门式斗轮堆取料机金属结构有限元分析

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MDQ系列门式斗轮堆取料机适 用于火力发电厂 港 口、冶金、矿 山等 工矿企业的储料场，是高效连续堆取散状物料的理想设备。作为门式斗轮堆取料机中重要的-部分，金属结构支撑着整个设备，并且承受着配重及横梁等多个机构的重量。因此其结构的合理性是门式斗轮堆取料机产品设计和提高性能的关键。该文依托现有合同，对MDQ1250/2500.55门式斗轮堆取料机的金属结构进行分析。

1金属结构组成及其参数1.1金属结构的组 成金 属结构由固定梁 、柔性支腿、刚性支腿、横梁组成。固定梁与柔性支腿及刚性支腿均采用固接。横梁通过钢丝绳与固定梁连接在-起 ，并在支腿上有滑道，限制横梁的横向移动。横梁 上有斗轮机构及胶带机。配重起到平衡重量的作用。如图l所示。

图1 金属结构简图1.2设备主要参数设备的堆料能力2500 t/h，取料能力1250 t/h，物料为煤，比重为0.8～1.0 t/m ，轨距为55 in，行走速度：5-25 m/min。

2金属结构有限元分析2.1模型建立由于横梁、固定 梁、柔性 支腿及 刚性支腿均采用实腹板式 结构，并且整体跨距及各箱体截面尺寸均很大。所以盖板及 腹板采用扳 单元模拟 ，其中的横向及纵向加 强筋用梁单元模拟，隔板则用板单元模拟。钢丝绳用杆单元模拟。

在划分网格时，特别注意应力集中处的网格要采用比较密集的网格。以得到更精确的结果。

2.2载荷及约束整个金属结构的质量由程序自动生成。固定梁上的载荷包括配重以及横梁通过钢丝绳 对其的作用力，另外走台栏杆以及司机室、电气室 的质量 。横梁上的载荷包括固定胶带机、活动胶带机 、斗轮机构、物料以及尾车对其的作用力。

整个金属结构在支腿与行走机构连接铰 点处约束三个方向的线位移，在横梁与滑道接触处限制其横向位移。

2.3工况选择在计算时，由于斗轮 机构 和活 动胶带机 的位 置的不同，选择出分别对于固定梁 、横梁、柔性 支腿 和刚性支腿的3个最不利的工况进行分析。

工况-为斗轮机构在刚性支腿侧极限位置处，工作风载平行于轨道 ；工况二为斗轮机构在柔性支腿极限位 置处，工作风载平行于轨道 ；工况三为斗轮机构在横梁跨中位置，工作风载平行于轨道。

2.4计算结果通 过计算，得出了各种工况下的应 力及变形，各工况下每个大部件的最大应力及位移见表1。

金 属 结 构 材 料 为 Q 2 3 5-B，依 据 G B 3 8 l 1-2 0 0 8，其 许 用 应 力 为 [o 2 3 5/1.3 41 7 5 M P a，许 用 变 形 为L/l0O055000/100055 mm。

由表1的数据可以清楚的看出，各大部件的应 力均小于其许用应力，固定梁的变形和横梁的变形小于其许用变形。

由此可以看出，本金属结构的刚度、强度均满足规范要求。其中-些部位的应 力比较小 ，可以对其进-步进行优化 ，使应力分布更加合理。

3结语金属结构作为门式斗轮堆取料机中最重要的钢结构，其结构、工况复杂，用简单的手算很难实现，应用有限元法可以到达较高的计算精度及速度，提高了计算效率。

通过计算可以看出，金属结构中各个大部件的应力及变形均满足规范要求 ，个别区域的应力比较小，有进-步优化的空间，为产品设计提供了重要的依据 。