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废钢运输加料斗的设计与强度万博max官网手机版_NO.1

发布于:2021-06-08 19:13
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       废钢运输加料斗是钢厂冶炼过程中经常使用的设备,用于运输并根据冶炼过程的需要随时向钢炉中添加废钢,使用频繁。废钢运输加料斗的设计需要满足这样一些要求:强度上要满足装载量与各种装载、倾倒废钢工况的要求;与运输废钢的方式—铁路运输或是公路运输相适应;与冶炼现场的吊装设备配合。
       讨论一种公路运输方式的废钢运输加料斗,装量为30t,由铁路运输的废钢运输加料斗改造而成,原结构自重47t,为适应公路运输的特点,采用万博max官网手机版_NO.1的方案,新设计的废钢运输加料斗在保证强度的情况下尽量减轻质量,并在结构上做一些改动,自重降到21.5t,降低了运输与使用的能耗。
       整体结构分为槽口、罐体两部分。罐体两侧有四个耳轴,侧面与底面分布着槽形筋板,耳轴所在筋板较大并在内部用小筋板加强。由于频繁倾倒废钢,为了增加耐磨性能,罐体与槽口的底面附一层钢板。罐体的底部为圆弧状,可以使废钢在重力的作用下尽量堆放在罐体的中间,以方便运输与吊装。罐体的后部设计一个台阶状的结构,用来与运输罐体的拖车配合,使罐体放置尽量向前,减少拖车的长度,方便运输。所有钢板采用16mm与6mm两种,材料选用16MnNb,σb为530~680N/mm2,当厚度小于16mm时σS不小于390N/mm2,泊松比取0.3。
       冶炼生产要求的废钢限定容量是30t,由专用的汽车拖车运到车间。一般轻废钢放置于罐体的前部,重废钢放置于后部。运输时罐体平置,倾倒废钢时,通过四个耳轴将废钢运输加料斗吊起,并抬高后面两个耳轴将废钢倒出。
       在利用有限元方法对罐体强度进行分析时主要考虑了两种工况。第一种是在满载废钢的情况下起吊,此时罐体的受力较为恶劣,并且废钢的形态较为复杂,质量分布不匀,有可能造成局部载荷很大。另一种工况是向罐体内装废钢,废钢以一定的速度落下,造成对罐体底部的冲击,但是每次装的质量有限。
       由于模型较大,均为钢板焊接结构,构建有限元模型时采用了抽象的面,划分单元时按照不同部位指定钢板的厚度。由于局部存在圆弧面连接与较小的平面形状,整个罐体均采用三角形单元。
       把载荷简化为瞬态动力学的加载方式,罐体的额定载荷是30t,将30~60t按时间变化的载荷均匀加载到罐体的底面,检验罐体整体应力分布情况由于废钢的形态不统一,有重与轻之分,罐体的局部有可能会出现较高的载荷,为了模拟这种工况,将15~30t按照时间变化的载荷分别加载到罐体的前部、中部与后部,检验局部应力的分布情况,如图所示。约束四个耳轴处三个方向的位移。
       将额定载荷均匀加载到整个罐体底面,应力分布如图所示。底面产生的最大应力17.5MPa。前耳轴处(图中所示)产生的最大应力4.1MPa,处于耳轴与罐体内侧立板连接部分,靠近罐体底面一侧。后耳轴处(图中处)的应力值6.1MPa,处于耳轴与罐体内侧立板连接部分,靠近罐体中部一侧。耳轴的外侧,即与耳轴连接的槽形筋板的外侧也有应力分布,但是应力不大,也比较均匀。罐体底面与筋板的应力分布较为均匀,筋板的布局合理。



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