刮板输送机链轮轴的设计与其他计算

1、科技创新刮板输送机链轮轴的设计计算方法任兰柱1 ,2 穆润青3 崔风禄4 陈艳新4(11 辽宁工程技术大学, 辽宁省阜新市, 123000 ;21 中国矿业大学(北京校区), 北京市海淀区, 100083 ;31 张家口煤机公司, 河北省家口市, 075025 ;41 开滦集团钱家营矿业公司, 河北省唐山市, 063000)摘要单机功率700kW 、链条直径42mm 的刮板输送机是目前国内外市场上最高端的刮板输送机, 其中链轮轴是驱动系统的最关键部件, 它的设计是一个新课题计理论给出了链轮轴的各部分长度和直径尺寸, , 求出安全系数是可靠的。关键词刮板输送机链轮轴, 700kW , 链条直径4

2、2mm 的刮板输送机是目前国内外市场上最高端的刮板输送机, 它的链轮组件设计是一个新课题。其中, 链轮轴是驱动系统最关键的部件。本链轮轴的设计要求是: P = 700kW , 输入的转矩为T = 177kN ·m, 转速n = 371 76r/ min , 初选轴的材料为42Cr M0 调质, 毛坯直径为300 500mm , 硬度为207269 HBS 。由设计手册可查得: b = 1080MPa , s = 930MPa , s = 12%, = 45%, Ak = 63J , -1= 550MPa , -1 = 320MPa 。1 确定轴的最小直径d336= 2621 64mm

3、 。9550000由于轴中心要求有70mm 的通油存油, 而联轴器选择时所要求的传动力矩大, 有轴的尺寸大, 强度要求高、工作条件差、载荷大, 故最小直径取d = 280mm 。2 轴的长度确定因d A3, 又由于T = 9550000 P/ n, 故d nA。由轴的常用材料可查得A 值: A = 1001 798 ,3轴承的选择: 可查得( GB/ T299 -1995)d = 300 ,D = 420 ,B1 = 160 , da = 317 , Da = 408 ,a2 =171 5 , ras =3 , rbs =1 ,e =01 28 ,Y1= 21 4 ,Y2 =31 6 ,Y0

4、=21 3 , Cr = 1360 ,C0 r = 3610 , 油润滑n =560r/min, 重量W = 861 8kg , 代号: 352960X2 -1 。设计轴分三节: 故链轮内孔轴节部位试选d = 340mm 。轴上依次装有半联轴器( B = 180mm , 浮分套圈( B = 750mm) , 轴承( B = 160mm) , 链轮( B = 240mm) 。所以轴的总长L = (180+75+160+ 240) ×2 = 1310mm 。两个轴承中点之间的长度L0 = 160 ÷2 +240 + 240 + 160 ÷2 = 640mm 。由于两条

5、链环之间要有LB = 200mm 。所以左轴承中心至左链环之间的距离L1= 220mm 。左轴承中心至右链环之间的距离L2=中国煤炭第32 卷第8 期2006 年8 月取A = 100 , 所以d A= 100 d A基金项目: 国家重点技术创新项目“煤基柴油代用燃料的制备与燃用”, 同时也是中国矿业大学“211 ”工程学科建设重点项目42420mm (见图1)。S=a+m=×841 538 + 01 43 ×841 5381 ×01 54图1 链轮轴简图= 11 6954所以平均应力m =a , 根据公式:S=3 链轮轴受力分析(图2)t+m=×61

6、169 + 01 29 ×61 1691×060轴传递的转距:T= 177kN ·m链轮上的圆周力:Ft= = 571890Nd 01 619轴上的所受到链轮的径向力:Fr = Ft = 571890N轴上的轴向力:Fx 最大的1 Fr2 = T = 571890 ×220 ×= 1770 ×103 = 606380400N ·。= 181 817式中: K, K有效应中系数, K取1, K, =01 = , 54 , 60 , 平均应力折算系数, =01 43 , =01 29所以安全系数, 根据公式:S=+S=1 695

7、42 + 181 8172图2 链轮轴受力分析图= 11 68856又取S =11 3 11 8 , 取S =11 5 , 所以S > S , 因此该轴是安全的。参考文献:1 牛树仁, 陈滋平1 煤矿固定机械及运输设备M 14 安全系数的计算由于是脉动循环弯曲应力, 故弯曲应力:= a= 3 4)2W01 2 d(1 -v北京: 煤炭工业出版社, 19882 北京矿业学院等矿山运输教研组1 矿山运输M 13=01 2 ×3303 ×10-9 ×1 -(70/ 330) 4 北京: 中国工业出版社, 19613 中国矿业学院主编1 矿山运输机械M 1 北京:= 841 538 ×106 Pa剪切应力:T= =4 )2 ×01 2d3 (1 -v01 4 ×330×10-9 ×1 -(70/ 330) 4 33煤炭工业出版社, 19804 机械工程手册编辑委员会1 机械工程手册M 1 北京: 机械工业出版社, 19965 卜炎等1 中国机械设计大全M 1 江西科学技术出版社, 20016 毛君, 解本铭, 孙国敏1 带式输送机动态设计理论= 61 169 ×106