浅谈堆取料设备研究方法

张永丽

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110023）

1 堆取料机研究的意义

堆取料机的研究难点在于当物料含水率高、黏性大、流动性差时如何完成堆取料，研发新型动耙式土石料混匀堆取机，首先进行基础研究，结合数学建模，利用软件分析，对堆取机的设计形成完整的设计理论。

随着社会的高速发展，各种大型复杂设备的需求量迅速增加，大型复杂设备的设计过程中，按照设计标准，从材料力学理论角度出发，可以计算大截面强度不存在问题，但此类运算，设计人员工作量相当大，而且一旦出现事故将会有非常重大的损失，所以对此类设备的安全性要求很高。对于大型复杂设备来说，设计细节往往是成为决定设备安全系数的主要因素，因此校验设备设计方案的整体强度尤其是局部细节强度就非常必要。对于传统的材料力学计算方法，复杂的局部细节是无法进行计算的，而应用有限元方法可以有效解决此类问题。利用有限元方法可以得到设备在相应设计方案下的所有细节应力。当然，考虑模拟方式的精确性和个别单元方程求解的畸形解，不能确定每个位置都能得到准确解，但此方法对于整体强度计算和细节强度求解的参考性非常强，可以对传统设计计算进行有效补充[1]。

2 堆取料机械研究方法

堆取料设备设计研发的理论基础应结合现场和客户生产实际要求，以堆料方式为切入点，推导料堆曲线的数学模型，并将数学模型与工艺参数结合，为新型设备的关键部件研发提供理论基础。阐述堆取料机的主要部件的设计理论形成思路，为设计满足使用性能的机型提供理论基础, 很重要的是需要明确主要结构部件的组成和实际应用作用。

研究堆取机械的关键部件，特别是针对物料难处理的实际情况，物流黏性大，流动性差，设计新结构，阐述影响物料流动性的主要因素，提出了新型料耙的设计理论。要考虑物料的各种特性，对物料的各种特性予以测定，为后期设计提供主要参数和理论基础。

利用实际计算结果作为载荷条件，在软件中对堆取料机的主要部件进行了多工况的有限元分析，获得各个工况下堆取料机的主要部件结构的应力应变状况，并对其中强度薄弱的部位进行设计调整，满足生产要求，可进一步优化设备结构。

堆取料机作为研究对象，其特点专业性强，所以需要从工程实际出发，结合业主的实际需求，运用现代设计分析手段和计算方法，对整机设备工艺和主要研发部件进行研究。

从市场现有运行良好的常用机型出发，通过建立重要部件的的数学模型，并将数学模型与重要参数结合，为新型设备的关键部件研发提供理论基础。

3 料堆模型建立方法

料堆的实际形状受很多因素的影响，为了便于堆料区数学模型的推导，必须进行合理的假设，必须要考虑整个堆料过程中的生产率是否连续稳定；要考虑在整个堆料过程中，堆料臂的堆料速度是否恒定，还有诸多因素，但我们为了研究方便而忽略不计[2]。

解决了前期问题，根据堆料区线条的特点，在整个堆料区间内，研究堆料臂所移动的固定步长，往复堆料的总次数，堆料臂移动的固定步长参数，可以得到参数之间的相互关系，进而推导出堆料区任意位置的料堆全断面积，从而得到堆料点的轨迹为抛物线曲线。