新型揭蓋及清掃機械人結(jié)構(gòu)分析與導輪預緊力計算.pdf

1、隨著我國煉焦工業(yè)的飛速發(fā)展，煉焦機械設(shè)備也迎來了更高的挑戰(zhàn)，那就是如何提高工作效率、減少成本、改善操作環(huán)境、降低勞動強度等。尤其是焦爐頂蓋的加揭蓋與爐頂清掃作業(yè)，操作環(huán)境惡劣，維修困難，急需設(shè)計一種啟蓋—清掃—閉蓋的自動化，揭蓋與清掃作業(yè)一體化的新型焦爐爐頂加煤口揭蓋及清掃機裝置。
　　本文針對某新型焦爐爐頂加煤口揭蓋及清掃機械人在復雜工況下的彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形和結(jié)構(gòu)振動等復雜靜動態(tài)力學問題，采用Pro/E、HyperMesh和A

2、NSYS聯(lián)合建模分析方法，建立了該機械人系統(tǒng)的有限元模型?？紤]接觸非線性，數(shù)值計算了該機械人結(jié)構(gòu)的強度、變形、應力、導輪預緊力和振動模態(tài)。討論了不同導輪預緊力對機械人的彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形和接觸應力，以及受載導輪與軌道間的接觸狀態(tài)。最后，通過計算得到的機械人振動模態(tài)特征，分析了機械人的振動特性。
　　本文研究得到了如下結(jié)論:
　　(1)該機械人的運動系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)符合橫移、升降、旋轉(zhuǎn)等運動與力的傳遞要求，結(jié)構(gòu)型式合理。

3、r>　　(2)該機械人存在彎曲振動模態(tài)和扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)。機械人工作頻率為0.5Hz～1Hz，遠離最小固有頻率14.88Hz，因此，整體不存在共振現(xiàn)象，運行狀態(tài)平穩(wěn)。
　　(3)在無導輪預緊力工況下，該機械人的變形方式主要為彎曲變形，同時伴隨有輕微扭轉(zhuǎn)變形;機械人整體最大應力為98.6MPa，無明顯的應力集中現(xiàn)象;導輪與軌道間存在不接觸的不利狀態(tài)，接觸狀態(tài)不穩(wěn)定，因此，需要施加導輪預緊力。
　　(4)綜合考慮不同預緊力工況下該機

4、械人彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形和受載導輪與豎直軌道間的接觸狀態(tài)，計算出導輪合理的預緊力為15KN。
　　(5)在導輪預緊力為15KN時，該機械人的變形方式主要為彎曲變形，同時伴隨有輕微扭轉(zhuǎn)變形;機械人最大應力為152MPa，無明顯的應力集中現(xiàn)象;在揭蓋和空載狀態(tài)下，四對導輪均與軌道接觸，接觸狀態(tài)穩(wěn)定，運行平穩(wěn)。
　　本文研究有如下創(chuàng)新點:
　　(1)得到了該機械人變形和應力分布分析和量值，評估了該機械人強度和剛度性能。