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簡(jiǎn)析堆料機(jī)懸臂的靜力分析論文
1引言
側(cè)式懸臂堆料機(jī)主要用于水泥建材、煤炭、電力、冶金、化工等工業(yè)行業(yè)，可以對(duì)石灰石，煤，鐵礦石、輔料等進(jìn)行預(yù)均化處理，可以根據(jù)需要設(shè)定堆料方式，與取料機(jī)配合使用后可以大幅提高散料的均化效果，保證原料的穩(wěn)定性，是散料儲(chǔ)存及均化的必備設(shè)備。懸臂承載養(yǎng)用來輸送物料的整個(gè)膠帶機(jī)機(jī)構(gòu)，其受力狀態(tài)隨著堆料機(jī)的作業(yè)工況的改變而時(shí)刻變化養(yǎng)。本文對(duì)DB200/16.5側(cè)式懸臂堆料機(jī)的懸臂進(jìn)行靜力學(xué)分析，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性計(jì)算。
2側(cè)式懸臂堆料機(jī)基本構(gòu)造及工作過程
2.1堆料機(jī)結(jié)構(gòu)主要分如下幾部分:
(1)懸臂部分;
(2)導(dǎo)料槽;
(3)膠帶機(jī);
(4)來料車;
(5)行走機(jī)構(gòu);
(6)液壓系統(tǒng);
(7)軌道部分;
(8)電纜坑;
(9)照明系統(tǒng);
(10)檢測(cè)系統(tǒng);
(11)電纜布線系統(tǒng)等組成。
2.2來料車將地而皮帶上的物料通過導(dǎo)料槽轉(zhuǎn)送至懸臂膠帶機(jī)，懸臂膠帶機(jī)將物料運(yùn)送到頭部卸料滾筒處，利用擋料板調(diào)節(jié)落料點(diǎn)位置，在行走機(jī)構(gòu)的行走及俯仰機(jī)構(gòu)的變幅動(dòng)作下，完成物料的定點(diǎn)式堆料或往復(fù)式的人字形堆料。
3懸臂的結(jié)構(gòu)
懸臂架由兩個(gè)變截而的工字型梁構(gòu)成。橫向用鋼板和角鋼連接成整體。工字型梁采用鋼板焊接成型。因運(yùn)輸限制，臂架分段制造、現(xiàn)場(chǎng)焊接成整體。懸臂架上而安有膠帶輸送機(jī)，膠帶機(jī)隨臂架可上仰下俯。懸臂尾部設(shè)有配重箱，箱內(nèi)裝有混凝土配重塊。
懸臂兩側(cè)設(shè)有走臺(tái)，走臺(tái)上鋪設(shè)鋼格板，一直通到懸臂的前端，以備檢修、巡視膠帶機(jī)。懸臂下部設(shè)有兩處支撐鉸點(diǎn)。一處是與行走機(jī)構(gòu)的三角形門架上部鉸接，使臂架可繞鉸點(diǎn)在平而內(nèi)同轉(zhuǎn);另一處是通過球鉸與液壓缸的活塞桿端鉸接，隨養(yǎng)活塞桿在油缸中伸縮，實(shí)現(xiàn)臂架變幅運(yùn)動(dòng)。液壓缸尾部通過球鉸鉸接在三角形門架的下部。
4懸臂的靜力學(xué)分析
本設(shè)備中懸臂的工作范圍為上仰6°下俯8°本文取(1)工作風(fēng)壓滿載下俯8°(2)工作風(fēng)壓滿載水平，(3)工作風(fēng)壓空載上仰6°(1)非工作風(fēng)壓空載水平四種工況進(jìn)行分析。本文采用普通應(yīng)力分析法進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力及載荷工況依照J(rèn)8 /T8819-2005移動(dòng)式散料連續(xù)搬運(yùn)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，且懸臂在俯仰過程中速度很低，不考慮慣性力的作用，行走機(jī)構(gòu)速度也較低，不考慮沖擊系數(shù)的影響。
由于懸臂結(jié)構(gòu)主截而全部由鋼板組焊而成，所以模型采用板單元模擬，橫連角鋼類似于空間析架結(jié)構(gòu)，采用桿單元模擬誤差不大，并且可以提高計(jì)算效率，節(jié)省計(jì)算成本。整體懸臂建模結(jié)束后，施加約束條件，臂架與液壓缸、行走機(jī)構(gòu)門架均為鉸接。非工作風(fēng)壓下地而錨定裝置與懸臂為鉸接，液壓缸采用桿單元模擬，板單元大小采用50mm，工作風(fēng)壓滿載下俯8°。
穩(wěn)定性的驗(yàn)算包括懸臂的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算和局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，為了簡(jiǎn)化計(jì)算過程，提高計(jì)算效率，下而運(yùn)用電算和手算結(jié)合的方式進(jìn)行分析:首先用軟件做線性屈曲分析，求出一階特征值，初步判斷線性屈曲時(shí)的臨界應(yīng)力的大致范圍，再由一階模態(tài)結(jié)果分析出結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)是整體屈曲行為先發(fā)生還是局部屈曲行為先發(fā)生，若為后者，則確定出屈曲的板件為哪一塊板件，然后在利用電算的應(yīng)力結(jié)果，手算該板件的穩(wěn)定性是否通過。若為前者，則手算整體穩(wěn)定性是否通過。現(xiàn)對(duì)此工況進(jìn)行線性屈曲分析，得到一階特征值為5.8，局部屈曲，板件為靠近油缸支點(diǎn)處的腹板，屈曲形態(tài)為波浪形，應(yīng)力幾乎成上下對(duì)稱性分布，由此可以判定出該板件主要是由彎曲應(yīng)力引起的局部屈曲，由于剪切應(yīng)力及局部壓應(yīng)力不大，為了簡(jiǎn)化計(jì)算局部壓應(yīng)力和剪應(yīng)力對(duì)板件屈曲的影響可以哲不考慮，待計(jì)算結(jié)束后用通過適當(dāng)增大系數(shù)的方法進(jìn)行補(bǔ)償�，F(xiàn)將該板件提出單獨(dú)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
本結(jié)構(gòu)中的桿件全部布置在受壓翼緣板一側(cè)，與橫隔板聯(lián)合作用提高
結(jié)語(yǔ)
(1)此側(cè)式懸臂堆料機(jī)的懸臂的主截而由整體剛度控制。
(2)工況4)非工作風(fēng)壓下水平狀態(tài)下的板件應(yīng)力及桿件應(yīng)力達(dá)到峰值。
(3)利用FFMAP的強(qiáng)大分析能力結(jié)合傳統(tǒng)手算，可以大大提高計(jì)算效率，保證了計(jì)算結(jié)果精度。
(1)為其他類似的懸臂式堆料機(jī)的懸臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了參考依據(jù)。
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