大型臂式斗轮堆取料机轮压均衡性分析及应用.pdf

大型臂式?轮雌堆取料机轮压均性分析及应用
徐万鑫高真营韩春艳于会春
长春发电设备总厂长春130033
摘要:通过分析轮压均衡性对大型斗轮雄取料机车轮及门座架疲劳强度的影响,闻述了轮压变化均衡对
斗轮堆取料机安全稳定运行的重要性。通过计算分析各支点支反力的变化,找出轮压均衡性的影响因素及决定
条件,并探讨了分析结果在不同形式的堆取料机中的实际应用。
关键词:臂式斗轮堆取料机;轮压;均衡性;应用
中图分类号:1U653.928.5文猷标识码
文章编号:1001-0785(2013)06-0040-04
Abstract The paper analyzes the effect of wheel-pressure equilibrium on the fatigue strength of wheel and portal
frame for the large-scale arm bucket-wheel stacker and reclaimer, describes the importance of wheel-pressure change equi
librium to the safe and stable operation of the bucket-wheel stacker and reclaimer; through calculation and analysis of the
changes of support reaction of different fulcrums, the contributing factors and decisive factors of wheel-pressure equilibrium
are figured out. In addition, the practical application of analysis results in different types of stacker-reclaimer is discussed
in the paper
Keywords: arm bucket-wheel stacker and reclaimer; wheel pressure; equilibrium; application
在国民经济的发展及市场需求的激励下,斗环境的特殊性,以及考虑节约投资成本等原因,
轮堆取料机(以下简称斗轮机)向大型化发展已用于支撑斗轮机及行走的轨道基础多为轨枕道渣
成为必然趋势。大型斗轮机主要应用在港口、钢的软基础,轨道踏面沉降在所难免。过大的轨道
厂、矿山等工矿企业,因港口及矿山地理位置及沉降极易引起斗轮机支撑部件门座架各支腿受力
建筑,2009(1):46-49
4结语
2]宋鸣,顾铭,洪明.基于 ADAMS的铁路桥梁检査车
本文将刚柔耦合虚拟样机技术应用到桥梁检
动力学仿真「J].建筑机械,2005(9):72-74.
测车上车结构的仿真分析中,提出了一种创建刚
3]张永德,汪洋涛,王沫楠,等?基于 Ansys与 ADAMS
柔耦合多体系统模型的方法:首先分析得到系统
的柔性体联合仿真[J]、系统仿真学报,2008,20
主要的弹性部件,然后在有限元程序中对其进行
(17):4501-4504.
4] Banerjee A K. Block-diagonal equations for multibody elas
柔性化处理,最后导人多刚体模型得到刚柔耦合
todynamics with geometric stiffness and constraints [J
模型。
Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1994, 16
运用该方法建立了桥梁检测车上车结构的刚
(6):1092-1100.
柔耦合虚拟样机模型并进行仿真分析,确定了转[5]孙世基,黄承绪?机械系统刚柔糰合动力分析及仿真
台结构最大 yon Mises等效应力值为32.823MPa
[M].北京:人民交通出版社,2000
得到了仿真过程中转台的动应力分布,其分布趋
6]杜武军基于多柔体虚拟样机技术的组合臂架动力学
势与试验结果基本一致,仿真分析结果证明了运
仿真[D].武汉:武汉理工大学,2007
用刚柔耦合虚拟样机技术对机械系统进行仿真分
作者:李慧成
析的可行性。
地址:河北省秦皇岛市山海关区南海西路35号
邮编:066205
参考文献
收稿日期:2013-03-06
[1]沈春林.铁路桥梁检测车防倾覆稳定性校核[J],铁道
《起运辀机械》2013(6)
不均衡,进而出现单腿受力集中,引起轮压超限轮压的变化对斗轮机轨道基础也存在一定影响,
损坏轨道及自身钢结构等问题。因此,应用在软过大的轮压变化会导致轨道基础精度超差、沉降
基础上的斗轮机的门座架形式及各支点的轮压变增大或疲劳损坏,同样也会影响斗轮机的正常运
化非常关键,要求相对严格。目前大型斗轮机的行。因此要保证斗轮机各支点的车轮疲劳寿命相
门座架多数采用后三支点形式以避免上述问题产同,不出现某支点车轮及轨道过早地疲劳损坏,
生,但多数设计生产厂家只关心各支点轮压的大就必须对斗轮机各支点轮压均衡性进行研究。
小极值是否满足许用值要求,却忽略了各支点轮1.2轮压均衡性对门座架钢结构疲劳强度的影响
压变化的均衡性问题,即轮压变化是否均等。特
门座架在斗轮机中起到承上启下的作用,上
别是对于大型斗轮机来说,轮压的均衡性尤为重接回转机构,下接行走台车组。大型斗轮机的门
要,因为轮压的均衡性直接影响设备的车轮及轨座架形式多采用后三支点支撑方式,如图1所示。
道的使用寿命、门座架等钢结构的疲劳强度,并通过1.1节分析可知,斗轮机的轮压随着悬臂梁的
且与设备的整机稳定性也息息相关。且由于斗轮回转角度、俯仰角度以及不同工况的变化在不断
机体积和质量巨大,上述部件均为斗轮机重要支变化,通常最大轮压出现在设备处于俯仰角度最
撑部件,更换及修理非常不便。因此对大型斗轮低位时超载取料状态,悬臂梁中心线垂直于各支
机轮压的均衡性进行分析,对于设备安全稳定运点连线三角形某一边时。而对于门座架来说,轮
行是非常必要的。
压的变化即是各支点腿压的变化,门座架采用环
1斗轮机轮压均衡性分析的重要性
梁与箱梁混合结构,且属于钢板拼装焊接成型,
由于材料及焊接工艺性要求,难免出现钢板的横
1.1轮压均衡性对车轮疲劳寿命的影响
向对接,特别是支腿与环梁联接处附近,易出现
影响斗轮机行走车轮疲劳寿命的因素主要包腿压变化导致的焊缝或钢板疲劳破坏的问题,对
括设备某个车轮的轮压变化和设备移动或转动的设备的安全性及可靠性构成极大的威胁。在计算
频繁程度两个方面。斗轮机运行速度较低且不频钢结构疲劳强度时,可采用最大应力法和应力幅
繁,所以影响车轮疲劳寿命的因素主要取决于车法。但近年来的研究表明,在钢结构焊接部位,
轮的轮压变化,车轮疲劳寿命可以通过设备某个应力幅法比最大应力法更能反映结构疲劳的实际
车轮的踏面疲劳计算载荷大小来体现,该参数值状态,因此门座架重要对接焊缝位置的应力幅大
越小,对车轮的寿命越有利。
小可以反映出该点的疲劳强度情况。门座钢结构
d+ au
焊缝位置的应力幅可以用式(2)计算,式中最
大、最小应力出现在门座架各支点在应力循环周
式中:Pc为车轮