悬臂堆料机俯仰销轴结构的有限元分析.pdf

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1、悬臂堆料机俯仰销轴结构的有限元分析李建光’李建荣1神华黄骅港务公司沧州10611132东北林业大学哈尔滨150040摘要：堆料机俯仰销轴是堆料机大臂与其他部分钢结构连接的关键部件，是尾车带式输送机与悬臂带式输送机连接的保证，因此，有必要分析销轴及其相关零件。文中采用传统材料力学的计算与有限元分析相结合的方法，既保持传统计算与传统设计的一贯性，又从计算精度、分析深度上把握零件的力学性能。关键词：堆料机；俯仰机构；有限元分析中图分类号：U653．928．5文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)09—0048—05Abstr

2、act：LuffingaxispinofthestackerisacriticalpartconnectingthearlnofstackerandothersteelstructureDarts，whichcanensuretheconnectionbetweentrippercarbeltconveyorandcantileverbeltconveyor，SOit'snecessarytoanalyzetheaxispinandrelevantparts．Themethodcombiningtraditionalmaterialm

3、echanicscalculationandfiniteelementanalysisisadoptedinthepaper，whichcannotonlykeeptheconsistencyoftraditionalcalculationandtraditionaldesign，butalsomasterthemechanicsperformanceofthepansfromcalculationaccuracyandanalysisdepth．Keywords：stacker；lufingmechanism；finiteeleme

4、ntanalysis与销轴连接的中间关节轴承的结构及尺寸如O引言图2所示。轴承型号GE260UK一2RS，润惜层采堆料机是神华黄骅港务公司的主要作业设备用PrFE织物。为保证右侧与左侧的结构受力均之一，其主要作业流程为：翻车机一堆料机一取匀，采用其他零件与左侧对称，因此，在右侧加装料机一装船机。其中堆料机是卸车作业的末端设轴套，可保证右侧与左侧加装同样尺寸的其他零件，备，连接装船作业的取料机，是煤炭运输作业的同时，使得关节轴承的定位得以实现。轴套的结构重要设备¨j。其俯仰销轴又是连接臂架与钢结构尺寸如图3所示。销轴与拉杆1、拉杆2、关

5、节轴承的主要零件，也是俯仰作业的核心部件。本文从的装配关系如图4所示，拉杆1、拉杆2与销轴的两传统力学的设计和有限元的计算两种途径进行该端相连接，关节轴承与销轴的中间部位连接。零件与其相关零件的受力分析。1俯仰销轴及其相关零件的结构特点由于堆料机俯仰销轴(以下简称销轴)采用堆场现场安装，受起重机作业、其他钢结构空间和受力平衡的影响，销轴采用后安装，并且单侧打人的方式。与其他零件的定位方法采用的是轴肩、卡板、轴套等多种方式，目的是简化销轴的结构形式，降低安装难度。同时为了更好地润滑，在销轴上加设油槽结构，其结构图如图1所示。图2关节轴承

6、的结构及尺寸图1销轴的结构尺寸图3轴套结构及尺寸-——48-·——《起重运输机械》剪切应力：：Q：：17A．5MPa5．3×10一当量应力：W=：1．73MPa3销轴受力的有限元分析轴类零件通常以弯矩为主，结合一定的算1．关节轴承2．俯仰销轴3．拉杆24．拉杆1图4销轴及其连接零件的装配关系法，在传统的机械设计中，通常是以其他类载荷转化为弯矩的算法进行设计计算的。但是，该算法是以材料力学为基础的，材料力学的计算中，2销轴受力的强度计算存在致命缺点，其一是三大假设，其二是研究对销轴的受力简图如图5所示。从该轴的受力象是杆件。本文所研究的

7、销轴结构，不太符合形式划分，该销轴为心轴i23，俯仰销轴的受力属杆件的条件，理由如下：1)轴径比太小，轴左于平面平行力系，拉杆1对其作用力P=930969N，端的直径为290mm，而P至关节轴承的距离为315．5mm；轴右端的直径为260mill，而P至关P对轴承中心的力矩为节轴承的距离为367．5mm。通常，轴颈比大于M1=PlX0．3155=293720．7195N·m5，得到的结果比较真实。很显然，销轴的轴径P比不满足要求。尽管目前工程界依然保持着这种设计方法和计算方式，但是，笔者认为，在精确计算条件成熟的条件下，有必要对结构强

8、度重新II『lf～进行合理的计算，检验传统设计中是否存在缺陷IllII一和缺陷的形式及程度。2)力的作用面积较大，~_／／／／／／／／／A等效为集中力，显然是不符合实际情况的。P。在轴向的长度为200mm，P至关节轴承中