【《门式堆取料机的结构设计》15000字】

[18]。4堆取料机常见的问题及解决方法4.1堆取料机在设计时出现的问题4.1.1图纸设计出现问题在设计门式堆取料机结构前，一定要先对图纸进行提前设计，只有设计好图纸才能保障后期研究与制造是不会出现问题。门式堆取料机的结构，其极其复杂，有众多系统与机构需要进行设计。在设计的过程中，如果设计者不知道门式的堆取料机的结构，或者一知半解，那么在设计时就很有可能买下隐患。例如：在设计PLC系统时，该设计者并不了解PLC如何接入主控系统，那么最后设计完图纸再制造出来很有可能会造成成品不受控制。也有可能在堆取料机的结构设计时，不能与其他零部件很好的连接。更有可能因为设计混乱，造成在使用该成品时，不能顺畅的使用，导致应用到各个领域后出现差错，造成质量不过关。设计人员作为门式的堆取料机作为未来生产的引领者，其专业水平、专业素养、认知能力层次的高低，决定了其设计出门式的堆取料机结构的优劣。有一些设计人员对专业知识了解程度并不过关，并且其专业素养有待提升。可他们看中了设计堆取料机的红利，就急于挑战自我，去主动设计一些高难度的结构。但是他们从没有接触过类似于堆取料机一样的大型机械，在设计时会有许多突发状况的出现，以他们的专业层次与实际经验来看，不足以完成这样的大型机械结构设计。最终很有可能导致堆取料机在制造完成后并不能投入使用；各个系统不能稳定的连接起来；各个机构外部联系不到，可能出现断轨的状况；控制系统内部电路线路混乱，电器故障频繁发生；设计的精度不足，在安装时不能与相对应的零部件相契合；设计人员在设计时错误设计线路连接导致设备不能精准收到操作指令等。以上都是设计人员专业层次较低的表现。4.1.2与其他系统联系不通门式堆取料机是一个完整的机械，是由各个不同机构组合而成，各个机构内部也有着不同的系统。在门式的堆取料机的结构进行设计时，一定要对各系统之间建立起联系。但是一些出资方为了省时省力，并没有将各个系统完全连接起来，仅仅是利用技术将他们建设起来。虽然这种行为大大减少了制作的难度与成本，但门式的堆取料机制作完毕后，很有可能造成难以计量的后果。例如：如果没有与预警系统连接起来，当门式堆取料机经过长时间的运作或者超负荷运作，会出现一些安全隐患。如果真出现了火苗，首先会先出现烟雾，但如果没有与预警系统连接起来，就很难发现烟雾的出现。如果事态变得更严重，就会有火灾出现。如果与预警系统连接起来，就会自动报警或者自动扑灭。但没有连接起来，就会造成产品零件的损坏，严重的话会带来的火灾，会给使用人员带来极大的人身安全以及经济损失。在中央控制系统高负荷运作后，会出现发热的状况，如果没有与降温系统连接起来，就没有办法对发热的零件进行降温。并且与安保系统连接也尤为重要，如果没有连接就很难发现零件的松动，不能很好的防止零件老化给系统带来安全隐患，也很难察觉到系统被盗窃和破坏。4.1.3安全性欠缺在门式的堆取料机结构进行设计时，安全问题是首要问题，在后续投入运营的安全性是保障行业持续发展的首要前提。虽说利用PLC技术与门式的堆取料机乃至其他系统可以很好的保证后期的安全性，但是其前提是利用最新的技术和零件，较为传统的技术和零件并不能保障整个系统的安全性。首先，传统的技术和设备是我国堆取料机刚起步时研发，在当时是非常先进的技术，但是对现在来说已经不满足当下高难度的设计要求。很多人为了节省成本的投入，不会选取新型零件和技术，而会选择价格较低的零件和技术。但这就造成了在使用产品时很有可能出现一些难操控以及安全问题。其次，我国门式的堆取料机的结构设计水平、PLC技术水平依旧落后于发达国家，很难像发达国家一样高质量完成设计。最后，我国现如今还没有一个完整的设计技术安全水平要求，导致在选取技术以及系统的设计都会出现一些负面因素。4.2门式堆取料机设计完成后常见故障4.2.1电气系统出现故障电气系统故障的出现主要是因为设备长期处于工作状态，控制中心电阻箱中的电阻组在持续运行中容易产生热量，导致电阻组的温度不断升高，在此背景下，设备的连接端容易因温度升高而发生变质。另外，由于门式堆取料机在运行和操作过程中，需对接触器进行频繁地切换，在此过程中，设备易受到损伤，同时也有可能出现阻力增大的情况，设备长时间在这样的环境中工作，电气系统非常容易出现问题或故障。4.2.2内部压力高，减速器漏油如果门式堆取料机本身的设计存在不合理性，则会导致门式堆取料机在操作过程中出现减速或漏油的情况。具体来说，第一：如果门式堆取料机的通气孔偏小，则会导致内部和外部压力出现不均衡情况，从而导致门式堆取料机的润滑油出现外溢的问题。第二：尾车的油池通常由两部分组成，门式堆取料机在长时间运行的过程中，如果油箱内的压力增大，则会出现渗透压不断上升的问题，如果在设计时，上下两个箱体之间的密封性达不到要求，则会出现渗油的情况。第三：门式堆取料机内部减速机在制造过程中，存在着缺乏退火处理的问题，也会造成减速机漏油的问题。第四：如果减速机的设计轴封设计的不够合理，会出现外部粉尘进入减速机的情况，继而造成减速机润滑油渗漏的情况。第五：如果同心度达不到标准，则会出现密封圈被磨损的问题，也会出现漏油情况。除了本身设计的不规范外，如果操作人员在操作时的加油量不规范，也会出现漏油的情况。如加油量过多，箱体内部的润滑油有可能出现飞溅的情况。在对设备进行检修的过程中，如果检修人员未严格根据操作规范来使用密封胶，或使用的密封胶有断裂、破损情况，也会造成漏油问题。除上述因素外，润滑油、温度也会导致减速机出现漏油的情况。具体来说，不同的润滑油具有不同的性能，能够产生的润滑效果也各有不同。如果在维护和保养的过程中不定期对润滑油进行更换，则有可能导致润滑油出现变质的情况，从而造成金属氧化或杂物进入设备的情况，最终造成减速机出现漏油的问题。除此之外，温度的热胀冷缩会导致油封出现变化，如果在温度过高的情况下进行工作，加之摩擦生热的因素，则会导致减速机的零件出现故障从而造成漏油的问题。4.2.3传动问题与门式的堆取料机的啃轨通常情况下，主要有如下表现：尾车车轮轮缘出现亮斑、在门式的堆取料机的启动阶段，尾车车轮轮缘和钢轨之间的间隙出现变化；门式的堆取料机机体晃动等。造成这一问题的主要原因是在进行安装时，尾车车轮和轨道之间的间隙达不到设计规定的要求，造成了空间不足或二者之间存在空隙的问题。除此之外，尾车的零件可能出现磨损的情况，也会造成构建连接处存在间隙，从而发生堆取料机的啃轨。图4.1尾车皮带驱动机构4.2.4刹车失灵，制动器故障造成溜钩、刹车故障等问题的原因主要有：门式的堆取料机在运行过程中造成了铆钉裸露等情况，此类问题会造成制动力矩的下降，进而引发了刹车故障的问题；在门式的堆取料机的弹簧进行调节时，如果所使用的方法不符合规定，也会造成制动力矩的下降及刹车故障的问题；最后，门式的堆取料机的许多材料或结构出现老化，张力出现明显下降，也是造成刹车故障的原因之一。4.3门式堆取料机结构设计策略4.3.1对图纸精细设计在门式的堆取料机的结构进行设计时，一定要进行多方面的考虑。不仅要基于制造工艺和研究水平进行设计，还要考虑结合其他提高科技水平的手段，例如：PLC，并且着重与各个系统进行连接、生产的难易程度进行考察。在进行设计时，要考虑到的因素有：尾车、门架、活动梁、刚性腿、斗轮机构、机上皮带运输机、挠性腿电路等、PLC的中央处理器（CPU）。图4.2PLC控制系统配置图4.3.2增强设计人员的责任感在设计时，设计师是制作堆取料机结构中最为重要的岗位，他对整个制作过程有规划、有图纸进行有着不可磨灭的作用。但是，随着不同领域需求的增加，越来越多人走上了设计门式堆取料机的道路。但越多的人加入并不是好事，反而会造成这个行业良莠不齐，在其中任职的设计师专业水平、对工作的态度也截然不同。为了保障门式堆取料机设计质量，就必须培养专业水平高，对工作有责任心的设计师。但是，优秀的设计师数量有限，对此，出资方应该提高薪资待遇，加大制度优惠，以便吸引更为优秀的设计人才，从而帮助了门式的堆取料机的制作。在引进人才的同时，还要不忘对原有的设计者进行培养，让人们更为了解门式的堆取料机的知识，学会如何让设计稿被设计得更为完美，以便在未来可以自主研发和制作系统，以及减少不必要的问题出现。不仅要对设计人员进行专业水平的培养，还要对起责任心进行培育。仅有过硬的技术，不一定会保证其认真负责的工作。再选取设计师时，一定要看其对工作的责任心，避免出现偷工减料，消极怠工，眼高手低的设计师。4.3.3将门式的堆取料机与其他系统相连为了保障门式堆取料机结构的精准设计与成品的持续运行，为了减少成品的安全隐患，就必须加强门式堆取料机与其他系统的连接。首先是与预警系统进行连接，烟雾检测器、自动灭火系统、降温系统在此环节起到的作用尤为明显。为了更好地连接，可以利用虚拟现实技术进行场景浮现。将门式的堆取料机可能出现问题的位置浮现出来，针对这些位置与预警系统进行连接，以防出现安全隐患时可以直接将问题的情况以及位置传送到总控中心。总控中心就可以及时做出反应，如果出现的问题较为平常，可以直接通过自动灭火系统进行灭火，然后派专门的维修人员前往维修。如果出现的问题较为严重，就可以直接播放警报，让操作人员迅速处理，避免损害人们的人身财产安全。其次是与中央空调系统进行连接，起连接后，可以对高负荷运作的门式堆取料机进行降温，使其处于一个恒定的温度中，从而延长零件和系统的寿命以及耐久度，减少不必要的资金花销。还要与安保系统进行连接，门式堆取料机成本较高，投入的精力和科技也较高，因此，一些零件的损坏、系统被破坏、系统被盗窃带来的经济损失非常之大。对此，一定要与安保系统进行连接，虽然在前期带来了大量的成本投入。但是可以减少门式的堆取料机出现的安全隐患，以及被破坏时带来的巨大风险。可以直接基于PLC的基础上，安装预警系统，这样较为容易和省时。还有很多系统需要连接，将各种系统与门式的堆取料机连接成为一个大整体，进而保障设备的平稳运行，给与大型的厂矿操控人员一个良好的体验感。4.3.4硬件方面的维护大型厂矿应该结合市场和自身需要，对老旧硬件定期检查配置，看其是否正常，及时更新换代。此外，做好交换零件、控制器等硬件设备的定期检查和维护、做好零件的定期检修、更换等工作，确保控制系统能正常使用。并且操作一些领域操控门式堆取料机需要计算机来运行，因此要对广域网和局域网采用不同安全级别措施。针对性地强化监控交换机端口地址限制和路由器控制列表防火墙设置，为系统的网络安全多加一把锁。定期对服务器进行维护，杀毒、软件更新升级等。做好硬件设备相关的软件、平台的建设和升级，以满足不断变化的网络环境和工作需要，从硬件上保证系统安全。4.3.5门式的堆取料机故障的排查近年来门式堆取料机在各个领域的运用中越来越广泛，对其进行研究表现得更为明显。虽然门式堆取料机的使用水准越来越多，但近年来，门式堆取料机所引发的安全事故也引起了社会各界的关注。确保门式的堆取料机的安全使用不仅有利于操控精度的提升，也能为大型厂矿的工作人员人身安全带来保障。就门式堆取料机故障的诊断方法而言，共包含五大要点，分别为望、闻、问、切、试。所谓“望”，指的是相关维修人员通过目视观察来判断和甄别系统故障。这一方法主要适用于对系统零件的磨损或松动等情况进行观察，这一方式能够帮助维修人员快速且方便地完成对设备各部位的检查，并及时发现部分潜在的隐患和风险。4.4堆取料机故障排除方法4.4.1门式的堆取料机的安全检测就钢丝绳跑槽的现象而言，首先应对机器的轮槽检查，如果在检查时发现轮槽有严重磨损的情况，则应对钢丝绳进行更换或对轮槽的情况进行修复，确保钢丝绳和轮槽的设计符合设计标准。还应对钢丝绳油进行检查，通常情况下，每月都应对钢丝绳进行一次补充润滑油的操作。除此之外，为了降低钢丝绳的磨损情况，可在钢丝绳表面进行镀锌或采取磷化操作，以降低钢丝绳的受侵蚀概率。此外，在使用门式的堆取料机进行作业时，还应确保吊装方式的正确性，以避免因不规范操作而影响门式的堆取料机的钢丝绳。4.4.2调整尾车车轮角度由于门式的堆取料机的使用频率较高，且工作环境通常较为恶劣，因此，在长期的作业后，门式的堆取料机可能出现一定程度的变形，由此引发啃轨。通过这些来对尾车车轮的偏斜情况进行适当合理的调整。在这种情况下下，首先应对车轮的水平位置以及偏斜情况进行测量，测量方法通常可使用线锤法。此外，还应确保车轮的垂直角度不大于L/400。为了确保对车轮的偏斜情况进行客观且科学地测量，可以用平行线的方法来保证前后车轮在同一平面，如果不在同一平面，则应对偏斜角度进行测量，如偏斜角度大于L/1000，应对其进行调整。4.4.3维修人员排除门式堆取料机电气故障的方法门式堆取料机维修时最为常见的排除故障方法为电压、电流及电阻测定法，其可以快速找出故障位置，对电压进行测定时需要利用万用表来进行电压测定。先将万用表的电压数值调至和用电电压相同地值，并且连接到机器上进行测定，这样就可以检查电器线路是否法断线。电流测定法是利用电流表对电器线路进行电流测定，检查电流是否稳定或者有过高过低的现象。还有一个因素会对电流测定法的结果造成影响，就是各行各业用电的时间不等，不同时间段用电强度不同，所以使用电流测定法时要结合时间段和地域进行测定。电阻测定法在一些经济能力偏弱的地区较为常用，和电压测定法相同，也是利用万用表来进行测定，对电阻进行测量，检查电器线路是否完整，其较为容易和安全。在科技不断发展的今天，我国也更为重视门式的堆取料机维修，相继出现了各种对针对其维修的仪器，从而推动仪器测量法更为常见。维修工通过高科技仪器进行故障排查时，可以快速检测出故障的问题、位置及原因，及时解决，大大地提高了工作效率。逐步排除法适用于线路较多的堆取料机，主要是检测电机短路问题。首先要对电机各位置的情况逐步排查，对没有问题的位置进行排除，从而找到真正短路的位置。直接检查法最为简单，也就是直接寻找堆取料机故障发生的位置和原因。有些维修工工作时间长，专业水平高，可以直接根据故障的描述找出故障的原因和位置，直接对故障进行维修，这种方法只适用于常规问题，对其他复杂性问题还需要其他测量方法。4.4.4加设通气装置如发现减速器存在漏油的问题，首先应通过检查来挖掘出现漏油情况的原因，并在此基础上采取有针对性的措施来解决漏油问题。可根据设备的运行情况在孔盖上加装通气装置，确保油箱内外的压力能够保持平衡；此外，为了降低油箱出现渗漏现象的概率，还可使用开回油草，来确保防渗透的水平的提升；同时，应做好油箱池的密封性工作，提高设备加工水平，最大程度地降低箱体出现变形的概率；必须根据规定严格执行油箱的日常维护和保养工作，定期对通气孔进行清理和疏通，确保螺栓、垫片及其他零件能够处于紧固状态；最后，为了避免螺塞的周围出现漏油的问题，还可对螺塞进行缠绕生料带的操作。4.4.5漏油故障的防治对策在出现漏油的情况时，应根据不同的漏油部分采取不同的处理措施。首先，如果漏油是因装配的不合理性而造成，则应严格根据精度要求来对结合面进行重新加工，以确保其进度能够达到规定的标准；在对机器进行装配时，应根据要求涂抹密封圈，且密封圈需要耐高压、耐高温，以最大程度的降低漏油问题的发生几率；对当前的泄压通气装置进行调整和改善，以降低气孔堵塞问题的出现几率，最大程度的减少内外压力差；在对设备进行保养时，应严格根据规格书，及时更换润滑油；如果设备存在漏油情况，则应对生产工艺进行改善，以达到优化性能的目的。5梁结构有限元简析5.1有限元分析现状有限元分析是现代结构分析的一种方法，，是一种非常方便的方法。其最早出现在1970年，至今，有限元已经发展到22代。有限元多用于仿真分析，其核心内容是将一个整体模型进行分成一个个很小的部分，直到不能够拆分，随后对这些单元进行分析求解，并且每一个单元之间都是独立存在，不影响彼此，最后在求出问题的解。5.2有限元分析常用思路第一阶段：建模。根据二维图纸用三维软件建立模型，使其能够导入有限元软件，常用的三维软件有pre、ug、等，这些都可以建立三维模型。第二阶段：导入模型，设定参数。将模型的格式改为可以导入有限元的格式，设定模型的参数，如材料、应力、泊松比、屈服强度等。第三阶段：添加约束，划分网格。对模型添加约束，可以是面约束、线约束，当然如果不需要约束也可以不添加，随后再进行网格划分，网格划分可以根据自己电脑的性能进行划分，越精密的网格求解的精度越好，所需电脑的配置也就越高。第四阶段：求解，根据节点求解应力值，并利用求解的结果进行数据分析。5.3有限元模态分析的步骤利用3D建模软件进行建模，并将建立好后的模型导入有限元软件。模型如下图所示：图5.1固定梁模型简图图5.2活动梁模型简图进行模态分析，首先定义模型的材料，本文将Q235普通碳素结构钢定义为梁的材料。如下图所示：图5.3材料定义图添加约束和力，并进行网格划分。图5.4固定梁网格划分图5.5活动梁网格划分进行模态分析求解，下图为模态分析5阶的结果。图5.6固定梁图5.7活动梁根据结果，固定梁和活动梁的表现是中间部分的变形。固定梁的一阶固有频率位（745.85），固定梁的二阶固有频率位（757.16），固定梁的三阶固有频率位（1213.2），固定梁的四阶固有频率位（1333.3），固定梁的五阶固有频率位（1491.3）。活动梁的一阶固有频率位（450），活动梁的二阶固有频率位（453.2），活动梁的三阶固有频率位（1001.5），活动梁的四阶固有频率位（1046.6），活动梁的五阶固有频率位（1166.7）。由此可见，梁的中间部分是容易损坏的部位，需要对其进行特别关注。

6结论与展望6.1结论综上所述,我国堆取料机上的发展速度不言而喻，虽然有着新设备的更新，但在结构设计时仍有不少问题存在。常见的问题有图纸设计期间出现问题、与其他系统联系不通的问题、欠缺安全性等问题。因此，在设计同时，不仅要紧随其发展方向，还要对设计结构时出现的问题想到解决策略。针对设计完成后的成品，要对其常见故障进行实际性研究。门式的堆取料机的结构进行合理化设计，依据图纸与设计人员进行初步绘制。并且，不能仅做浅显的结构设计，还要对其内部系统，硬件维护等合理化设计。做到以上原则，从而提高门式的堆取料机在国际市场的竞争力，进而在各大厂矿等地方全面更新与使用。提高企业与我国整体的经济效益，对我国在国际的综合竞争力有显著的提升。6.2展望虽然本文进行了一些简要的分析，对其中的一些机构进行了计算与优化，但仍然有一些不足。在结果的准确性上存在着误差，所以这更需要我在日后提高自己的能力，提高数据的精度。同时由于条件限制，自己也只能从理论上研究堆取料机，不能与实际相结合，所以在工作方面仍然应该进一步完善。

参考文献郭健,徐万鑫,黄有义.门式斗轮堆取料机发展现状及展望[J].矿山械,2017,45(10):1～6.黄海丽.刍议堆取料机设备现状及发展[J].内燃机与配件,2018(23):162-163.张久昌,杨功晓.大跨度门式取料机运行分析[J].华电技术,2016,38(12):35～36.石永铎.双斗轮门式堆取料机[J].起重运输机械,1991(01):31-32.赵作存.一种新型连续式散料装卸机械门式斗轮堆取料机[J].哈尔滨轴承,2017,38(04):35～44.PengShang.FEABasedWindLoadsAnalysisfortheMainStellStructureofBucketWheelhStacker-Reclaimer[J].AdvancedMaterialsResearch,2013,721(1):414～419.程佳,刘红卫,张凯.门式刮板取料机及其行走机构设计要点[J].机械工程与自动化,2017(01):132～133.YanjunXiao,XinyuLiang,YumingGuan.TheFiniteElementAnalysisofTrollyFrameofStacker-ReclaimerRun