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大吨位散料汽车卸车装置的研制及应用

发布日期: 2018-4-25 11:24:00     查看次数:347

  我国正处于转变经济增长方式、走新型工业化道路、建设资源 节约型和环境保护型社会的重要时期。国民经济的快速、稳定发展, 为面向国民经济各行各业,包括第二与第三产业提供所需大量物料 搬运装备的物料搬运机械制造业,提供了最好的发展机遇。

随着各行业规模化生产的出现,高成本低效率的人力卸车已经 不能满足生产的需要。通过市场调研:粗略估计人工卸料成本 5耀10 元/吨,而本项目研制的大吨位散料汽车卸车装置(见图 1)仅为 1 元/吨。该卸车装置实现了卸车自动化,使货物安全快速卸载,大量 减少劳动力,提高企业效益。该卸车装置适用于港口、各类仓库、加 工厂对散状物料的自动卸载;广泛适用于粮食、化工、冶金、矿山、工 程建设及一切有散状物料接收作业的场所。

液压翻板卸货平台

文章以 100 吨散料汽车卸车装置为例,浅谈一下其结构功能设 计及应用情况。

1 卸车装置的结构功能和工况分析

1.1 结构功能分析

100t 散料汽车卸车装置由翻转架、固定架、导向坡以及液压系 统组成(见图 2)。

100t 散料汽车卸车装置设计主要技术性能:

          翻转角度 0~45°

          翻转速度 100/min

          起重量 100t

          装置长度 18m,不含导向坡

技术优势:

卸车装置两侧采用特制的双支撑结构,PLC 系统控制油缸同 步,保证转动平稳。

翻转架配有挡轮器,适合于不同后悬长度的汽车使用。

卸车装置在水平位置和各个使用角度下,具有足够的强度和刚 度。

液压系统配有液压锁以便在断电或液压管破裂的情况下,液压缸能自锁,此自锁机构可以通过手动解锁。

液压翻板卸货系统

1.2 载荷工况分析

在卸车装置翻转过程中,需要计算的控制工况包括: 货车满载静置于卸车装置上,假设启动时两侧液压缸不同步: 一侧液压缸已达到 750kN 顶升力(油缸与地面初始角度为 65°),而 另一侧未能起动。

货车满载静置于卸车装置上且翻转角度根据设计要求达到 30°。

货车空载静置于卸车装置上且翻转角度根据设计要求达到 45°。

2 卸车装置的有限元分析

2.1 有限元模型的建立

文章采用有限元分析软件 MADIS 进行力学建模分析,图 3 为 100t 散料汽车卸车装置计算模型。模型中液压缸未示出,直接在液 压缸施力点设置载荷或边界条件,不影响最后结果。汽车荷载根据 车辆轴重在模型上进行布置。

2.2 计算分析

2.2.1 工况一:货车满载、卸车装置启动,油缸不同步。计算后得到的 卸车装置位移及应力结果。

计算得到 100t 散料汽车卸车装置在工况一的最大位移发生在 远离铰轴的端部,为 47.509mm。

最大应力发生在翻转架底部一横梁上,为 219MPa。

219MPa<[滓]=310MPa, 安全系数为 n=310/219=1.42,满足塑性材料的安全系数的取用 要求。

2.2.2 工况二:货车满载、卸车装置翻转角度根据设计要求达到 300。 计算时按货车荷载 100t(实际在倾斜过程中,货车载荷随着角度的 增大而减小),则此时计算结果比实际结果大,偏于安全。计算后得 到的卸车装置位移及应力结果。

计算得到货车满载时翻转 30°的最 大位移为 5.59mm。按简支梁挠度限制要 求:


 

安全系数为 n=310/148.5=2.09,满足塑性材料的安全系数取用 要求。

2.2.3 工况三:货车空载、卸车装置翻转角度根据设计要求达到 45 度。按货车空载重量 30t 计算,计算后得到的卸车装置位移及应力 结果。

计算得到货车空载卸车装置翻转 45毅的最大位移为 1.522mm。 按简支梁挠度限制要求: 计算满足简支梁变形要求。

最大应力发生在翻转架靠近铰轴处底部一横梁上,为 90.7MPa。 90.7MPa<[滓]=310MPa, 安全系数为 n=310/90.7=3.42,满足塑性材料的安全系数取用 要求。

2.3 结论

综合以上分析结果,工况 1:货车满载卸车装置开始启动时(液 压缸不同步)结构产生的最大位移和最大应力,分别为 47.509mm 和 219MPa。但由于此时的状态是由于两侧液压缸顶升不同步引起的, 并非卸车装置的正常使用状态,现场使用时若出现这种情况,应及 时对顶升控制系统进行检修。因此,此时位移偏大只是暂时性的,而 应力在允许范围内,不致造成结构的破坏,满足使用要求。其它工况 下,卸车装置均满足使用要求。 3 汽车卸车装置的应用 大吨位散料汽车卸车装置拥有自主知识产权 (专利号 ZL 201330350350.7),能实现安全快速卸货,大量降低人工成本,提高企 业效益。在张家口,美国辛普劳公司应用 40t 级卸车装置 4 台,年收 15 万吨土豆;在内蒙古,太美公司应用 40t 级卸车装置 1 台,年收 5 万吨土豆;在哈尔滨,加拿大麦肯公司应用 100t 级卸车装置 2 台,年 收 20 万吨土豆。该卸车装置相对国外进口设备,经济性好、安全系 数高,能给客户节省投资、提高效益,应用前景好。

 

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