开炼机辊筒受力研究分析
采煤机滚筒和截齿受力分析及优化
采煤机滚筒和截齿受力分析及优化采煤机螺旋滚筒作为截煤和装煤的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着采煤机的工作效率和煤炭的质量。
以往采煤机滚筒截割受力的研究在研究方法和理论分析上存在着许多问题和不足。
因此,以实际生产工况和滚筒原始模型参数为依据建立采煤机滚筒截割煤壁的仿真模型,模拟截煤的动态过程,研究滚筒部分结构参数对其截割性能的影响,进而改进和优化滚筒结构,课题在提高采煤机截割性能及滚筒结构设计方面具有指导意义。
本课题主要进行三部分的研究。
第一部分利用UG建立采煤机螺旋滚筒的三维模型,使用离散元软件PFC对煤壁宏观参数进行标定并建立煤壁模型,分析滚筒截割煤壁的动态过程,验证了离散元法分析滚筒截煤动态过程的可行性;第二部分在前面内容的基础上研究截齿安装角度和截线距对滚筒截割性能的影响,绘制整个截割过程中滚筒的截割力曲线,得到单位时间内滚筒截落的煤壁颗粒体积以及截割比能耗,通过统计对比分析,对截齿安装角度和截线距两个重要结构参数进行优化。
第三部分利用有限元软件ABAQUS对3组不同螺旋叶片升角的滚筒截割煤壁的过程进行仿真分析,求取相对应的截割力的平均值和标准差,通过分析滚筒整体受力大小和波动程度,得到使滚筒截割性能较好的叶片升角取值。
研究结果表明:从滚筒受力情况和截割比能耗来看,在相同截割条件下选用截齿安装角度为45°的滚筒较其余四种安装角度更为合适;整个截割过程中截线距较小的滚筒整体受力较小,但截割载荷波动并不一定较小,截线距为70mm的滚筒截割比能耗较小,综合滚筒受力情况和截割比能耗来看,滚筒截线距应取60~70 mm为宜;螺旋叶片升角对滚筒截割受力是有一定影响的,叶片升角20°的滚筒整体所受截割力较小,叶片升角18°滚筒载荷波动较小,升角22°滚筒截割受力情况较差,不宜选用升角过大(22°)的滚筒进行截割。
通过分析研究得出了滚筒结构参数包括截齿安装角度、截线距和螺旋叶片升角对滚筒截割性能的影响,为合理的选择滚筒结构参数提供了参考和依据。
滚筒转动阻力-概述说明以及解释
滚筒转动阻力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述：滚筒转动阻力是指在滚筒运动过程中所受到的阻碍转动的力。
在工业生产中，滚筒是一种常见的输送设备，其转动畅顺与否直接影响到生产效率和设备的使用寿命。
因此，研究和分析滚筒转动阻力的影响因素以及减少阻力的方法具有重要的意义。
本文将从滚筒转动阻力的定义及其影响因素入手，探讨如何通过有效方法来减少滚筒转动阻力，以提高设备运行效率，降低能耗，进而促进工业生产的可持续发展。
1.2 文章结构：本文将主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对滚筒转动阻力进行概述，介绍文章的结构和目的。
在正文部分，我们将详细探讨滚筒转动阻力的定义、影响其的因素以及减少滚筒转动阻力的方法。
最后，在结论部分，我们将总结本文的主要内容，讨论滚筒转动阻力的实践意义，并展望未来可能的研究方向。
整个文章结构清晰，逻辑性强，旨在帮助读者更好地理解和应用滚筒转动阻力相关知识。
1.3 目的：本文旨在探讨滚筒转动阻力的相关问题，深入分析滚筒转动阻力的定义、影响因素和减少方法，以帮助读者更好地理解和解决滚筒设备在运行过程中所面临的挑战。
通过对滚筒转动阻力的研究，我们可以更好地优化设备运行效率，减少能源消耗，延长设备寿命，提高生产效率，从而实现经济效益和环境效益的双重目的。
希望本文能为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和指导，推动滚筒设备领域的进步与发展。
2.正文2.1 滚筒转动阻力的定义滚筒转动阻力是指在滚筒转动过程中受到的阻碍力，其大小取决于滚筒的结构、材质、表面润滑情况以及与其他部件的接触方式等因素。
滚筒转动阻力会导致能量损耗，影响设备的效率和运行成本。
在工程领域中，滚筒转动阻力是一个重要的研究课题。
通过准确测量和分析滚筒转动阻力，可以评估设备的性能和稳定性，进而优化设计方案和改进工艺流程。
同时，合理降低滚筒转动阻力可以减少能源消耗，提高生产效率。
在实际应用中，为了减少滚筒转动阻力，可以采取一系列措施，如优化滚筒的表面光洁度、选用适合的润滑方式、调整滚筒的使用方式等。
大容量连续油管滚筒的研究
the capacity of the coil tubing reel. The findings show that under the strict conditions of aad transportation, the
use of elliptical reel is an effective way to increase the capacity of the coil tubing reel. The research done
文献标志码：A 文章编号$1000 -4998(2021)06 -0025 -05
Abstract: The coil tubing reel is the coa equipment of the coiled tubing machine and plays an important
role in the operation of the coiled tubing machine. In order to increase the copacity of the coil tubing reel, a
provides a afeancc foe We design of the Vac—opacity coil tubing reel.
Keywordt: Tubnng Reel Retearch
1研究背景
自第一台连续油管作业设备问世以来，连续油管
技术和连续油管作业机至今已有50多年历史，国 开
展连续油管技术与装备的研究、开发也
最大振幅/mm 1.455 2.957 2.799 2.889 3.493 3.262 2.601 3.734 3.899 3.627
椭圆形滚筒 ♦圆形滚筒
一二三四五六七八九十 阶次
测井车电缆滚筒侧板受力分析
ＺＨＡＮＧ ａ ｇ ｑｎ Ｇｕ ｎ — ｉｇ ～，ＣＨＥＮ ｉｎ ～，Ｌ Ｎ ｅ — ｎ 。 ＩＺ ｅ － ａ ｇ Ｍ ａ Ｉ Ｓ ｎ ｍｉｇ ，Ｌ ｈ ｎ ｊ ｎ ｉ
（ ． ｌｅ ｆ Ｐｅｒ ｌｕ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ Ｃ ｉａ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｔｏｅ ｍ ，Ｂｅｊｎ ０ ２ ９ Ｃ ｉａ； ＢＰｊ ＫＰ １ Ｃｏｌｇｅｏ ｔｏｅ ｍ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｈ ｎ ｉｅｓｔ ｏ Ｐｅｒ ｌｕ ｙ ｉｉｇ １ ２ ４ ， ｈ ｎ ２ ｉｉ ． ｖ Ｌａ ｏ ａ ｏｙ ｏ ｂ ｎ Ｏｉ ａ ｄ Ｇａ ｓｒｂ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｂ ｒ ｔｒ ｆ Ｕｒａ ｌ ｎ ｓＤｉｔｉｕ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｃ ｉａ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｒ ｌｕ Ｂｅｊ ｎ Ｏ ２ ９ Ｃ ｉ口； ｏ ｈ ｎ ｉｅｓｔ ｏ Ｐｅｏ ｅ ｍ， ｉｉｇ １ ２ ４ ， ｈ ｙ
维普资讯
２０ 年 第 ３ ０７ ６卷 第 ８期 ９ ８页
石 油 矿 场 机 械
ＯＩ ＦＩ ＬＤ ＥＱＵＩ Ｌ Ｅ ＰＭＥＮＴ ２ ０ ，６８ ９ ０ ７ ３ （ ）：８～ １ １ ０
文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ２ ２ ０ ） ８ ０ ９ — ４ ０ １３ ８ （ ０ ７ ０ —０ ８０
摘要 ： 针对 测 井车上 电缆 滚 筒侧板 的 开裂 问题 ， 立 了２ 维弹 塑 ｔ 限元 模 型 。通过 计 算 ， 析 了 建 － ． ｇ有 分
侧 板 工作 状 态 下位 移 、 效应 力的 分布规 律 ， 等 以及 肋板 数 目对 于侧 板 受 力 的 影响 程 度
。
研 究发 现 ，
．
３ Ｘｉｊａ ｇ Ｏｉ Ａｄｍｉｉｔａ ｉｎ Ｍａ ｈ ｎ ｒ ｍｐａ ． ｎ ｉｎ ｌ ｎ ｓｒ ｔ ｃ ｉｅ ｙ Ｃｏ ｏ ｎｖ，Ｋｅ以 ｙ ３ ０ ０， ｈ ｌ ａ ｉ８ ４ ０ Ｃ ｉｎ； ４ Ｔｕ ａＩ ｓｉｕｅｏ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ． ｈ ｎ ｔｔｔ ｆ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｎ ｃ ｎ ｌｇｖ，Ｓ ａ 以 ８ ８ ０ Ｃ ） ｈ 钾 ｈ ３ ２ ２， ｈｉ以
开炼机辊筒受力分析
开炼机辊筒受力分析开炼机的辊筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力。
由于胶料横压力的作用，辊筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辊筒要承受扭转应力，可见辊筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力。
此外，辊筒的自重作用都必须给予考虑。
由于辊筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对辊筒强度有影响，在精确计算时都应考虑。
担内应力因计算困难，一般可在安全系数中考虑即可。
辊筒在工作状态下的负荷如图2－33所示。
1．胶料对辊筒的横压力P p=p·L公斤P px=P p·cosβ公斤P py＝P p sinβ公斤式中P p——总横压力，公斤；P——单位横压力，公斤/厘米；P px，P py——横压力的水平分力，垂直分力，公斤。
2．驱动齿轮的作用力大小驱动齿轮在传动过程中，齿轮间便产生相互作用的力（如图2－33所示）：圆周作用力P的方向与节圆相切；径向作用力T的方向与齿轮的半径方向一致。
大驱动齿轮圆周作用力：P ＝12d M k 公斤 式中M k ——作用在大驱动齿轮上的扭矩，公斤∙厘米；d 1——大驱动齿轮的节圆直径，厘米。
这里应指出：经电动机、减速器、大驱动齿轮传来的扭矩，是供前后辊加工胶料的需要，故由前后辊筒共同承担。
即 M k ＝M k1+M k2公斤∙厘米M k1=9740011n N 公斤∙厘米 M k2=9740022n N 公斤∙厘米式中 M k ---大驱动齿轮的扭矩，公斤∙厘米；M k1、M k2——前、后辊扭矩，公斤∙厘米；N 1、N 2——后、前辊消耗功率，千瓦；n 1、n 2——后、前辊转数，转/分。
在炼胶时可粗略地认为M k1＝M k2圆周作用力的水平分力和垂直分力分别为：P x ＝P ·cos α'公斤P y ＝P ·sin α'公斤式中 α'——大小驱动齿轮轴线与垂直线偏移角（一般α'＝15～200）。
铰链和辊轴的受力分析.ppt
A
二.刚体
我们称这个力系为平衡力系。 F
就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
三.平衡
是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
5
§1-2 静力学基本公理
公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的 实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
S1 S'1 S2 S'2
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2.光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计) 约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体
P P
N
N
NB NA
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3.光滑圆柱铰链约束 ①圆柱铰链
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YA
A
A
XA
A
17
②固定铰支座
18
固定铰支座
19
滑槽与销钉 （双面约束）
20
二力杆
21
活动铰支座（辊轴支座）
一、力的概念
1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。
2. 力的效应： ①运动效应(外效应)பைடு நூலகம்②变形效应(内效应)。
3. 力的三要素：大小，方向，作用点 力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
FA
千牛顿(kN)
4
力系：是指作用在物体上的一群力。
平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，
33
5、受力图上只画外力，不画内力。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有 可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分 内力，就成为新研究对象的外力。
开炼机的工作原理
开炼机的工作原理思考几个问题1.开炼机为什么能够把高弹性的生胶转变为具有可塑性状态的塑炼胶呢？用开炼机进行塑炼，主要就是通过两个相对回转的辊筒对胶料产生的剪切、挤压作用，使胶料原有的大分子链被打断,从而使得胶料原有的弹性降低，可塑度提高，有利于下面加工工序地进行。
目前使用的塑炼方法主要是包辊塑炼法和薄通塑炼法。
2.如何把胶料与各种配合剂均匀混合在一起？开炼机在炼胶过程中主要是依靠两个相对回转的辊筒对胶料产生挤压、剪切作用，经过多次捏炼，以及捏炼过程中伴随的化学作用，将橡胶内部的大分子链打断，使配方中的各种成分掺和均匀，而最后达到炼胶的目的。
从辊筒间隙中排出的胶片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，重新返回两辊间，这样多次往复，完成炼胶作用。
在塑炼时促使橡胶的分子链由长变短，弹性由大变小；在混炼时促使胶料各组分表面不断更新，均匀混合。
在间歇操作的开炼机上，加料后胶料反复通过辊距数次，最后切割下片。
间歇炼胶过程图1－加料2－捏炼3－切割胶料在用作连续操作的开炼机上，胶料从辊筒的一端连续的加入，按炼胶工艺规定的时间反复通过辊筒数次，从辊筒的另一端连续切割所要求的胶条。
如图所示。
连续炼胶过程图1－切胶刀2－带状胶条3：胶料在开炼机上加工时，应具备哪些条件才能得到良好的炼胶效果呢？我们将从两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。
A、从力学角度来研究胶料进入辊距的条件在炼胶操作时我们可以看到，当胶料包覆一个辊筒后两辊筒间还有一定数量的堆积胶，这些堆积胶不断被转动的辊筒带入辊隙中去，而新的堆积胶又不断形成。
这些堆积胶对炼胶效果的影响是很大的。
若堆积过多，过多的堆积胶便不能及时进入辊隙，只能原地轻轻抖动，此时炼胶效果显著下降。
若堆积胶过少，则不能形成稳定连续的操作。
可见，确定适量的堆积胶是必要的，为此就需要引入一个称之为接触角的概念。
所谓接触角，即胶料在辊筒上接触点a与辊筒断面圆心连线和辊筒断面中心线的水平线的交角，以α表示。
采煤机螺旋滚筒载荷分析
4.1：截齿受力分析：
截齿截割煤岩的载荷是随机的，具有平稳随机函数的性质。截割力和推进力的分布函数和分布密度属 分布，侧向力属于正态分布。螺旋滚筒的载荷谱也是随机的，当同事截割的截齿数 时，总载荷属于正态分布。截割力、推进力、推进力、侧向力的数学期望值（均值）、方差、相关系数，都可以按统计方法进行分析。
单齿截割力公式都是从Z=Ah出发，然后考虑各种影响因素，乘以各种系数确定的。
4.2：螺旋滚筒受力分析：
有了单个截齿的负荷，螺旋滚筒的平均载荷就可以叠加得到。螺旋滚筒所受载荷如图4-1所示。
图4-1 螺旋滚筒受力简图
以前滚筒为例，第i个截齿所受到x、y、z坐标轴的分力之和，即
螺旋滚筒截割力矩为：
式中 —前后滚筒截齿同时截割煤的截割阻力之和，N。
滚筒截割所消耗的功率为：
滚筒截割的比能耗为：
截齿排列虽然均匀，但是不连续，所以滚筒载荷是不均匀的。截割力 的载荷波动性（或连续不均匀载荷）用变差系数来衡量，它表明截割能力与其值的偏离程度。变差系数的概念和随机概率中方差是一致的。变差系数越小，说明截割时的载荷波动小，机器的平稳性越好。截割力（或截个阻力矩）的变差系数允许值 .实验表明，同时截割齿数越少，变差系数增大，机器振动加剧，即机器平稳性和传动件的可靠性变差，甚至会因为振动过大或连接件振坏，使机器无法正常运转。
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开炼机辊筒受力分析
开炼机的辊筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力，那么开炼机辊筒是如何受力的呢？下面利拿机械工程师来详细的讲解：开炼机辊筒受力分析
由于胶料横压力的作用，辊筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辊筒要承受扭转应力，可见辊筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力，此外，辊筒的自重作用都必须给予考虑，辊筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对辊筒强度有影响。
胶料对辊筒的横压力计算公式：
Pp=P·L公斤
Ppx=Pp·cosβ公斤
Ppy=Pp sinβ公斤
Pp————总横压力（公斤）
P————单位横压力（公斤，厘米）
Ppx，Ppy————横压力的水平分力，垂直分力（公斤）
驱动齿轮的作用力：
大小驱动齿轮在传动过程中，齿轮间便产生相互作用的力,圆周作用力与节圆相切，径向作用力的方向与齿轮的半径方向一致
速比齿轮的作用力：
在炼胶时前辊筒的扭矩是通过速比齿轮传动的，当速比很小时，两辊筒的扭矩相等，速比齿轮的扭矩之和即为大驱动齿轮扭矩Mk
辊筒强度计算：
辊筒的强度计算包括：支反力、扭矩和危险断面强度的计算。
在计算时，前后辊筒工作条件相似。
为安全起见，看做后辊筒沿全长传递全部扭矩。
一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辊恶劣，一般只对后辊计算。
1、辊筒支反力的计算
计算辊筒的支反力是分别求出水平方向和垂直方向的，最后合成
（1）水平方向支反力
（2）垂直方向支反力
（3）合成支反力
2、剪应力计算
3、辊筒的强度计算
根据辊筒的受力状态，是属于弯曲与扭转联合作用下的复合应力。
根据力学中的强度理论，可按修正后的第二强度理论计算工作应力。