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圓形料場堆取料機(jī)具有良好的環(huán)保功能，同時(shí)節(jié)約場地自動(dòng)化程度較高，故廣泛應(yīng)用于大型散貨港口、火力發(fā)電廠的儲(chǔ)煤場、大型鋼鐵公司的礦石煤炭原料場和大型水泥廠等場合。圓形料場取料機(jī)采用雙排鏈條輸送，由驅(qū)動(dòng)裝置、刮板、鏈條、驅(qū)動(dòng)鏈輪組、改向鏈輪組和刮板機(jī)軌道等組成。刮板為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，兩側(cè)內(nèi)部焊接耐磨鋼板，兩側(cè)下部邊緣焊接由耐磨材料制成的刮齒。鏈條為非標(biāo)的大節(jié)距套筒滾子輸送鏈條，每兩個(gè)節(jié)距布置一個(gè)刮板，刮板上法蘭與鏈條鏈板的側(cè)耳通過螺栓連接。刮板鏈條裝置對于刮板輸送系統(tǒng)非常重要。因此非常有必要對取料機(jī)的刮板鏈條裝置進(jìn)行有限元分析研究。
圓形料場取料機(jī)刮板鏈條裝置由刮板、鏈條和相關(guān)的螺栓緊固連接件組成。在刮取物料過程中，刮板是直接承受外載荷的部件。在刮板設(shè)計(jì)過程中，既要考慮承受外載荷的受力要求，又要考慮具有一定的耐磨損性能，因此刮板采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，兩側(cè)內(nèi)部焊接耐磨襯板，兩側(cè)下部邊緣焊接由耐磨材料制成的刮齒。刮板兩邊制作成彎折形狀，其角度取刮板沿機(jī)架平動(dòng)方向和繞中心立柱回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的合成角度。為了提高刮板的整體剛性和使用壽命，在刮板的背部通常焊接一些加強(qiáng)角鋼。
圓形料場取料機(jī)的鏈條采用雙排大節(jié)距套筒滾子鏈。根據(jù)取料能力計(jì)算出鏈條的驅(qū)動(dòng)拉力，考慮合理的安全系數(shù)，選用不同破斷拉力的鏈條。鏈條一般分為內(nèi)置滾子鏈條和外置滾子鏈條兩種。相對于外置滾子鏈條而言，內(nèi)置滾子鏈條價(jià)格便宜，得到了更多的工程應(yīng)用。在圓形料場取料機(jī)取料的過程中，刮板鏈條裝置除了沿著懸臂機(jī)架方向平動(dòng)外，還有繞中心立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)用Autodesk Inventor Professional軟件分別建立刮板和刮板鏈條裝置的三維模型，利用其自帶的有限元分析模塊，對刮板和刮板鏈條裝置進(jìn)行強(qiáng)度和變形分析，得到應(yīng)力分布圖，位移分布圖和應(yīng)變分布信息，為今后的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的依據(jù)。
結(jié)合刮板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用Inventor強(qiáng)大的建模功能來建立刮板的有限元模型。另外，還可以利用Inventor軟件的渲染功能對刮板模型進(jìn)行色彩、材質(zhì)、紋理等處理，以增強(qiáng)模型的真實(shí)感。
刮板材料選擇高強(qiáng)度低合金鋼。刮板上法蘭與鏈條鏈板的側(cè)耳通過螺栓連接。所以在進(jìn)行刮板有限元分析時(shí)，采用孔銷連接來約束螺栓連接處，固定徑向和軸向。根據(jù)對刮板的受力分析，施加物料對刮板的切削阻力Fq和物料沿刮板運(yùn)行方向上的摩擦作用到刮板上的摩擦力Fm。
在完成材料選擇、施加約束和載荷以后，選擇自動(dòng)接觸就可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格設(shè)置如下，平均元素大小為0.05，最小元素大小為1.00，分級(jí)系數(shù)為1.50，最大轉(zhuǎn)角60°。刮板網(wǎng)格劃分其節(jié)點(diǎn)數(shù)為34090，元素?cái)?shù)為16717。
在完成網(wǎng)格劃分以后，即可進(jìn)行分析求解計(jì)算。刮板的有限元分析Mises等效應(yīng)力云圖、位移云圖、安全系數(shù)云圖和等效應(yīng)變云圖。
根據(jù)分析求解顯示結(jié)果可知，刮板滿足設(shè)計(jì)要求。刮板鏈條裝置有限元模型的建立結(jié)合刮板鏈條裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用Inventor強(qiáng)大的建模功能來建立刮板鏈條裝置的有限元模型。
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