圆管带式输送机桁架梁+PK+PM+分析.pdf

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1、第１期（总第２００期）机械工程与自动化No．１２０１７年２月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONFeb．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０１‐０１１０‐０２圆管带式输送机桁架梁PKPM分析１，２１常小林，廉自生（１．太原理工大学，山西太原０３００２４；２．太原向明智能装备股份有限公司，山西太原０３００３２）摘要：对圆管带式输送机桁架梁内力进行分析。使用PKPM软件对工程实例中的桁架梁进行建模，并做应力比及节点位移分析，得出的结果完全符合实际使用要求。关键词：圆管带式输送机；桁架梁；PKPM中图分类号：TP３９１畅７∶TH２２２文献标识码

2、：A0引言作集中载荷，简化作用在桁架梁的节点上。圆管带式输送机由于具有绿色、环保、可适应复杂地形、大输送倾角、节约成本等特点，已引起各行业的［１］重视。在实际工程中，由于现场实际地形复杂，常出现大倾角、大跨度、空间转弯等特殊情况，给圆管带式输送机桁架梁的设计带来许多不利因素。桁架梁的强度和稳定性将直接影响圆管带式输送机运行的安全［２］性，因此本文通过PKPM软件分析研究了桁架梁的图１桁架梁其中一节的受力简图受力，分析结果可作为桁架梁设计的参考。1桁架梁内力分析在圆管带式输送机桁架梁诸多结构中，箱形桁架梁以承载能力高、自重轻、适合不同类型托辊组布置等［３］特点已成为桁架梁结

3、构的首选形式。在工程中为了简化计算，常进行以下简化：①各杆件假设为铰链连接；②在桁架垂直面内，桁架所受的载荷作用在各节点上；③桁架各杆件自重平均分配在其两端的节点上；④图２一节桁架梁右半边梁的受力简图各杆件均简化为二力杆，其受力均沿杆件的轴线方向，且仅受拉或压；⑤将空间桁架梁简化到平面进行计算。为了分析桁架梁各杆件的内力，对其定义如下：①上弦杆所受的内力为NUi，其中，i为节点数，i＝１，２，３，⋯，n；②下弦杆所受的内力为NDi；③斜杆所受的内力为Ni；④竖杆所受的内力为NHi；⑤上弦杆上节点所受的外力为PUi；⑥下弦杆上节点所受的外力为PDi。图１为桁架梁其中一节的受

4、力简图，其受均布载图３截面①和截面②右边部分的内力简图荷。其中，LH为一节桁架梁总长度，l为节点间的间2工程实例分析距，RA、RB分别为桁架梁所受到的支反力，h为桁架梁本文以常顺矿至上社矿管状带式输送机运煤系统的高度。由于桁架梁结构具有对称性，因此分析时把为例来计算分析。该系统的最大设计运输能力为一节桁架梁从中点截断，本文分析右面一部分，其受力３５０t／h，按工作制度为３３０天×２班×７小时，煤炭的３简图如图２所示。松散密度为０．９t／m计算，系统的最大日处理能力为图２中，用截面①、②把桁架从窗板节间截开，分４９００t／d，最大年处理能力为１６１７kt／a。该圆管带别取截

5、面①和截面②的右边部分进行内力分析，其内式输送机的主要参数为：水平长度Ls＝４９０１m，总长力简图如图３所示。度Lz＝４９７０m，头尾高差H＝－８２m，带速v＝在桁架梁上，还安装有托辊窗用来支撑输送带自３．１５m／s，管径D＝３００mm，线路最大倾角为１６°，线重和物料的重量，两组托辊窗之间的重量均匀分布在路最大水平转角为２９°，经过计算，驱动装置的配置为两个托辊窗上，然后再将载荷传递给桁架梁。在建模机头２×４００kW＋机尾２×４００kW。时，桁架梁自重、输送带重量、物料重量等载荷统一看在实际工程中，桁架梁设计一般借鉴起重机钢结收稿日期：２０１６‐０４‐１１；修订日期：２

6、０１６‐１１‐２９作者简介：常小林（１９７８‐），男，山西太原人，工程师，在读工程硕士，主要研究方向为机械设计及理论。２０１７年第１期常小林，等：圆管带式输送机桁架梁PKPM分析·１１１·构设计规范和建筑钢结构设计规范，由于桁架梁是由２．２桁架梁各杆件应力比分析输送机生产厂家设计制造，各厂家设计所参照的标准桁架梁每个节点所受的力为F＝（m带＋M＋m梁）×不同，本文在分析、计算桁架梁时选择建筑钢结构设计g／２＝（８２＋４８＋２７６）×１０／２＝１５１０N。对其进行结规范来设计。构应力比分析，可得到如图５所示的结果。其中，一组２．１桁架梁模型的建立数据（５个数值）左边数值为该

7、杆件的强度应力比（正PKPM软件是目前国内建筑行业应用最广的计应力与强度设计值的比），右边上部括号外数值为平面算机辅助设计软件，现选择PKPM软件对结构进行受内稳定应力比（与载荷作用方向一致的方向上其稳定力分析。应力与强度设计值的比），括号内数值为平面内长细取桁架梁上弦杆材料为１１０×１１０×８的角钢，下比；右下部括号外数值为平面外稳定应力比（与载荷作弦杆材料为１００×１００×８的角钢，斜拉杆选择７０×用方向垂直的方向上其稳定应力与强度设计值的比），７０×６的角钢，竖拉杆选择７５×７５×６的角钢，其桁架括号内数值为平面外长细比