隔爆型电动滚筒结构分析

　　作为煤矿井下输送机的重要驱动设备，电动滚筒已经广泛应用于各种规格的带式输送机。传统的电动滚筒结构滚筒两侧的轴作为固定支撑，内部有一个完整结构的三相异步电机，通过齿轮传动结构驱动外部的筒体转动，筒体和端盖、端盖和定轴之间形成隔爆接合面，防止内部产生的爆炸传播到周围环境中。
　　而近年又出现了一种新的结构，采用永磁式同步结构。电机和电动滚筒为一体式结构，磁钢固定在筒体内侧，电机绕组采用水冷方式降温。
　　与普通的防爆电机大的区别在于，普通的防爆电机在运行中，电机外壳不受力，仅转轴承受扭转力矩，而电动滚筒的筒体在运行中受到外部输送带施加的周期变化的拉力，根据输送机规格的不同，这个拉力大可以达到50吨。由于筒体构成隔爆外壳一部分，一旦受力时变形过大或者在长期运行中由于疲劳而发生材料性能下降，将会造成隔爆结构失效，造成严重的爆炸事故隐患。而永磁结构滚筒由于滚筒和电机为一体结构，筒体和定子线圈之间的气隙通常控制在1.5mm左右，如果筒体变形过大还会造成刮膛的故障。
　　隔爆型电动滚筒结构分析
　　因此，对这类结构进行强度、可靠性分析时，除了常规隔爆设备所承受的内部爆炸产生的压力外，还应考虑外部施加的拉力导致的变形和长期交变外力导致的结构疲劳，尤其是应变疲劳。
　　为此，本文选用了某企业设计的永磁同步电动滚筒作为典型进行分析。对其筒体建立模型，筒体φ800mm*1120mm，厚度24mm，材质为结构钢，在筒体的两端施加固定支撑。外侧输送带使用厚度为5mm宽度为1000mm的半圆环进行模拟，为了保证其有足够强度，材料选用结构钢，在半圆的侧向施加5*105N的均匀拉力。
　　经过有限元分析软件的计算，可以得到筒体的应力、变形的分布。在滚筒与输送带接触（分离）处的变形大，并且接触输送带处内凹，对面外凸，形成了一个鞍形的变形，但是由于筒体的壁厚很大，大的变形不足以引起定转子之间的剐蹭。
　　隔爆型电动滚筒，由于其受力情况与普通隔爆外壳差异很大，在外部受到较大拉力时，需要谨慎考虑其变形和受力情况。由于输送带的拉力是均匀施加在筒体上，整体变形、应力分布情况较好，不足以引起防爆结构的失效，但是筒体上的磁钢固定螺孔会对筒体的应变寿命有一定的影响，在长期使用中，应注意对薄弱部位的老化情况进行监视。
小编：Amy