斗輪堆取料機俯仰鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算說明書

俯仰機構(gòu)的概述變幅構(gòu)件進展俯仰變幅，這種機構(gòu)稱為俯仰機構(gòu)。與過懸臂后鉸軸中心線水平面的夾角。即臂架上仰至最高位置((來完成。同時，俯仰鋼構(gòu)造按平衡方式可分為固定平衡式、活動平衡式和整體平衡式L梁式構(gòu)造在中小出力和中等懸臂長度的斗輪機中得到了較為普遍的應(yīng)用。應(yīng)用。1俯仰裝置下俯變幅動作。圖1是俯仰裝置外形圖，本機承受油缸與液壓系統(tǒng)，驅(qū)動上部變幅鉸接點作俯仰運動，從而實現(xiàn)俯仰過程。斗臂架俯仰速度，在斗輪中心點處通常為5m/min。斗臂架的質(zhì)量很大，慣性，可能引起傾翻。俯仰機構(gòu)的有限元靜力學(xué)分析作用。將三維造型軟件Solidworks和有限元分析軟件Ansys相結(jié)合，以懸臂式斗輪的虛擬樣機模型，通過裝配進展干預(yù)檢查，檢查裝配體各零件之間的相對了裝備在不同作業(yè)環(huán)境下的性能、強度、壽命和安全的高要求。23個→有限元分析計算→有限元后處理。前、后處理則進一步給人分析計算預(yù)備輸入數(shù)據(jù)，它將整體構(gòu)造或其一局部簡化為抱負(fù)的數(shù)學(xué)模型;后處理則對計算結(jié)果進展分析整理和歸納。我們只要把一個工程問題抽象為一種單元模直到對結(jié)果滿足為止。2有限元分析步驟常用的有限元分析軟件有：MSCNASTRAN，ANSYS，ALGOR等。本文使用有限元分析軟件，已廣泛應(yīng)用于機械、電子、航空航天、汽車、船舶等各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代設(shè)計中必不行少的工具。由世界上著名的有限元分析軟件公司ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)的CAD軟件結(jié)合使用，如pro/E飛ineer、NAsTRAN、Alogor、IDEAs、Aut0CADCAD工具之一。ANSYS作為一個功能強大、應(yīng)用廣泛的有限元分析軟件，主要包括三個局部:前處理模塊、分析計算模塊和后處理模塊。ANSYS的構(gòu)造力學(xué)分析包括構(gòu)造靜力學(xué)分析、構(gòu)造動力學(xué)分析和構(gòu)造非線性分析等。1、構(gòu)造靜力學(xué)分析：用來求解外載荷引起的位移和應(yīng)力。靜態(tài)分析適合求解慣性和阻尼對構(gòu)造影響并不顯著的問題。1、構(gòu)造靜力學(xué)分析：用來求解外載荷引起的位移和應(yīng)力。靜態(tài)分析適合求解慣性和阻尼對構(gòu)造影響并不顯著的問題。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進展線性分析，而且可以進展非線性分析，如塑性、蠕變、大應(yīng)變、大變形及接觸分析。2、構(gòu)造動力學(xué)分析：構(gòu)造動力學(xué)用來求解構(gòu)造的固有振型以及隨時間變化的以及它對阻尼和慣性的影響。ANSYS可進展的構(gòu)造動力學(xué)分析類型包括:模態(tài)分析、瞬態(tài)動力學(xué)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機振動響應(yīng)分析。3、構(gòu)造非線性分析：構(gòu)造非線性導(dǎo)致構(gòu)造或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬間非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和3種。ANSYSANSYS中建立起模型，施加適當(dāng)?shù)倪吔鐥lANSYS強大的分析功能，對斗輪低了設(shè)計費用，獲得了比較好的效果。俯仰裝置構(gòu)造靜力學(xué)模型的建立相連接。臂架和搖架梁立柱隨著俯仰油缸的伸縮完成俯仰變位，從而適應(yīng)不扭矩載荷。因此，俯仰鋼構(gòu)造不但構(gòu)造簡單，而且其受力和應(yīng)力分布狀況較為復(fù)雜。另一方面，它位于整個構(gòu)造的上層且工作外伸距大〔47m〕對整機重量和輪壓分布起主要影響，設(shè)計中必定要求在滿足強度和剛度的條件下，盡可能減輕自重。本文以斗輪堆取料機的俯仰鋼構(gòu)造為爭論對象，利用有限元仿真元件進展分程如下：單元類型的選擇確定單元的類型對于有限元分析至關(guān)重要它不僅影響模型網(wǎng)格的劃分而且對求解的精度也影響很大。綜合考慮機架構(gòu)造的簡單程度精度要求為了較真實地模析需要，承受臂架和立柱整體多種單元混合建模，即包括臂架系統(tǒng)、立柱、拉桿狀況。具體為拉桿僅受拉力，可簡化為桿單元；平衡梁由規(guī)章的型鋼〔工字型、L部模型。定義材料屬性Q345號鋼，它的性能參數(shù)是：密度為7.8×l0-0.29345MPa，長mm是為了與所建模型的單位保持全都。施加約束施加約束對于有限元分析也很重要。邊界約束條件的準(zhǔn)確度直接影響有限元2個原則:施加足夠多的約束,保證模型不會產(chǎn)生剛性位移;力求簡潔直觀便于計算分析。文中對機架的全部自由度進展〔4〕施加載荷對懸臂式斗輪堆取料機俯仰機構(gòu)在最惡劣的工作狀況下進展分析即懸臂式斗輪堆取料機在取料工況的水平位置處時，懸臂的受力與變樣子況。依據(jù)計算結(jié)果，在斗輪與斗臂架的連接處斗輪對臂架的作用力為：X方向，171660N；Y方向，40653N；Z360000N(其中包括挖掘阻力和斗輪的重〔5〕求解及后處理Ansys本身有兩種兩種后處理器，文中承受通用后處理器進展后處理。計算結(jié)果及分析求解完成后,應(yīng)用后處理器可直觀地看出應(yīng)力、變形等結(jié)果在模型上的分布狀況。這樣可以快速地確定所需的結(jié)果最大值位置,以便快速地確定所要著重分析的區(qū)域然后通過列表功能獲得指定節(jié)點或者是全部的節(jié)點的具體的應(yīng)力、應(yīng)變、位〔1〕應(yīng)力分布云圖3應(yīng)力分布云圖斗輪堆取料機俯仰鋼構(gòu)造計算模型如圖4所示，計算模型細(xì)部如圖5所示。圖45斗輪機俯仰鋼構(gòu)造計算模型細(xì)部臂架水平工作時俯仰鋼構(gòu)造分析臂架水平工作時俯仰鋼構(gòu)造合成應(yīng)力分布見圖6、77是最大合成應(yīng)力部位局部放大。此工作位置上最大應(yīng)力消滅在立柱塔索與搖架梁立柱連接支座四周。67俯仰鋼構(gòu)造合成應(yīng)力，局部放大8俯仰鋼構(gòu)造垂直位移9斗輪以最大力量堆料〔12度〕10斗輪以最大力量堆料〔8度〕11斗輪以最大力量堆料〔水平〕12斗輪以最大挖掘力取料〔12度〕8度〕14斗輪以最大挖掘力取料〔水平〕計算結(jié)果說明:位移最大的地方是平衡架的尾部，31.077mm，最大應(yīng)力發(fā)生在支座四周，大小為212.58MPa，小于Q345號鋼的屈服極限，由于最大應(yīng)力均消滅在連接處,是由于構(gòu)造有限元模型時,局部和實際不符引起的,所以取該點處的平均的。3.軸的校核〔或主要〕承受扭矩的軸〔傳動軸〕，〔心軸〕，應(yīng)按彎曲強度條件計〔轉(zhuǎn)軸〕，應(yīng)按彎扭合成強度條件進展計算，需要時還應(yīng)按疲乏強度條件進展準(zhǔn)確校核。由機械理論計算得，懸臂式堆取料機俯仰裝置總重，具體計算數(shù)據(jù)見表1。1部件重量參數(shù)表15所示。1.2.3.4.5.6.7.8.軸Ⅲ15俯仰構(gòu)造簡圖俯仰機構(gòu)中各軸的材料均為42GrMo42GrMoσB≥1080Mpaδ12%斷面收縮率ψ≥45%許用切應(yīng)力τ≈0.8σB=864MPa許用彎曲應(yīng)力為σ=750MPa的載荷錯誤！未找到引用源。，軸的直徑為d=160mm，錯誤！未找到引用源。，到引用源。，可知彎曲應(yīng)力錯誤！未找到引用源。。16軸Ⅰ的受力分析已選定軸的材料為42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，查得許用彎曲應(yīng)力為750MPa，因此Fs由上圖可知剪切力：Fs=F1/2=958250NF/2958250τs26=47.66Mpa＜10160160πd/4π/4部的連接處，對軸Ⅱ進展受力分析如以下圖所示，它受到的載荷錯誤！未找到引用1742CrMo750MPaF2F1F2Fsx則剪切面上的剪切力應(yīng)滿足強度條件：F/2310000/2τ=s2=×τ10160160πd/4π/4故銷軸符合強度要求。軸Ⅲ為平衡架與塔架上部的連