選煤機(jī)排料系統(tǒng)中刮板結(jié)構(gòu)優(yōu)化探討范文

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摘要：以刮板組件卡死這一極端工況為例，通過(guò)NXNastran靜力學(xué)仿真模塊對(duì)比了兩種刮板組件結(jié)構(gòu)形式的最大應(yīng)力及形變。結(jié)果顯示：優(yōu)化后的刮板組件總質(zhì)量（33kg）略低于優(yōu)化前的40kg；最大應(yīng)力（74.8MPa）位于傳動(dòng)系統(tǒng)和板蓋連接處，滿足所選材料的許用應(yīng)力。最終得到比強(qiáng)度較高的刮板結(jié)構(gòu)，可滿足選煤機(jī)刮板輸送組件的使用條件。該優(yōu)化方案對(duì)以后的刮板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有參考意義。

關(guān)鍵詞：選煤機(jī)；刮板；有限元分析

引言

目前，風(fēng)力選煤和空氣重介質(zhì)選煤是干法選煤的兩大技術(shù)途徑。空氣重介質(zhì)選煤設(shè)備通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)得到壓縮空氣，將壓縮空氣通過(guò)布風(fēng)板進(jìn)入流化床，入選煤由選煤機(jī)上方入料口進(jìn)入流化床，物料在流化床中，比重小的精煤上浮，比重大的矸石下沉，最后由刮板輸送機(jī)分別排出機(jī)外[1-2]。

1刮板的受力分析

對(duì)于刮板的受力分析，我們假設(shè)一種惡劣的工況，當(dāng)刮板受到矸石等硬物卡住后停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)刮板兩側(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致刮板與硬物之間有很強(qiáng)的相互作用，直至刮板將硬物破壞，刮板繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在整個(gè)過(guò)程中刮板受到硬物的剪切力與傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)刮板的彎曲應(yīng)力。為計(jì)算方便，將硬物假設(shè)為金屬桿。

2刮板結(jié)構(gòu)的分析

優(yōu)化刮板主要的損壞方式包括磨損、彎曲和沖擊斷裂，我們僅對(duì)刮板受到大剪切應(yīng)力導(dǎo)致折彎或斷裂進(jìn)行仿真分析。刮板是一個(gè)變截面零件實(shí)體單元，在某些區(qū)域，當(dāng)最大應(yīng)力超過(guò)材料的許用應(yīng)力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)折彎甚至斷裂，影響刮板輸送部件及洗煤機(jī)整機(jī)的壽命。

3刮板組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化及分析

根據(jù)上述仿真結(jié)果及其分析可知，需對(duì)Z形蓋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

4結(jié)論

1）選煤機(jī)排料系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜，尤其是刮板處于各種載荷共同作用下，因此對(duì)刮板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)使其滿足復(fù)雜工況使用條件尤為重要。2）通過(guò)兩種刮板結(jié)構(gòu)靜力學(xué)仿真分析，得出對(duì)刮板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

[1]牧騫.新型干法選煤系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].西安：陜西科技大學(xué)，2013.

[2]熊建軍，梁春成，邢洪波.空氣重介流化床選煤機(jī)排料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受力分析[J].煤礦機(jī)電，2002（4）：11-12；24.

[3]劉保東.基于Pro/Engineer刮板輸送機(jī)刮板的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械，2017，45（3）：30-34.

作者：趙健翔 單位：霍州煤電團(tuán)柏礦白龍洗煤廠