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        吊鉤式拋丸清理機軌道支架的結構優化

        作者:拋丸機 發布時間:2015-09-05點擊:
           根據關于三種結構形式下軌道支架的有限元分析結果可知,單吊鉤形式軌道支架的最大變形量和最大等效應力值在四種狀態下均合理,因此,在本章中不再對單吊鉤形式軌道支架進行結構優化,只對雙吊鉤形式下兩種結構類型的軌道支架進行適當的優化。

        1、雙吊鉤(無換向)形式軌道支架的結構優化:
            由第五章中對雙吊鉤(無換向)形式軌道支架在四種受力狀態下的結果分析可知,當兩側吊鉤系統均處于工件的裝卸位置時,軌道支架應力集中點處的等效應力值最大,且超過了材料的屈服極限,其它部分的應力值雖然不超過材料的屈服極限,但是超過了材料的許用應力。對于1t的電動葫蘆而言,其軌道型號為16-18b,環形軌道的最小半徑為要求,1.5 m,在原有結構中,導軌部分是型號為16的槽鋼,轉彎半徑為1656mm,滿足且軌道型號已經是可用范圍內的最小值,這里不再對其進行改動。
            針對分析結果中出現較大的變形以及等效應力最大值超過材料許用應力的現象,對原有結構進行如下改進:(1)調整軌道支架中斜支撐與豎直方向的角度,將原有角度值37。改為450,便于在下料過程中的測量;(2)調整軌道支架前端用于橫梁與導軌之間連接的槽鋼的位置,使其與兩者都有較大的接觸,從而使得結構更牢固。改進后的結構如圖6.1所示為改進后的整體結構圖,圖6.2為改進后結構的局部圖。
        圖6.1 改進后的雙吊鉤(有換向)形式軌道支架
        圖6.2改進后結構的局部圖

           根據第五章中關于雙吊鉤(無換向)形式軌道支架在各工作位置時的受力分析,當兩側工件均處于工作裝卸位置時等效應力值的最大值最大,在此對改進后的結構只分析
        其在該狀態下的變形及應力狀態。分析后的結果如圖6.3、圖6.4所示:
        圖6.3作用在A, B點時(改進后)沿重力方向的變形云圖(單位:m)
        圖6.3作用在A, B點時(改進后)沿重力方向的變形云圖(單位:m)
        圖6.4作用在、點時(改進后)的等效應力云圖(單位:)
        根據圖6.3、圖6.4對改進后結構的有限元分析結果進行整理,如表6.1所示:
         
        表6.1雙吊鉤(無換向)形式軌道支架改進后的有限元分析結果

            由表6.1及圖6.3可知,改進后的雙吊鉤(無換向)形式軌道支架沿重力方向的大變形量為8.678mm,小于其許可撓度值8.96mm,最大變形發生在遠離分離器一側軌道支架的前端橫梁及導軌位置。由表6.1及圖6.4可知,最大等效應力發生在前端腿與斜支撐的連接處、中間橫梁、以及末端支腿位置,且應力集中點處的等效應力值134MPa,其它部分的等效應力值小于104MPa,不超過材料的許用應力。因此,此改方案可行。

        2、雙吊鉤(有換向)形式軌道支架的結構優化:
           由第五章中對雙吊鉤(有換向)形式軌道支架在五種受力狀態下的結果分析可知,當兩側吊鉤系統均處于裝卸工件位置時,軌道支架的變形量及等效應力值最大,且等效應力最大值處位于放置分離器的支架與導軌支架支腿的連接位置,最大值處為應力集中點,除應力集中點外,其它部分的應力最大值超過了材料的許用應力。因此,可在保證整體安裝不發生干涉的前提下,適當調整分離器安裝支架的支腿位置。由于此軌道支架的各支腿均采用兩個槽鋼結構焊接而成,故可以采用方鋼對其進行結構替換,減少工人的勞動強度。
            針對上述問題提出如下結構改進方案:(1)調整分離器安裝支架的支腿位置,使其比較靠近分離器支架與軌道支腿相連接的橫梁位置;(2)將原有支腿由原來的兩根型號12.6的槽鋼焊接結構改為110X 110X4的方管,省去焊接步驟。改進后的結構如圖6.5所示:
        圖6. 5改進后的雙吊鉤(有換向)形式軌道支架
           由第五章中的分析結果對比可知,當兩側吊鉤系統均處于裝卸工件位置時,得到的變形量及等效應力值最大。因此對于改進后的結構,在這里只對其在兩側吊鉤系統均處于裝卸工件位置時的狀態進行分析即可。改進后的結構在該狀態下的分析結果如下圖所示:
        圖6. 6作用在A, D點時(改進后)沿重力方向的變形云圖(單位:m
        圖6.7作用在A, D點時(改進后)的等效應力云圖(單位:Pa)
           根據圖6.6、圖6.7對改進后結構的有限元分析結果進行整理,如表6.2所示:
        表雙吊鉤(無換向)形式軌道支架改進后的有限元分析結果
           由表及圖可知,改進后的雙吊鉤(有換向)形式軌道支架沿重力方向的變形量最大值為,最大變形發生在軌道之間的前端橫梁及導軌位置,變形仍然較大。但是由表及圖可知,改進后結構在應力集中點處的等效應力值為,應力最大值位于遠離分離器側的支腿部分,在其它部分的等效應力值小于,不超過材料的許用應力。因此,改進后的結構是合理的。

        3、結語:
           由第五章中的分析結果可知,就雙吊鉤(無換向)形式軌道支架及雙吊鉤(有換向)形式軌道支架而言,兩者均是當兩側吊鉤系統同時處于工件裝卸位置時沿重力方向的變形量及等效應力值最大。本章主要針對這兩種形式的軌道支架結構進行適當的改進,并分析其改進后的結構在兩側吊鉤系統均處于工件裝卸位置時的新變形及等效應力狀態,由分析結果可知,改進后的結構可行,能保證軌道支架在最大受力時仍可以正常使用。

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