張永麗

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110023）

1 堆取料機(jī)研究的意義

堆取料機(jī)的研究難點在于當(dāng)物料含水率高、黏性大、流動性差時如何完成堆取料，研發(fā)新型動耙式土石料混勻堆取機(jī)，首先進(jìn)行基礎(chǔ)研究，結(jié)合數(shù)學(xué)建模，利用軟件分析，對堆取機(jī)的設(shè)計形成完整的設(shè)計理論。

隨著社會的高速發(fā)展，各種大型復(fù)雜設(shè)備的需求量迅速增加，大型復(fù)雜設(shè)備的設(shè)計過程中，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從材料力學(xué)理論角度出發(fā)，可以計算大截面強(qiáng)度不存在問題，但此類運算，設(shè)計人員工作量相當(dāng)大，而且一旦出現(xiàn)事故將會有非常重大的損失，所以對此類設(shè)備的安全性要求很高。對于大型復(fù)雜設(shè)備來說，設(shè)計細(xì)節(jié)往往是成為決定設(shè)備安全系數(shù)的主要因素，因此校驗設(shè)備設(shè)計方案的整體強(qiáng)度尤其是局部細(xì)節(jié)強(qiáng)度就非常必要。對于傳統(tǒng)的材料力學(xué)計算方法，復(fù)雜的局部細(xì)節(jié)是無法進(jìn)行計算的，而應(yīng)用有限元方法可以有效解決此類問題。利用有限元方法可以得到設(shè)備在相應(yīng)設(shè)計方案下的所有細(xì)節(jié)應(yīng)力。當(dāng)然，考慮模擬方式的精確性和個別單元方程求解的畸形解，不能確定每個位置都能得到準(zhǔn)確解，但此方法對于整體強(qiáng)度計算和細(xì)節(jié)強(qiáng)度求解的參考性非常強(qiáng)，可以對傳統(tǒng)設(shè)計計算進(jìn)行有效補(bǔ)充[1]。

2 堆取料機(jī)械研究方法

堆取料設(shè)備設(shè)計研發(fā)的理論基礎(chǔ)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場和客戶生產(chǎn)實際要求，以堆料方式為切入點，推導(dǎo)料堆曲線的數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型與工藝參數(shù)結(jié)合，為新型設(shè)備的關(guān)鍵部件研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。闡述堆取料機(jī)的主要部件的設(shè)計理論形成思路，為設(shè)計滿足使用性能的機(jī)型提供理論基礎(chǔ), 很重要的是需要明確主要結(jié)構(gòu)部件的組成和實際應(yīng)用作用。

研究堆取機(jī)械的關(guān)鍵部件，特別是針對物料難處理的實際情況，物流黏性大，流動性差，設(shè)計新結(jié)構(gòu)，闡述影響物料流動性的主要因素，提出了新型料耙的設(shè)計理論。要考慮物料的各種特性，對物料的各種特性予以測定，為后期設(shè)計提供主要參數(shù)和理論基礎(chǔ)。

利用實際計算結(jié)果作為載荷條件，在軟件中對堆取料機(jī)的主要部件進(jìn)行了多工況的有限元分析，獲得各個工況下堆取料機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變狀況，并對其中強(qiáng)度薄弱的部位進(jìn)行設(shè)計調(diào)整，滿足生產(chǎn)要求，可進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)。

堆取料機(jī)作為研究對象，其特點專業(yè)性強(qiáng)，所以需要從工程實際出發(fā)，結(jié)合業(yè)主的實際需求，運用現(xiàn)代設(shè)計分析手段和計算方法，對整機(jī)設(shè)備工藝和主要研發(fā)部件進(jìn)行研究。

從市場現(xiàn)有運行良好的常用機(jī)型出發(fā)，通過建立重要部件的的數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型與重要參數(shù)結(jié)合，為新型設(shè)備的關(guān)鍵部件研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

3 料堆模型建立方法

料堆的實際形狀受很多因素的影響，為了便于堆料區(qū)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，必須進(jìn)行合理的假設(shè)，必須要考慮整個堆料過程中的生產(chǎn)率是否連續(xù)穩(wěn)定；要考慮在整個堆料過程中，堆料臂的堆料速度是否恒定，還有諸多因素，但我們?yōu)榱搜芯糠奖愣雎圆挥媅2]。

解決了前期問題，根據(jù)堆料區(qū)線條的特點，在整個堆料區(qū)間內(nèi)，研究堆料臂所移動的固定步長，往復(fù)堆料的總次數(shù)，堆料臂移動的固定步長參數(shù)，可以得到參數(shù)之間的相互關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出堆料區(qū)任意位置的料堆全斷面積，從而得到堆料點的軌跡為拋物線曲線。