桥式取料机关键零部件力学性能分析及优化

发布时间：2017-04-25 18:14

  本文关键词：桥式取料机关键零部件力学性能分析及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥式刮板取料机是现代化连续装载物料的高效大型设备，能够排除复杂的现场环境、严格的取料量要求及苛刻的物料特性等不利因素，高效连续地完成取料作业。其结构形式比较简洁，各个部件受力均匀合理，稳定性可靠性高，且零部件互换性非常好，维修很方便。 取料梁是刮板取料机的主骨架，与刮板、链条、料耙、驱动装置等部件共同完成取料作业。为了降低设备生产造价及运输安装成本，实现企业利润扩大化，取料梁的结构形式及优化设计成为设计、制造、安装人员共同关注的问题。目前，桁架式取料梁成为大型取料机的主要结构形式，因此，对其进行力学性能分析及优化是具有重要的工程实际意义的。 本文主要针对桥式刮板取料机的取料梁进行选型设计、力学性能分析及结构优化设计，达到在设计要求范围内减轻取料梁的整体质量，降低生产成本的目的。本文研究的主要内容有： （1）学习金属结构设计所需的基本理论，了解有限元理论知识及熟悉ANSYS软件的操作方法和使用技巧，为后续工作提供理论依据。 （2）广泛调查和整理现场桁架式取料梁、圆管式取料梁、板梁式取料梁的应用情况，，分别分析各种取料梁的优缺点，根据实际情况选取桁架式取料梁为最终方案。进一步分析桁架式取料梁的不同形式的优缺点，最终确定平行弦式桁架结构为桁架梁的最终方案。方案确定后，运用Solidworks软件建立三维模型，并作了相应的简化处理。 （3）取料梁的力学性能分析，主要从静态特性和动态特性两个方面进行研究。静态特性主要关注取料梁在承受静载荷时，变形和应力分布情况，动态特性主要关注取料梁的固有振动特性及在外激励的作用下是否会发生共振现象。 （4）取料梁的优化设计，以取料梁的内部型钢、钢管、钢板等的基本尺寸为设计变量，在满足刚度、强度要求的前提下，降低取料梁的整体质量，降低生产运输安装成本。优化后，取料梁的整体质量降低了985kg，结构体的应力有所增加，但仍能满足正常生产使用要求，生产运输安装成本有所降低。
【关键词】：桥式刮板取料机 取料梁 力学性能 优化设计
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 堆取料机的发展历程9-10
• 1.2 刮板式堆取料机分类10-12
• 1.3 研究对象特性12-13
• 1.4 课题研究13-16
• 1.4.1 问题提出13-14
• 1.4.2 研究的目标、主要内容及要解决的关键问题14-15
• 1.4.3 研究意义15-16
• 第二章 理论基础及软件介绍16-23
• 2.1 金属结构16-18
• 2.1.1 分类16-17
• 2.1.2 金属结构设计原则17-18
• 2.1.3 金属结构设计方法及注意事项18
• 2.2 有限元概况18-21
• 2.2.1 有限元的发展历程19
• 2.2.2 有限元问题求解19-21
• 2.3 ANSYS Workbench 软件简介21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 取料梁的选型及三维建模23-34
• 3.1 桥式取料机的组成及工作原理23-24
• 3.2 取料梁的结构形式及选型24-27
• 3.3 桁架的定义及其有限元公式27-31
• 3.3.1 桁架的定义及选型27-30
• 3.3.2 桁架式取料梁的有限元公式30-31
• 3.4 桁架式取料梁三维建模及简化31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 取料梁静力学分析34-48
• 4.1 取料梁的载荷计算及边界条件的确定34-41
• 4.1.1 工况选择34-35
• 4.1.2 载荷计算35-38
• 4.1.3 边界条件的确定38
• 4.1.4 网格划分38-41
• 4.2 计算结果及分析41-47
• 4.2.1 计算结果41-45
• 4.2.2 取料梁强度分析45-46
• 4.2.3 取料梁刚度分析46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 取料梁的动态性能分析48-55
• 5.1 模态分析理论基础49
• 5.2 预应力模态分析49-52
• 5.3 模态结果分析52-54
• 5.3.1 外界激振频率的计算52-54
• 5.3.2 结果分析54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 取料梁的优化设计55-64
• 6.1 优化设计的概况55-58
• 6.1.1 优化设计的发展历程55-56
• 6.1.2 优化设计的原理、分类及一般步骤56-57
• 6.1.3 Workbench Design Explorer 模块简介57-58
• 6.2 以轻量化为目标优化设计58-63
• 6.3 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-66
• 7.1 总结64-65
• 7.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 秦东晨,祁建中,张明成,武红霞,陈江义;液压机横梁结构的优化设计[J];锻压技术;2004年02期

2 孟宪臣;;YG600/80混匀堆取料机调试及故障处理[J];创新科技;2013年06期

3 龙英;滕召金;赵福水;;有限元模态分析现状与发展趋势[J];湖南农机;2009年07期

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本文编号：326820