形的环形凹槽;胀套内环12为截面为楔形的环形结构;两个胀套内环12分别嵌装在胀套外环11的两个环形凹槽内，两个胀套内环12通过螺钉连接。通过调节螺钉，可以调节胀套装置2与滚筒轴1和轮毂6之间的胀紧程度。
[0024]如图3所示，支撑环装置9包括支撑外环13、三根支撑立柱14和支撑内环15，支撑外环13通过三根支撑立柱14与支撑内环15连接，支撑外环13与支撑内环15同轴，多根支撑立柱14沿圆周方向均匀布置。
[0025]如图4所示，胀紧套10包括螺钉16、胀套外环17和胀套内环18，胀套外环17的内孔为锥孔，胀套内环18呈锥形，胀套外环17的内孔与胀套内环18配合，并通过螺钉16连接。通过调节螺钉16来调节胀套与滚筒轴1及支撑装置内环15，支撑装置外环13与筒体7的胀紧程度。
[0026]本发明设计时，首先对未添加支撑环装置9时的滚筒装置进行实体建模，通过模拟滚筒装置实际受载进行有限元仿真分析，从而得出本发明的筒体7实际应力和变形的分布特点，如图5、6所示。由图5中的应力分布图找出筒体7存在较大应力处，由图6中的筒体总变形图在筒体7表面上找出变形量大的区域，在筒体7变形量最大的区域设置支撑环装置9，并在辐板5装置上设置加强筋8，并将加强筋8、轮毂6、辐板5设置为整体结构来提高本发明的强度。建立本发明的实体模型，再重新对本发明进行有限元分析，从而得出本发明的筒体7上的应力和变形分布及变形情况，如图7、8所示。筒体7的应力及变形均明显减小，通过对图
5、6与图7、8对比可以发现，筒体7的应力及变形均明显减小，变形大约为不添加支撑环装置时的1/4。
[0027]本发明采用基于有限元分析的结构设计方法，准确分析出筒体7上各位置的应力应变云图，找出应力应变危险区域(包括位置和大小)，然后进行有针对性的降低应力应变局部结构优化设计，以满足结构强度设计准则要求，克服了传统经验设计中采用增大安全系数所导致结构体积过大、重量过重的弊端，而且有效避免了滚筒结构设计的盲目性，大大缩短了结构设计周期，降低了设计成本，减少了滚筒结构应力失效导致机械故障率，为设计出重量轻、强度高、安全可靠的滚筒提供了科学的依据。
[0028]本发明在筒体7和滚筒轴1之间设置支撑环装置9，支撑环装置9与滚筒轴1之间设置胀紧套10，通过调节胀紧套10的螺钉16来调节胀紧套10与滚筒轴1、胀紧套10与支撑环装置9、支撑环装置9与筒体7之间的胀紧程度，他们之间均通过过盈配合方式连接，胀紧后支撑环装置9与胀紧套10随滚筒轴1 一起转动，对筒体7起到支撑作用，提高筒体7的强度和支撑刚度。
[0029]本发明在轮毂6、辐板5之间设置加强筋8，加强筋8与轮毂6、辐板5设置为整体结构，采用锻造工艺制造而出，再将整体式辐板装置与筒体7之间通过焊接方式连接。整体式辐板装置内部组织为纤维状结构，力学性能更好，同时制造工艺更加简便，减少了焊接的次数和辐板5、轮毂6上的焊接应力。整体式辐板装置与滚筒轴1之间通过胀套装置2以过盈配合方式连接，安装、调节更方便，胀紧后胀套装置2与滚筒轴1、筒体7—起转动。
[0030]本发明在筒体7上设置底胶3和面胶4，底胶3与筒体7、面胶4之间通过粘接剂以粘接方式连接。面胶4上设置若干沟槽，可以有效的增大其与皮带之间的摩擦系数，防止本发明在工作时筒体7与皮带之间出现打滑现象，同时还可以及时排泄落在滚筒上的粉尘及雨水。
【主权项】
1.一种整体式支撑低应力带式输送机滚筒，包括滚筒轴、胀套装置、筒体、辐板及轮毂；所述的轮毂通过胀套装置安装在滚筒轴上，所述的筒体通过辐板安装在轮毂上，筒体和滚筒轴同轴;其特征在于:还包括支撑环装置，支撑环装置包括支撑外环、支撑立柱和支撑内环，支撑外环通过支撑立柱与支撑内环连接;支撑环装置的支撑内环安装在滚筒轴上，支撑外环与筒体配合;所述的辐板和轮毂之间通过加强筋连接成一整体。2.根据权利要求1所述的整体式支撑低应力带式输送机滚筒，其特征在于:所述的支撑环装置包括多个支撑立柱，支撑立柱沿支撑外环的半径布置，多个支撑立柱沿圆周方向均匀布置;支撑环装置的支撑内环通过胀紧套安装在滚筒轴上。3.根据权利要求2所述的整体式支撑低应力带式输送机滚筒，其特征在于:所述的胀紧套包括螺钉、胀套外环和胀套内环，胀套外环的内孔为锥孔，胀套内环呈锥形，胀套外环与胀套内环配合，并通过螺钉连接。4.根据权利要求1所述的整体式支撑低应力带式输送机滚筒，其特征在于:胀套装置包括胀套外环和两个胀套内环，胀套外环的两端面上分别设有截面为楔形的环形凹槽;胀套内环为截面为楔形的环形结构;两个胀套内环分别嵌装在胀套外环的两个环形凹槽内，通过螺钉连接。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的整体式支撑低应力带式输送机滚筒，其特征在于:筒体的外侧壁上粘接有底胶，底胶的外侧粘接有面胶，面胶表面设置有若干沟槽。6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的整体式支撑低应力带式输送机滚筒，其特征在于:所述的辐板、轮毂及加强筋锻造成整体结构。
【专利摘要】本发明公开了一种整体式支撑低应力带式输送机滚筒，包括滚筒轴、胀套装置、筒体、辐板及轮毂；所述的轮毂通过胀套装置安装在滚筒轴上，所述的筒体通过辐板安装在轮毂上，筒体和滚筒轴同轴；还包括支撑环装置，支撑环装置包括支撑外环、支撑立柱和支撑内环，支撑外环通过支撑立柱与支撑内环连接；支撑环装置的支撑内环安装在滚筒轴上，支撑外环与筒体配合；所述的辐板和轮毂之间通过加强筋连接成一整体。本发明筒体的强度和刚度高，因而筒体的应力及变形小，延长了本发明的使用寿命，提高了带式输送机的可靠性；同时该发明结构简单巧妙、安装方便、制造成本低，可在带式输送机技术领域广泛推广应用。
【IPC分类】B65G39/07, B65G39/02
【公开号】CN105460542
【申请号】CN201510845191
【发明人】宾光富, 张文强, 李学军, 肖冬明, 叶桂林, 郭帅平, 曹伟强
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月26日