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斗輪取料機(jī)是目前最大的散狀物料裝卸成套設(shè)備之一，廣泛用于礦山、港口、火電廠、焦化廠、水泥廠等領(lǐng)域。取料機(jī)的回轉(zhuǎn)形式主要有回轉(zhuǎn)支撐式和回轉(zhuǎn)臺(tái)車式2種。對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)車式斗輪取料機(jī)而言，回轉(zhuǎn)輪壓是其設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)的1個(gè)重要參數(shù)。回轉(zhuǎn)輪壓的大小直接反映取料機(jī)重心位置及穩(wěn)定性，且取料機(jī)回轉(zhuǎn)軌道對(duì)其有安全性要求，所以回轉(zhuǎn)輪壓對(duì)取料機(jī)的安全生產(chǎn)有非常重要的意義。
對(duì)取料機(jī)的輪壓分析目前多采用理論計(jì)算的方法及單獨(dú)測試每個(gè)輪組輪壓的方法。取料機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝運(yùn)行情況難以確定，且取料機(jī)輪組是超靜定系統(tǒng)，采用理論分析和測試分析輪壓的方法在某種程度上影響輪壓值的準(zhǔn)確度。采用有限元分析方法對(duì)取料機(jī)進(jìn)行分析可以較準(zhǔn)確地獲得取料機(jī)的受力情況，但多數(shù)研究者將取料機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，并采用殼單元和梁單元等建立有限元模型，這種處理會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。為此，采用現(xiàn)場測試和有限元分析相結(jié)合的方法分析取料機(jī)的回轉(zhuǎn)輪壓，有限元分析中采用實(shí)體單元建立回轉(zhuǎn)輪組部分的模型，回轉(zhuǎn)輪與回轉(zhuǎn)軌道的連接采用標(biāo)準(zhǔn)接觸對(duì)，以期更加真實(shí)地模擬回轉(zhuǎn)輪的受力情況。
回轉(zhuǎn)輪壓的測試方法為：在取料機(jī)不取料的工況下，將壓力傳感器連接在千斤頂無桿腔的液壓回路上，利用單個(gè)液壓千斤頂依次將各回轉(zhuǎn)臺(tái)車組頂起到車輪離開回轉(zhuǎn)軌道，然后取料機(jī)進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)并記錄時(shí)間，測得壓力傳感器在運(yùn)動(dòng)過程中的壓力變化情況，從而分析計(jì)算回轉(zhuǎn)輪壓值。測試過程為：用千斤頂頂起某個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)車組，被頂起的回轉(zhuǎn)臺(tái)車組的車輪離開回轉(zhuǎn)軌道后，取料機(jī)懸臂架從水平位置下俯到下極限位置，接著回水平位置繼續(xù)上仰到上極限位置，最后回水平位置，懸臂架回水平位置后給千斤頂卸荷，慢慢放下被頂起的回轉(zhuǎn)臺(tái)車組。重復(fù)上述過程，完成另外回轉(zhuǎn)臺(tái)車組的測試。在測試過程中用秒表記錄各運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間。
現(xiàn)場測試時(shí)用320t的液壓千斤頂，活塞桿直徑為250mm，活塞桿截面積為49087.4 mm2；重力加速度取9.8 m/s2；壓力變送器為HUBA511，最大量程為40 MPa，輸出為4~20 A的電流信號(hào)，通過加1個(gè)電阻，將輸出改為1~5 V的電壓信號(hào)；信號(hào)采集器為CRAS QL 108，采樣頻率為512 Hz。測試時(shí)，通過三通管將千斤頂無桿腔的液壓油接壓力變送器，將壓力變送器的輸出接信號(hào)采集器，進(jìn)行信號(hào)采集。對(duì)測試信號(hào)就行標(biāo)定、整理，繪制油壓曲線。千斤頂頂右后輪組時(shí)的測試油壓曲線，限于篇幅，其它輪組的測試油壓曲線未列出。根據(jù)記錄的懸臂架在某位置時(shí)時(shí)間，計(jì)算出該時(shí)刻數(shù)據(jù)點(diǎn)位置，從而得到該位置的油壓值。
經(jīng)整理分析，得到不取料工況下頂起各回轉(zhuǎn)臺(tái)車組懸臂架在各位置處的油壓，通過油壓值計(jì)算得到輪壓值。
綜合考慮ANSYS計(jì)算效率和輪壓計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)取料機(jī)進(jìn)行簡化，略去對(duì)輪壓影響很小的回轉(zhuǎn)平臺(tái)之外的構(gòu)件，將所有構(gòu)件的質(zhì)量綜合考慮在簡化后的模型上。在SolidWorks中建立回轉(zhuǎn)平臺(tái)實(shí)體模型，接著將模型導(dǎo)入ANSYS建立有限元模型。在ANSYS中采用是solid185單元（材料密度設(shè)為0）對(duì)導(dǎo)入的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；在整個(gè)取料機(jī)回轉(zhuǎn)上部機(jī)構(gòu)的質(zhì)心處建立1個(gè)質(zhì)量節(jié)點(diǎn)（質(zhì)量為整個(gè)回轉(zhuǎn)上部機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量），并將此質(zhì)量節(jié)點(diǎn)與回轉(zhuǎn)平臺(tái)上表面的部分節(jié)點(diǎn)通過無質(zhì)量梁單元（梁單元的截面進(jìn)行多次試計(jì)算選取，保證質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的變形較小即可）進(jìn)行連接；在被頂起的回轉(zhuǎn)臺(tái)車組的頂起部位施加1個(gè)豎直向上的位移約束，在其它回轉(zhuǎn)臺(tái)車組的車輪與軌道間設(shè)置接觸對(duì)，對(duì)軌道下表面施加全約束；設(shè)置重力加速度。
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