圆形料场堆取料机堆料装置动态仿真研究
本文选题:圆形料场堆取料机 切入点:堆料装置 出处:《中南大学》2012年硕士论文
【摘要】:圆形料场堆取料机是应用于港口、电厂、水泥、煤炭、冶金企业等大型原料场重要的装卸和输送设备,其性能优劣将对整个物料输送系统的生产效率产生举足轻重的影响。圆形料场堆取料机堆料装置的主体部件是重型复杂结构件,工作时在空间大范围内运动,堆料装置的动态特性对装置是否能安全运行非常重要。 本文以YDG500/800·90圆形料场堆取料机的堆料装置为研究对象,在分析圆形料场堆取料机的发展现状及堆料装置国内外研究现状的基础上,以优化提高堆料装置动态特性为目标,为堆料装置的设计提出了一套有效的研发思路。 确定了堆料装置总体方案的结构形式,对堆料装置进行了模块划分,利用ADAMS建立了堆料装置的虚拟样机模型。同时通过对其俯仰机构进行参数化,建立了堆料装置的参数化模型;对俯仰油缸两铰点位置进行仿真优化,找出在满足工况要求下,在俯仰过程中油缸推力变化范围较小的铰点位置。在深入了解料场混匀理论的基础上,从圆形料场堆取料机连续人字形堆料工艺的分析入手,通过建立料堆的数学模型,并将数学模型与堆料工艺参数结合,确定了堆料装置的运动规律。通过对堆料装置的典型工况进行动力学仿真,得到了俯仰油缸推力的变化范围和相关饺点的受力等关键技术参数,为相关零部件的选型提供了参考。 利用堆料装置动力学仿真的计算结果作为载荷条件,在ANSYS(?)中对堆料装置主体结构件进行了多工况的强度与刚度分析,并对其中强度薄弱的部位进行了设计调整,使之达到了设计要求。利用ANSYS和ADAMS建立以堆料臂为柔性体的刚柔耦合虚拟样机,并对柔性堆料臂进行了模态分析,得到了柔性堆料臂的固有频率和固有振型;通过对堆料装置俯仰工况和回转工况下的动态应力进行仿真研究,得到了柔性堆料臂在作业过程的应力云图,为进一步的疲劳分析及寿命预计提供了中要的资料。 通过对堆料装置俯仰液压系统进行压力试验,验证了堆料装置虚拟样机仿真模型的正确性;并且通过对堆料臂进行挠度检测,验证了其有限元模型的正确性。
[Abstract]:Circular material yard stacker is an important loading and unloading and conveying equipment used in port, power plant, cement, coal, metallurgical enterprise and other large raw material yard. Its performance will have an important effect on the production efficiency of the whole material conveying system. The main part of the stowage device of the stacker in the circular yard is a heavy complex structure, which moves in a large space while working. The dynamic characteristics of the stacker are very important to the safe operation of the device. This paper takes the stowage device of YDG500/800 90 circular yard stacker as the research object. On the basis of analyzing the development status of the stacker and the research status of stacker at home and abroad, the aim of this paper is to optimize and improve the dynamic characteristics of the stacker. A set of effective research and development ideas are put forward for the design of stacker. The structural form of the overall scheme of the stacker is determined, the stacker module is divided, the virtual prototype model of the stacker is established by using ADAMS, and the pitching mechanism is parameterized. The parameterized model of the stacker is established, and the position of the two hinges of the pitching cylinder is simulated and optimized to find out that the model can meet the requirements of the working conditions. In the process of pitching, the position of the hinge point in which the thrust of the cylinder changes in a small range. On the basis of deep understanding of the mixing theory of the material yard, this paper starts with the analysis of the continuous herringbone stacking process of the round yard stacker, and establishes the mathematical model of the pile. By combining the mathematical model with the process parameters, the motion law of the stacker is determined, and the dynamic simulation is carried out on the typical working condition of the stacker. The key technical parameters, such as the range of the thrust of the pitching cylinder and the force of the relevant dumpling point, are obtained, which provides a reference for the selection of the related parts. The dynamic simulation results of the stacker are used as load conditions in ANSYSX? In this paper, the strength and stiffness of the main structure of the stacker are analyzed under various working conditions, and the design of the parts with weak strength is adjusted. The rigid-flexible coupling virtual prototype is built by ANSYS and ADAMS, and the modal analysis of the flexible stack arm is carried out, and the natural frequency and mode shape of the flexible stacking arm are obtained. Through the simulation of dynamic stress in the pitching and rotating conditions of the stowage device, the stress cloud diagram of the flexible stacking arm in the working process is obtained, which provides important data for further fatigue analysis and life prediction. Through the pressure test of the pitching hydraulic system of the stacker, the correctness of the simulation model of the dummy prototype of the stacker is verified, and the correctness of the finite element model is verified by the deflection test of the heaping arm.
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH24
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,本文编号:1657906
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