滚筒不仅是带式输送机的重要部件也是极易失效的部件,其使用寿命严重影响着带式输送机的正常运转和生产。本文从滚筒失效形式着手,建立滚筒结构的数学模型,研究滚筒内应力分布规律,进行定性和定量研究,并进行数值仿真;研究滚筒的失效机理,找到失效的真正原因,并提出相应的改进措施,为指导应用实践提供宝贵的理论依据。论文共包含五章,第一章针对带式输送机工作现场中出现的滚筒损坏情况总结出滚筒失效形式有以下几种:滚筒胶面脱胶失效、滚筒焊缝开裂失效和滚筒胶面磨损失效。第二章主要介绍其结构、分类以及其失效的原因。第三章根据带式输送机滚筒不同包胶形式分别建立冷硫化包胶和热硫化包胶的数学模型,推导出粘结剂剪应力公式,针对影响剪应力的因素进行定性和定量分析,通过数值仿真分析两种包胶形式下粘结剂厚度、滚筒分离点输出张力、摩擦系数、围包角等对粘结剂剪应力影响情况,结果表明热硫化包胶滚筒既能承受更大的输出张力也能获得更大的围包角,并针对滚筒胶面脱胶提出相应控制措施。第四章针对滚筒焊缝开裂失效,从焊缝裂纹萌生与裂纹扩展两方面进行失效分析。对于焊缝裂纹萌生可归结为焊缝处应力集中和残余应力的作用结果。针对焊缝应力集中,建立应力集中系数的数学模型,利用MATLAB软件对各个影响因素进行仿真分析。针对焊缝残余应力,运用ANSYS软件进行分析,比较不同焊接速度、不同焊接电流时焊缝处残余应力的分布情况;结果表明焊接速率越快,焊缝处残存应力峰值越大;焊接电流越大,焊缝残余应力峰值越大;但这两个参数值的变化对焊缝残余应力峰值出现位置变化影响较小。对于滚筒焊缝裂纹扩展机理分析,建立裂纹扩展的数学模型,推导出焊缝中滑开型裂纹的应力强度因子公式,分析影响其扩展速率的因素,并提出相应控制其扩展的措施。第五章针对滚筒胶面磨损,建立滚筒胶面磨损力学模型,推导出滚筒胶面磨损率公式,通过仿真得出各个因素对其胶面磨损的影响,结果表明输送带张力、滑动角、钢丝绳间距和钢丝绳直径对滚筒胶面的磨损都有着不同程度的影响,其中影响最为严重的是输送带张力。通过改变钢丝绳间距和钢丝绳直径来控制滚筒胶面磨损,对研制新型节能输送带具有重要理论指导意义。