堆取料机浮动支承式传动滚筒轴径的计算分析

摘要：本文介绍了堆取料机中带式输送驱动装置单点浮动支承结构型式，采用传统力学方法对传动滚筒轴进行受力分析，为该类型产品传动滚筒轴强度理论计算提供参考。

关键词：堆取料机；带式输送机；浮动支撑结构型式；受力分析；强度；计算

带式输送机作为堆取料机、斗轮挖掘机、排土机、转载机等大型散料装卸设备、大型露天设备重要的部件，其中驱动装置更是带式输送机的动力来源，设计的是否合理至关重要。

随着技术的引进，1991年前后与德国塔克拉夫合作，在带式输送机上引进了五个比较重要的技术，一是铸焊滚筒技术，二是整体冲压轴承座技术，三是无键联结技术，四是硬齿面减速机技术，五是带式输送机驱动装置单点浮动支承技术。

带式输送机驱动装置单点浮动支承技术有诸多优点，但对驱动滚筒轴的强度提出了较高的要求。某港口散料输送系统项目由于设计考虑不周，悬臂回转堆料机中悬臂带式输送机驱动装置距离传动滚筒支撑钢构距离较小，造成驱动装置检修空间过小，由于更换滚筒造价较高，使用单位要求对驱动滚筒轴做加长350毫米的处理要求。为了设备安全运行，根据这个要求，对驱动滚筒轴加长350毫米方案作了详细的分析和校核。

一、单点浮动支承结构简介

带式输送机传动装置中取消传动滚筒轴和减速机输出轴之间的联轴器，而把减速机的末级齿轮轴套装在滚筒轴上，其整个驱动装置浮动在单点支承上，这就是单点浮动驱动装置，如图1所示。

二、传动滚筒轴加长计算校核

（一）原始参数

原传动滚筒轴材料为40 Cr；调质处理；力学性能：抗拉强度，屈服点，弯曲疲劳极限，扭转疲劳极限，许用静应力，许用疲劳应力；滚筒所受合张力；驱动装置输出额定扭矩M=17881N·m，过载系数按2；原传动滚筒轴尺寸图如图2所示；要求将轴加长350毫米。

根据图3分析危险截面分别有n—n截面、m—m截面和o—o截面，现分别对三个危险截面按弯扭组合验算轴径强度。

（二）n—n危险截面验算

一般机械中轴的允许偏转角θp=0.05，由于θp=0.05>0.000775=θC，所以伸出轴的偏转角满足要求。

（2）由驱动装置自重对伸出轴的挠度校核，如图4所示。

（3）由滚筒合张力对伸出轴的挠度校核，如图5所示。

（三）结论

m—m危险截面及o—o危险截面的不用再校核，传动轴加长350毫米，传动轴轴径局部做细微调整后，轴径满足强度要求。

三、结语

本文以堆取料机常用的带式输送机驱动装置单点浮动支承为例，较为详细的校核了传动滚筒轴强度以及传动滚筒轴外伸挠度的校核，经实践检验本文计算及各种系数的选取是可行的，对工程上的实际应用有一定的参考价值。

参考文献：

[1]臂式斗轮堆取料机.型式和基本参数[M].北京：中国标准出版社，2011.

[2]机械行业标准.斗轮堆取料机术语[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]机械行业标准.臂式斗轮堆取料机技术条件[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4]张质文等.起重机设计手冊[M].北京：中国铁道出版社，2001.

[5]成大先主编.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，1994.

[6]带式输送机[M].北京：中国标准出版社，2009.

作者简介：

张海宽，北方重工集团有限公司；

崔琳，北方重工集团有限公司；

张元平，北方重工集团有限公司；

崔安，北方重工集团有限公司。