刮板机槽帮的有限元分析

刮板机槽帮的有限元分析 王净 （淮南舜立机械有限责任公司研发中心，安徽 淮南 232046） 1 引 言 刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续动 作式运输机械，它主要用于回采工作面或顺槽等其它场 所。溜槽是刮板输送机的重要组成部分，是物料的承载机 构和刮板的运行导轨。刮板机中部槽由铲板槽帮、挡板槽 帮、中板及封底板等构成。本文所分析的挡板槽帮是刮板 机向煤臂侧推进过程中主要承载部件，也是牵引液压支 架前移的受力支点。 鉴于挡板槽帮对于刮板机的重要性，通过结构设计提 高其可靠性是非常必要的，但如果通过成品试制来进行工 业实验成本会大大提高。因此采用了有限元的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 对刮板 机挡板槽帮进行了结构静力分析。采用基于SolidWorks的 COSMOSWorks 设计分析技术，COSMOSWorks 设计分析 系统与 SolidWorks 三维软件完全集成，COSMOSWorks 通过单一屏幕解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 可进行应力分析、频率分析、扭曲 分析、热分析和优化分析。运用 COSMOSWorks得到挡板 槽帮的结构静力分析，可以提高挡板槽帮的设计效率和 降低挡板槽帮设计与制造成本，为更加合理和快速改进 挡板槽帮提供参考数据。 2 建立刮板机挡板槽帮有限元模型 本文所分析的挡板槽帮为 SGZ800/1050 刮板机使 用，该挡板槽帮的材 料为铸造合金钢，密 度为 7.8×103kg/m3，弹 性模量 202GPa，泊松 比 0.3，并在铸造过程 中加入适量其它金属元素，提高了材料的综合性能，使得 槽帮的耐磨性、焊接性及延伸性达到了完美的结合。经过 实验分析，材料的屈服强度可达 755MPa，如图 1所示。 相对于北航开发的 CAXA二维绘图软件，SolidWorks 软件绘制二维图形比较薄弱。因此挡板槽帮的二维平面 图样采用 CAXA绘制，绘制完成以后另存为 DWG/DXF 文件，这样就可以实现与 SolidWorks软件的无缝对接。然 后实体模型利用 SolidWorks三维设计软件建立，首先从 Auto-CAD导入二维图以后，再利用拉伸、剖切、扫描、拔 模、旋转切除等一系列复杂命令完成了挡板槽帮的三维 实体模型。为了使分析计算结果真实准确，在挡板槽帮的 关键部位的倒角、圆角等并没有忽略。 接下来利用 SolidWorks 软件集成的 COSMOSWorks 应力分析软件就可以为挡板槽帮有限元网格单元，自动 进行网格划分生成有 限元模型。其中网格采 用抛物线性四面体实 体单元作为划分单元， 单元大小 38mm，节总 数 34135个，单元总数 19429个。如图 2所示为挡板槽帮 单元网格。 3 定义载荷及约束 依据刮板输送机在使用过程中的特性，在刮板机向 煤臂侧前移过程中受力最强。因此此套 SGZ800/1050刮 板机所搭配的 ZZ6400/13/38液压支架推移千斤顶的推力 就决定了刮板机挡板槽帮此时受力的大小。 液压支架推移千斤顶的推力为 F=640kN，在进行有 限元分析时，取偏载安全系数 1.3，确定推力为 F=832kN， 在挡板槽帮两推移耳腰形孔面向中板侧及上方方向施加 面载荷，并将其均匀地加在压力方向的各个节点上。 4 有限元计算结果分析 COSMOSWorks应力分析可以提供各种格式的数据， 分析类型尤为全面。不仅可以得到应力、位移、应变图解， 还具备“探测”、“反作用力”、“接触力”等工具对结果进行 分析比较。本文只对应力、位移进行说明。 如图 3为挡板槽帮的应力分析云图，所受应力较大 的部位出现在两推移耳 与槽帮整体的接合处， 另外两推移耳本身所受 应力也较大。由图可知 可 见 最 大 应 力 为 439MPa，与许用应力相比安全系数较大，故使用此种材 质挡板槽帮满足刮板机受力要求。 图 4给出了挡板槽帮在受力下产生的变形情况，挡 摘 要：在建立刮板机槽帮的三维参数化模型基础上，利用 COSMOSWorks有限元分析软件，对刮板机槽帮进行了有 限元分析，计算出槽帮的应力和位移。计算结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，槽帮钢材料满足使用要求，为槽帮的改进设计提供了依据。 关键词：槽帮；有限元；失效；优化 中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1002－2333（2010）08－0084－02 图 1 挡板槽帮有限元模型 图 2 挡板槽帮单元网格 图 3 挡板槽帮应力云图 仿真 / 建模 /CAD/CAM/CAE/CAPP 制造业信息化 MANUFACTURING INFORMATIZATION 机械工程师 2010年第 8期84 ��������������������������������������������������������� ���������� 板槽帮本身有一定的 强度储备，位移最大 值为 0.2386mm，满足 刚度要求。 5 结 语 （1）利用 SolidWorks 的 COSMOSWorks 设计分析技 术，得到了挡板槽帮应力分布情况，同时也得到挡板槽帮 的最大位移量。分析结果表明挡板槽帮使用的材料和尺 寸，符合使用要求。 （2）利用有限元分析表明，挡板槽帮的高应力区主要 集中在两推移耳与槽帮整体的接合处，为进一步挡板槽 帮的结构优化设计提供了必要的理论基础。不仅提高了 设计质量和效率，也为后续设计新的挡板槽帮提供了可 靠的方法和依据。 （3）采用有限元分析方法，可以用计算机仿真代替昂 贵的现场测试，不仅可以降低成本，简化设计 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ，而且 减少产品开发周期的次数、缩短产品设计时间，对产品重 点优化部位也可作出明确判断。 （编辑毕 胜） 作者简介：王净(1979-)，男，助理工程师，主要从事刮板输送机等煤 矿机电设备设计工作。 收稿日期：2010-05-16 图 4 挡板槽帮位移云图 Pro/E 4.0 设计过程中的要素选择技巧 胡金文 （鄂东职业技术学院，湖北 黄冈 438000） 在使用 Pro/E4.0 进行设计过程中，Windows 操作系 统中选取文件的一些方法在 Pro/E中很多时候也是适用 的，如使用左键、右键、CTRL+左键、SHIFT+左键等的选取 方法。除此之外，Pro/E4.0在选取方法基本上同以前的野 火版本。Pro/E在选取状态时，当鼠标移到所需选取的元 素上并稍作停顿时，被选元素会呈现淡蓝色并在光标下 出现相应被选元素的说明，左键选取后被选对象呈现红 色，本文从以下几个方面进行归纳。 1 草绘环境下的要素选择 草绘环境下，可以选择的有几何图元、尺寸、约束等 要素，而选择的方式有框选、链选、单选等。框选时，根据 过滤器的显示，有全部、几何、尺寸、约束几种选项，根据 不同的需要选取不同的类型。链选也就是可以将串联的 图元一起选中。其设置方式为：选择“编辑→选取→链”， 选取链中的任何一图元即可以选取整个链。 2 Part环境中的要素选择 2.1 特征（模型树中显示的要素）的选择 （1）在“模型树”中进行，打开模型树后，点选“显示→ 加亮几何”，则在“模型树”中选中某特征后，该特征在绘 图区呈选中状态（红色显示）。若选择“显示→预选加亮”， 则当鼠标移至“模型树”上某特征时，相对应“模型树”中 的绘图区的特征会被预选加亮（淡蓝色显示）。 （2）在绘图区域用左、右键进行选择，在过滤器显示 “智能”或“特征”时，当鼠标移到所需选取的特征上时，被 选特征会呈现淡蓝色并在光标下出现相应被选特征的说 明，如果不是所需要的，可以点击右键切换到下一特征， 直到所需并按左键确定。也可以长按右键从弹出的菜单 中从列表中选取所需特征。 2.2 几何（点、线、面）要素的选择 过滤器显示“智能”时，首先选择几何要素所依附的 摘 要：在使用 Pro/E软件进行工程设计过程中，经常要选择一些要素进行编辑、设计，而选取的方法有很多种，正确快 速地选取不仅能加快设计速度，而且能避免一些错误的产生。文中针对 Pro/E4.0软件中比较适用的要素选取方法、选择 技巧，结合多年的设计经验进行了探讨。 关键词：Pro/E 4.0；选取方法；选择技巧 中图分类号：TB23 文献标识码：A 文章编号：1002－2333（2010）08－0085－02 Selection Techniques of the Design Process Based on Pro/Engineer 4.0 HU Jin-wen （Edong Institute of Technology, Huanggang 438000, China） Abstract： In the course of engineering design by using Pro/Engineering software, some elements need to be selected for editing and design, although there are many selecting methods, the right selection not only can speed up the design speed, but also can avoid some errors. This paper discusses the suitable selection methods and techniques based on PRO/E4.0 and the related design experience. Key words： Pro/E 4.0; selecting methods; selecting techniques 85机械工程师 2010年第 8期 制造业信息化 仿真 / 建模 /CAD/CAM/CAE/CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION