輸送機(jī)配件滾筒使用廣泛。除了滾筒輸送機(jī)，其他輸送設(shè)備也多多少少會(huì)用到滾筒配件。而滾筒配件重要的一個(gè)指標(biāo)就是載荷重量，而滾筒的載荷重量與滾筒的剛度息息相關(guān)。在交變應(yīng)力的作用下，反復(fù)拉伸壓縮，由于不斷地塑性變形，焊口在冷作硬化和應(yīng)力集中的狀態(tài)下最終導(dǎo)致斷裂。為了防止焊口處的塑性變形，要提高整個(gè)滾筒的剛度和強(qiáng)度。提高滾筒的強(qiáng)度，根據(jù)正應(yīng)力強(qiáng)度條件可知，梁的截面抗彎能力取決于抗彎截面模量，而梁在任一指定截面處的位移則與全梁的變形大小有關(guān)。因此為了提高梁的剛度，必須使全梁的變形減小，因而應(yīng)增大全梁或較大部分梁的截面慣性矩才能達(dá)到目的。根據(jù)正應(yīng)力公式：
σmax=（Mmaxymax）/Iz，撓度公式fmax=（5ql4）/（384EIz）可知當(dāng)Iz越大時(shí)滾筒的剛度、強(qiáng)度越提高。
根據(jù)輸送機(jī)滾筒有限元計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)筒壁變薄時(shí)，筒壁變形明顯增加，導(dǎo)致焊縫處應(yīng)力集中加大，在滾筒內(nèi)壁焊徑向加強(qiáng)環(huán)，并沿軸向焊加強(qiáng)筋。有限元計(jì)算結(jié)果顯示，減小滾筒變形效果是很明顯的，從0.273mm降低到0.219mm，應(yīng)力云圖中的數(shù)值由42MPa降至30MPa。焊縫的應(yīng)力集中明顯減小，說(shuō)明不用加厚筒皮，也能提高滾筒整體的剛度和強(qiáng)度。
皮帶張緊力作用在滾筒上，可簡(jiǎn)化成均布載荷的梁，由正應(yīng)力強(qiáng)度條件可知，要提高梁的強(qiáng)度，應(yīng)該減少梁的最大彎矩。當(dāng)載荷一定時(shí)，梁的最大彎矩值的大小，與梁跨度的長(zhǎng)短有關(guān)故減小支點(diǎn)的距離，可以有效降低最大彎矩值。如長(zhǎng)度為L(zhǎng)并受集度為q的均布載荷作用的簡(jiǎn)支梁，其最大彎矩為0.125qL2，如果將兩支座向里移動(dòng)0.2L，則最大彎矩降為0.025qL2即原來(lái)的1/5。
fmax=（5ql4）/（384EIz） Mmax=0.125qL2
兩端外伸梁改進(jìn)支撐的位置，不僅提高了梁的強(qiáng)度，同時(shí)也提高了梁的剛性。梁的轉(zhuǎn)角和撓度與梁的跨度的n次冪成正比?？缍葴p小時(shí)，轉(zhuǎn)角和撓度就會(huì)有更大程度的減小。例如上圖9均布載荷作用下的簡(jiǎn)支梁fmax=（5ql4）/（384EIz），其最大撓度與跨度的四次方成正比。當(dāng)跨度減小為原跨度的1/2時(shí)，最大撓度將減小為原撓度的1/16，兩端采用外伸梁結(jié)構(gòu)即減小了跨度，而且外伸端與兩支座間向下的載荷，將分別使軸線上每一點(diǎn)產(chǎn)生相反方向的撓度，從而相互抵銷(xiāo)一部分撓度，也就提高了梁的剛度。
動(dòng)力滾筒
通過(guò)對(duì)焊接加強(qiáng)筋的滾筒進(jìn)行有限元分析，滾筒變形明顯減小，焊縫處應(yīng)力集中明顯減小，基本上達(dá)到優(yōu)化筒內(nèi)壁厚度的目的，使?jié)L筒變得更加輕巧，又不影響滾筒的實(shí)際強(qiáng)度。目前，重型滾筒采用了這種加強(qiáng)措施。如果單純加厚筒皮，不僅加大了材料的浪費(fèi)，也提高了造價(jià)和滾筒本身的重量。筆者認(rèn)為，滾筒損壞也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要綜合考慮。首先，滾筒要有足夠的剛性，以抵抗交變應(yīng)力產(chǎn)生的疲勞損害，還要在提高剛性加固滾筒的同時(shí)，改變一下滾筒的結(jié)構(gòu)。
在不增加滾筒壁厚的情況下提高滾筒整體的剛度和強(qiáng)度，能大大降低滾筒的成本，使輸送機(jī)價(jià)格更易接受。對(duì)于輸送機(jī)設(shè)備的進(jìn)步起了不小作用。
