回转分级筛主轴的强度分析和结构优化
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已知箱体加物料质量共 ６０ ｇ 偏心距 为 ０ ０ ｍ， ５ｋ ， ．３
转速 ２ ０ ｍ ｎ 电机功率 ３ Ｗ。 ４ｒ ｉ， ／ ｋ 主轴传 递 扭矩 为
锐 （ ９ ７一） 男 ， 宁营 口人 ， 级工 程师 ， １６ ， 辽 高 博士 ， Ｅ （
ｍ ｉ ｕ ｎｕ０ ２ ＠ ｓ ａ ｃ ｒ 。 ａｌ ）ｙ ａ ｒｉ５ １ ｉ ． ｏ ｎ ｎ
应 力 由 ３ ３ ａ减 小 到 １ ２ ａ 提 高 了主 轴 的 安 全性 。 ８ ＭＰ ３ ＭＰ ， 关键词 ：回转分级筛 ；有限元分析 ；丰轴
中 图 分 类 号 ：￥ ２ ． ２６５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３—１ ８ ２ １ ０ ０ ５ ８ Ｘ（０ ０）８— ０ ３—０ ４
块与筛体安装方向相反 ， 用来平衡筛体的离心力 。
性 。因此 ， 究一 种 新 的精 确 快 捷 的 强度 分 析方 法 迫 研 在 眉睫 。 近 年来 ， 限 元 分 析 技 术 在 轴 类 零 件 的强 度 有 分 析和 计算 方 面 得 到 越 来 越 多 的 应 用 ¨ ｊ但 在 回转 ， 分级 筛 主轴 中的应 用 尚未 见 报 道 ， 文 利 用 有 限元 分 本
２１ ０ ０年 ８月
Ｔ ＝９５ ０ ／ ５ Ｐ ｎ
农 机 化 研 究
（） １
第 ８期
２２ ２ 弯 曲应 力计算 ．．
式 中 Ｐ 功率 （ Ｗ） 一 ｋ ；
ｎ 一转 速 （／ ｎ 。 ｒｍｉ）
从主轴所受离心力来 看 ， 主轴受筛体 和偏心块的 离心力作用 ， 轴的上端 到上轴承之间受到筛体 的离心 力作用。与偏心块 的离心力相 比， 此处离心力值和作
析软 件 Ａ ｓｓ 对 回转 分 级 筛 主 轴 进 行 了 强 度 分 析 和 ｎｙ ，
结 构 优化 。
＼
。
＝ 兰 三 ＝ 器 。 ＝
＼
１ 回转分级 筛主 轴及载荷
回转 分级 筛 由机 座 、 架 、 动 装 置 、 体 等 部 件 机 驱 筛 构 成 ， 工作 原 理是 动 力 通 过 三 角 皮 带 由电机 传 给 驱 其 动装 置 ， 动装 置 再 带 动 有 一 定 斜 度 的筛 体运 动 。 驱 驱 动装 置 设 有偏 心 装 置 ， 因此 筛 体 从 进 料 端 到 出料 端 其 运 动轨 迹 由水 平 圆周 运 动 逐 渐 变 成 椭 圆 运 动 ， 后 变 最
０ 引言
回转 分 级 筛 主 要 用 于 饲 料 厂 粉 状 物 料 或 颗 粒 饲 料 的筛选 分 级作 、 还 可 用 于粮 食 、 品 、 工 、 糖 、 ｆ ， 食 化 制 采矿 、 造纸 等 、 料 的筛 选 、 间 产 品或 成 品 的 分 【 Ｉ ￡ 中 级 。回转 分级 筛 上 轴是 回 转 分 级 筛 的 重 要 部 件 ， 用 作 是 传递 功率 ， 生 回转 分 级 筛 筛 体 头 部 的 回转 运 动 ， 产 同 时承受 弯 曲 、 转 等 应 力 作 用 。使 用 中发 现 某 一 型 扭 号 的 回转分 级 筛偶 尔 出现 主轴 断轴 的 现 象 ， 置 都 在 位 上键槽 根 部 ， 然 比例 不 高 ， 对 用 户 生产 影 响较 大 ， 虽 但 迫切 需要 找 出原 因 ， 绝 这 种 现 象 的发 生 。传 统 的分 杜 析 方 法计 算 繁 杂 ， 算 量 大 ， 且 有 时 由 于 计 算 系 数 计 而
回转 分级 筛 主 轴 进 行 了强度 分 析 。通 过 回转 分级 筛 主 轴 的载 荷 分 析 计 算 、 体 建 模 和 有 限 元 计 算 ， 出主 轴 上 ， 实 求
应 力 分 布情 况 并进 行 了结 构 优 化 。结 果 表 明 ： 主轴 最 大 弯 曲 应 力 由 ３ ３ Ｐ ８ Ｍ ａ减 小 到 ２ ７ ａ 原 危 险 部 位 的弯 曲 ４ ＭＰ ，
的取值 范 围较 大 ， 成 计 算 误 差 大 ， 响 了 轴 的安 全 造 影
为近 似往 复直 线运 动 。 物 料从 进 料 口进 入 筛 体 ， 筛 在 体 进料 端 圆周 运 动作 用 下 ， 速 均 匀地 分 布 在 整 个 筛 迅 面宽 度上 ， 产 生 自动 分 级 ， 而 使 料 层 下 面粒 度 较 并 从 小 的物 料 迅 速过 筛 ， 上 面 粒 度 较 大 的物 料 则 沿 着 筛 而
２１ ０ ０年 ８月
农 机 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 研 究
第 ８期
回 转 分 级 筛 主 轴 的 强 度 分 析 和 结 构 优 化
袁 锐
（ 苏牧 羊集 团 研 发 中心 ，江苏 扬 州 ２ ５ ２ 江 ２ １ ７）
摘
要： 某 型 号 回 转分 级 筛 的主 轴 偶 尔 出现 断 轴 现 象 ， 了 找 出原 因和 结 构 优 化 ， 用 有 限元 分 析 软 件 Ａ ｓｓ 为 应 ｎｙ 对
用 力 矩大 ， 且 轴 径 小 ； 处 的 弯 曲应 力 要 远 远 大 于 并 此 偏 心 块 的离心 力 引起 的弯 曲应 力 ， 断 的 轴都 是 断 在 所
体斜面向下端（ 即向出料端 ） 运动 。驱动装置 由主轴 、
皮带 轮 、 轴 承 座 、 心 块 、 体 、 间 轴 承 座 、 轴 下 偏 箱 中 联
器 、 接 轴 、 轴 承 座 等 组 成 ， 图 １所 示 。其 中 ， 连 上 如 主
轴材 质 为 ４ Ｃ ， ０ ｒ 由下 轴 承 座 和 中 间 轴 承 座 支 撑 ， 心 偏
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ９—１ ０—１ ６
＼ ： ≤丑 Ｕ
＼＼ ＼ ＿ 』 ＝
１皮 带 轮 ． ２ 轴 承座 ．Ｆ ３偏 心块 ． ４ 箱体 ．
５ 主轴 ．
６ 中间轴承座 ．
７ 联轴器 ．
８ 连接轴 ．
９ 上轴承座 ．
图 １ 驱 动装置结构示 意图 基金项 目：江 苏省科技支撑 计划项 目（ Ｅ ０ ８ ０ ） Ｂ ２ ０ ４ １ 作 者简介 ：袁
已知箱体加物料质量共 ６０ ｇ 偏心距 为 ０ ０ ｍ， ５ｋ ， ．３
转速 ２ ０ ｍ ｎ 电机功率 ３ Ｗ。 ４ｒ ｉ， ／ ｋ 主轴传 递 扭矩 为
锐 （ ９ ７一） 男 ， 宁营 口人 ， 级工 程师 ， １６ ， 辽 高 博士 ， Ｅ （
ｍ ｉ ｕ ｎｕ０ ２ ＠ ｓ ａ ｃ ｒ 。 ａｌ ）ｙ ａ ｒｉ５ １ ｉ ． ｏ ｎ ｎ
应 力 由 ３ ３ ａ减 小 到 １ ２ ａ 提 高 了主 轴 的 安 全性 。 ８ ＭＰ ３ ＭＰ ， 关键词 ：回转分级筛 ；有限元分析 ；丰轴
中 图 分 类 号 ：￥ ２ ． ２６５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３—１ ８ ２ １ ０ ０ ５ ８ Ｘ（０ ０）８— ０ ３—０ ４
块与筛体安装方向相反 ， 用来平衡筛体的离心力 。
性 。因此 ， 究一 种 新 的精 确 快 捷 的 强度 分 析方 法 迫 研 在 眉睫 。 近 年来 ， 限 元 分 析 技 术 在 轴 类 零 件 的强 度 有 分 析和 计算 方 面 得 到 越 来 越 多 的 应 用 ¨ ｊ但 在 回转 ， 分级 筛 主轴 中的应 用 尚未 见 报 道 ， 文 利 用 有 限元 分 本
２１ ０ ０年 ８月
Ｔ ＝９５ ０ ／ ５ Ｐ ｎ
农 机 化 研 究
（） １
第 ８期
２２ ２ 弯 曲应 力计算 ．．
式 中 Ｐ 功率 （ Ｗ） 一 ｋ ；
ｎ 一转 速 （／ ｎ 。 ｒｍｉ）
从主轴所受离心力来 看 ， 主轴受筛体 和偏心块的 离心力作用 ， 轴的上端 到上轴承之间受到筛体 的离心 力作用。与偏心块 的离心力相 比， 此处离心力值和作
析软 件 Ａ ｓｓ 对 回转 分 级 筛 主 轴 进 行 了 强 度 分 析 和 ｎｙ ，
结 构 优化 。
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＝ 兰 三 ＝ 器 。 ＝
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１ 回转分级 筛主 轴及载荷
回转 分级 筛 由机 座 、 架 、 动 装 置 、 体 等 部 件 机 驱 筛 构 成 ， 工作 原 理是 动 力 通 过 三 角 皮 带 由电机 传 给 驱 其 动装 置 ， 动装 置 再 带 动 有 一 定 斜 度 的筛 体运 动 。 驱 驱 动装 置 设 有偏 心 装 置 ， 因此 筛 体 从 进 料 端 到 出料 端 其 运 动轨 迹 由水 平 圆周 运 动 逐 渐 变 成 椭 圆 运 动 ， 后 变 最
０ 引言
回转 分 级 筛 主 要 用 于 饲 料 厂 粉 状 物 料 或 颗 粒 饲 料 的筛选 分 级作 、 还 可 用 于粮 食 、 品 、 工 、 糖 、 ｆ ， 食 化 制 采矿 、 造纸 等 、 料 的筛 选 、 间 产 品或 成 品 的 分 【 Ｉ ￡ 中 级 。回转 分级 筛 上 轴是 回 转 分 级 筛 的 重 要 部 件 ， 用 作 是 传递 功率 ， 生 回转 分 级 筛 筛 体 头 部 的 回转 运 动 ， 产 同 时承受 弯 曲 、 转 等 应 力 作 用 。使 用 中发 现 某 一 型 扭 号 的 回转分 级 筛偶 尔 出现 主轴 断轴 的 现 象 ， 置 都 在 位 上键槽 根 部 ， 然 比例 不 高 ， 对 用 户 生产 影 响较 大 ， 虽 但 迫切 需要 找 出原 因 ， 绝 这 种 现 象 的发 生 。传 统 的分 杜 析 方 法计 算 繁 杂 ， 算 量 大 ， 且 有 时 由 于 计 算 系 数 计 而
回转 分级 筛 主 轴 进 行 了强度 分 析 。通 过 回转 分级 筛 主 轴 的载 荷 分 析 计 算 、 体 建 模 和 有 限 元 计 算 ， 出主 轴 上 ， 实 求
应 力 分 布情 况 并进 行 了结 构 优 化 。结 果 表 明 ： 主轴 最 大 弯 曲 应 力 由 ３ ３ Ｐ ８ Ｍ ａ减 小 到 ２ ７ ａ 原 危 险 部 位 的弯 曲 ４ ＭＰ ，
的取值 范 围较 大 ， 成 计 算 误 差 大 ， 响 了 轴 的安 全 造 影
为近 似往 复直 线运 动 。 物 料从 进 料 口进 入 筛 体 ， 筛 在 体 进料 端 圆周 运 动作 用 下 ， 速 均 匀地 分 布 在 整 个 筛 迅 面宽 度上 ， 产 生 自动 分 级 ， 而 使 料 层 下 面粒 度 较 并 从 小 的物 料 迅 速过 筛 ， 上 面 粒 度 较 大 的物 料 则 沿 着 筛 而
２１ ０ ０年 ８月
农 机 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 研 究
第 ８期
回 转 分 级 筛 主 轴 的 强 度 分 析 和 结 构 优 化
袁 锐
（ 苏牧 羊集 团 研 发 中心 ，江苏 扬 州 ２ ５ ２ 江 ２ １ ７）
摘
要： 某 型 号 回 转分 级 筛 的主 轴 偶 尔 出现 断 轴 现 象 ， 了 找 出原 因和 结 构 优 化 ， 用 有 限元 分 析 软 件 Ａ ｓｓ 为 应 ｎｙ 对
用 力 矩大 ， 且 轴 径 小 ； 处 的 弯 曲应 力 要 远 远 大 于 并 此 偏 心 块 的离心 力 引起 的弯 曲应 力 ， 断 的 轴都 是 断 在 所
体斜面向下端（ 即向出料端 ） 运动 。驱动装置 由主轴 、
皮带 轮 、 轴 承 座 、 心 块 、 体 、 间 轴 承 座 、 轴 下 偏 箱 中 联
器 、 接 轴 、 轴 承 座 等 组 成 ， 图 １所 示 。其 中 ， 连 上 如 主
轴材 质 为 ４ Ｃ ， ０ ｒ 由下 轴 承 座 和 中 间 轴 承 座 支 撑 ， 心 偏
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ９—１ ０—１ ６
＼ ： ≤丑 Ｕ
＼＼ ＼ ＿ 』 ＝
１皮 带 轮 ． ２ 轴 承座 ．Ｆ ３偏 心块 ． ４ 箱体 ．
５ 主轴 ．
６ 中间轴承座 ．
７ 联轴器 ．
８ 连接轴 ．
９ 上轴承座 ．
图 １ 驱 动装置结构示 意图 基金项 目：江 苏省科技支撑 计划项 目（ Ｅ ０ ８ ０ ） Ｂ ２ ０ ４ １ 作 者简介 ：袁