电动液压抓斗上盖板回旋结构的设计.pdf

电动液压抓斗上盖板回旋结构的设计 徐养社 无锡 市新华起重工具有限公 司 无锡2 1 4 1 1 2 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 1 0 7～ 0 0 5 2 0 3 用 于单 索起 吊的 电动液 压多瓣抓 斗在码 头 、 电厂 、垃圾处理 厂、钢厂 等被广泛应 用 ，电动液 压抓斗的上盖板一般为一体式结构，存在抓斗重 心平衡差 、不能缓 冲瞬 间重力冲量 、抓 斗和钢丝 绳左右转动时，钢丝绳得不到保护等问题。抓斗 重心不能平衡 时 ，抓斗转动或摆动会 引起抓斗头 部挂钩脱落 ；抓 斗和钢 丝绳左右转动 时 ，钢丝绳 和电缆线会 缠绕在一起 ，引起 电缆线的断裂或脱 落 ；抓斗抓起重物起 吊后 ，不能保证其 形成 1个 稳定 的自然角。 1 新型上盖板 回旋 结构 液压抓斗上盖板结构包括吊柄 、上压板、环形 盖板、下压板，吊柄下端与上压板上部相连，下压 板的上表面周边设有环形 凹台，环形盖板装在下压 板的环形凹台上 ，下压板与上压板紧固连接 ，构成 1 环形槽 ，环形盖板能在环形槽内自由旋转，见图 1 。 上压板的下底 面开有环形 的顶球上 半槽 ，下 压板上 的环形 凹台的台阶平面和台阶侧 面上分别 开有环形 的底球下半槽和侧球 内半槽 ；环形盖板 内缘的上表面 、下底 面和侧面分别开有顶球 下半 槽 、底球上 半槽 和侧球外半槽 ，分别与顶球 上半 槽 、底球下半槽 和侧球 内半槽相对应 ，形成 3个 封 闭的槽体 ，槽体内装有钢球 。 环形盖板的 内缘设有 限位肩 ，限位肩 与环形 槽配合定位 。上压板下底面 的中心设有 圆形凸 台， 下压板上表 面的中心设 有圆形 凹部 ，圆形 凸 台与 圆形 凹部对应 ，上压板和下压板通 过螺栓 固定连 接 ，吊柄下端与上压板上部用销轴铰连。 新型结构与原结构 相 比，由于上盖 板结构 能 自由回转 ，可 以保持抓 斗 良好 的重 心平衡 ，缓 冲 瞬间重力不平衡 时的瞬间冲量 。抓斗 由于重 心不 平衡而转动时 ，抓斗头部 以上结构保持相对静 止 ， 避免抓斗头部挂钩脱落 ，杜绝钢丝绳和 电缆 线缠 绕的危险。抓斗在起 吊后形 成 1个 良好 的 自然角 ， b a 主视图 b 俯视图 1 ．吊柄2 ．上压板3 ．钢球4 ． 环形盖板5 ．限位肩 6 ． 环形凹台7 ．下压板8 ．圆形凸台9 ．圆形凹部 l O ． 侧球内半槽1 1 ．侧球外半槽 1 2 ．底球下半槽 1 3 ．底球上半槽1 4 ．顶球下半槽1 5 ． 顶球上半槽 1 6 ．螺栓1 7 ．销轴 图 1 新型液压抓斗上盖板结构 一 5 2 一 厚度7 5 m ll 1 和整体受力进行分析，环形盖板材 料为 Q 3 4 5 B，钢珠 直径 为 2 0 m m，材 质 为轴 承 钢。使用 S o l i d w o r k s 软件进行建模，利用 A n s y s 进 行有限元分析。 由于系统受力较为缓慢 ，只需进行静力分析。 分析过程 中对结构进行 简化处理 假设 真实结构 为一定 常系数 系统 ，忽略 阻尼的影 响；认 为材料 是各向同性 的 ，密度分 布均匀 ；钢珠 由于数量 比 起重运输机械 2 0 1 1 7 较多 ，用钢环简化代替。 2 ． 1 环形盖板有限元分析 1 建立有限元模型 先利用 C A D软件 S o l i d w o r k s 建立环形盖板的三 维模型，然后直接导入 A n s y s 生成有限元模型。为 模型定义必要的常数和材料特性。密度为 7 8 5 0 k g ／ m ，弹性模量 21 0 “ P a ，泊松 比0 ． 3 。使用 A n s y s 中的 Me s h i n g功 能 将 有 限元 模 型 划 分 网格 ，共 7 6 9 4 个单元平面 ，1 3 7 7 0个节点。 2 加载及求解 对有限元 模型按实 际情况进行 约束 ，在这里 为约束 3 个球半槽。主要受到7 个螺栓孔向下的力， 总体受到 1 2 0 k N的力 ，加载力时应注意力的方 向。 加载结束后，运行 S o l u t i o n中的 S o l v e 命令进 行求解。 3 结果分析 计算程序结束后 调用应力 分析模块 ，得 到最 大应力为 1 7 ． 5 2 M P a ，整体的应力分布图如图 2 所示 。 图 2 环形盖板应力分布图 从 图上 可 以看 到应力 集 中在 3个 球半 槽处 ， 1 7 ． 5 2 MP a的应力远小 于 Q 3 4 5 B的屈服 强度 ，环 形盖板的强度满足设计要求。 再调用形 变分 析 的模 块 D e f o r ma t i o n ，得到平 台三角架最大 的变形量为 4 ． 5 81 0一m m，整体的 形变分布如图 3所示。 从 图上可 以知道 位移 的分 布情况 ，以及最 大 位移发生在 7个螺栓处 。 2 ． 2上盖板回转结构有 限元分析 1 建立有限元模型 利用 C A D软件 S o l i d w o r k s 建 立部件 的三维模 型，然后直接导人 A n s y s 生成有限元模型。为模型 定义必要的常数和材料特性 。密度为 7 8 5 0 k g ／ m ， 弹性模量 21 0 “ P a ，泊松 比 0 ． 3 。使用 A n s y s 中的 起重运输机械 2 ．0 1 1 7 图 3 环形盖板形变分布图 Me s h i n g功能将有限元模型划分 网格 ，共 3 3 9 1 4个 单元平面 ，6 4 5 2 2个节点 。 2 加载及求解 对建立 的有 限元模 型按 实 际情况 进行 约束 ， 在这里整体部件 的 7个 螺栓孔 ，受力 是上压板受 到 的拉力 。加载 结束后 ，运行 S o l u t i o n中的 S o l v e 命令进行求解。 3 结果分析 计算程序结 束后调 用应力 分析模块 ，得 到最 大的应力为 3 0 ． 5 7 MP a ，整体 的应力分布图如 图 4 所 示 。 图4 整体部件应力分布图 再调用 形 变分析 的模块 D e f o r ma t i o n ，得 到上 盖板结构最大的变形量为3 ． 5 4 1 0 ～m m，整体的 形变分布如 图 5所示 。 图 5 整体部件形变分布图 装船机俯仰钢丝绳防松装置的改进设计 赵利军 顾凯 1神 华集团黄骅港务公 司装船一部 沧州0 6 1 1 1 3 2河北港 口集 团工程 技 术公 司 沧州0 6 1 1 1 3 摘要 通过对装船机俯仰钢丝绳设备状况的分析，提出了一种新的钢丝绳防松弛设计 ，使故障的检测更 加灵敏 ，可以有效降低故障率。 关键词装船机 ；俯仰钢丝绳 ；防松弛；故障 中图分类号 U 6 5 3 ． 9 2 8 ． 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 1 0 7 0 0 5 4 0 3 Ab s t r a c t T h r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e s h i p l o a d e r l u ff i n g w i r e r o p e e q u i p me n t s i t u a t i o n，t h e p a p e r p r o p o s e s a n e w wi r e r o p e l o o s e n e s s d e t e c t i n g d e v i c e ，w h i c h ma k e s t h e f a i l u r e d e t e c t i o n mo r e s e n s i t i v e a n d t h e f a i l u r e r a t e r e d u c e d ． Ke y wo r d s s h i p l o a d e r ；l u f fi n g wi r e r o p e；a n t i l o o s e n e s s ；f a i l u r e 1 港 口装船机俯仰机构 装船机是煤炭港 口生产作业系统 的重要组成部 分，主要 由俯仰机构、行走机构 、臂架机构 、溜筒 机构等部分组成 ，俯仰机构的主要结构见图 1 。 1 、3 ．钢丝绳2 ．滑轮组 4 ． 俯仰驱 动装置5 ． 平衡梁装置 图 l 装船机俯仰机构主结构 装船机俯 仰机构包括驱 动装置 、钢丝 绳、顶 端滑轮组和臂架滑轮组 、平衡梁装置等 。其具体 工作过程如下 俯仰 电机 通过减 速器带 动钢丝绳 卷筒转动，钢丝绳 经装船机顶端和臂架滑 轮组 将 钢丝绳卷筒与平衡 梁装置连接 ，卷筒转动 时，钢 丝绳带动装船机臂架 以俯仰铰点为 中心抬起或放 下 ，从而完成装船机的俯仰动作。 由于装船机臂架总质量达数百 t ，且仅靠装船 机俯仰铰点和 2根钢丝绳 连接 ，因此 ，一旦钢丝 绳发生大范围松弛，将导致整个臂架在重力作用 下加速下落 ，极易 导致装 船机倾 覆 的重 大事故 。 所以，用于检测 钢丝绳松弛的保护机构对 于保 护 设备 的安全显得极为重要 。 2 改进前装船机钢丝绳松弛检测装置技术 状况 黄骅港一期装 船机原有 的钢丝绳 松弛检测装 置存在灵敏度低 、设 计不合 理等缺 陷，因此 ，本 项 目主要进行了 2方 面的技术改造 1 针对原有 检测装置存在 的问题 ，设计并应用 了新 的钢 丝绳 松弛检测装 置 ，在 出现松 弛故 障时 ，通过及 时检 从 以上分析得 出，此结构可 以满足实 际工况 要求 。 3 结论 通过结构介绍和受力分析，说明新型上盖板 回旋结构具有很高的可行性和实用性，能很好地 解决原此类抓斗 的诸多弊端 ，为未来 此类抓斗 的 完善和成熟提供参考 。 一 5 4 一 参考文献 [ 1 ]G B ／ T 3 8 1 1 2 0 0 5 起重机械设计规范[ S ] ． [ 2 ]G B 3 0 7 1 9 8 4 滚动轴承一般技术要求[ s ] [ 3 ]G B 7 0 0 --1 9 8 8 碳素结构钢[ s ] ． [ 4 ]G B 0 6 0 3 --1 9 8 9 一般起重用锻造卸扣[ s ] ． 作者地址无锡新区梅村工业园锡达路 2 2 8号 邮 编 2 1 4 1 1 2 收稿 日期 2 0 1 0 0 7 2 2 起重运输机械 2 0 1 1 7