滚筒的制造工艺也不可忽视，比如轴的热处理技术、无损探伤手段、加工质量等都决定着滚筒的寿命。因此，要获得高质量的产品，首先计算要准确，设计要合理，加工技术要有保障。科
$
＝８ｍｍ参考文献
［１］宋伟刚．散状物料带式输送机设计，东北大学出版社．［２］ＤＴＩＩ（Ａ）型带式输送机设计手册，冶金工业出版社．
七、确定筒皮厚度筒皮厚度按Ｄ×型钢丝绳胶带输送机计算书中经验公式：
］＝１３００ｋｇ／ｃｍ２确定σ＝１．１２ＺＲ≤［σ
０５３４