張永麗

（遼寧軌道交通職業(yè)學院，遼寧 沈陽 110023）

1 堆取料機研究的意義

堆取料機的研究難點在于當物料含水率高、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，首先進行基礎研究，結(jié)合數(shù)學建模，利用軟件分析，對堆取機的設計形成完整的設計理論。

隨著社會的高速發(fā)展，各種大型復雜設備的需求量迅速增加，大型復雜設備的設計過程中，按照設計標準，從材料力學理論角度出發(fā)，可以計算大截面強度不存在問題，但此類運算，設計人員工作量相當大，而且一旦出現(xiàn)事故將會有非常重大的損失，所以對此類設備的安全性要求很高。對于大型復雜設備來說，設計細節(jié)往往是成為決定設備安全系數(shù)的主要因素，因此校驗設備設計方案的整體強度尤其是局部細節(jié)強度就非常必要。對于傳統(tǒng)的材料力學計算方法，復雜的局部細節(jié)是無法進行計算的，而應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備在相應設計方案下的所有細節(jié)應力。當然，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確解，但此方法對于整體強度計算和細節(jié)強度求解的參考性非常強，可以對傳統(tǒng)設計計算進行有效補充[1]。

2 堆取料機械研究方法

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

研究堆取機械的關鍵部件，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，為后期設計提供主要參數(shù)和理論基礎。

利用實際計算結(jié)果作為載荷條件，在軟件中對堆取料機的主要部件進行了多工況的有限元分析，獲得各個工況下堆取料機的主要部件結(jié)構(gòu)的應力應變狀況，并對其中強度薄弱的部位進行設計調(diào)整，滿足生產(chǎn)要求，可進一步優(yōu)化設備結(jié)構(gòu)。

堆取料機作為研究對象，其特點專業(yè)性強，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)代設計分析手段和計算方法，對整機設備工藝和主要研發(fā)部件進行研究。

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

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)學模型的推導，必須進行合理的假設，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)之間的相互關系，進而推導出堆料區(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。