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罐籠校核

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更新時間：2020-03-29
發(fā) 布人：wuhen168

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罐籠校核礦車型號MGC1.7-9*4
兩根尾繩最大終端載荷191.6KN
罐籠自重18T

1、主吊板的計算
其結構如圖1所示。

圖1
四根首繩懸掛裝置的最大終端載荷為
F=191.6+18*10+(0.98+3)*4*10=530.8KN
每個銷軸孔承受載荷為
F2=F/4=530.8/4=132.7KN
（1）銷軸孔的計算
由于有襯套，但襯套與主吊板銷軸孔過盈量很小，將襯套與軸看作整體校核主吊板銷軸孔。
孔壁平均壓力：

拉密公式計算孔內壁拉應力
安全系數(shù)：
n=600/41.17=14.57
（2）斷面計算
q1斷面：

=132.7*1000/（2*0.05*0.165）
=8.04MPa
安全系數(shù)：

600/8.04=74

q2斷面：

實際C長度為90mm，滿足使用要求。
q3斷面：

利用solidworks計算慣性矩
I=3.14E9mm4

安全系數(shù)：
n=600/12.556=47.78

2、主橫梁的計算
（1）強度計算
主橫梁結構如圖所示。

圖2
其由δ20鋼板彎制后加焊一個鋼板組成。總高度為700mm。鋼板材質為Q345。在計算時將其簡化為簡支梁。（本節(jié)計算參考《煤礦專用設備設計計算提升容器及窄軌運輸設備》P424）
慣性矩：

抗彎截面系數(shù)：

W=0.85W’=3.954×106mm3
彎矩

最大變曲應力

最大應力發(fā)生在上邊緣處，其抗拉強度為490~675MPa,故取計算抗拉強度為490MPa。
則安全系數(shù)為：

3、懸梁、立柱計算
（1）中下懸梁受力計算
根據(jù)簡易計算法，罐籠自重作為集中載荷作用在礦車車輪處，

圖3
計算重量=18000-3090-880=14030Kg
（140300+147200）/16=17.97KN
將中下懸梁簡化為簡支梁，計算立柱內力：
支點反力：
24.59KN
11.35KN
（2）外立柱受力：
22.7KN
內立柱受力：
97.08KN
其中i為罐籠層數(shù)，Q為作用在內立柱上的尾繩載荷
（3）上懸梁最大彎矩：
122175N.m
上懸梁最大應力：
44.96MPa
安全系數(shù)n=490/44.96=10.89
（4）立柱強度計算
因為罐籠的內立柱受力較外立柱大很多，并且立柱的連接方式及立柱所用型鋼均為同一規(guī)格，因此只要校核內立柱即可。

圖4
安全系數(shù)
n=375/15.59=24

（5）中、下懸梁強度校核
Mmax=R3*l3=681N.M
中懸梁681/2.34*10-4=2.91MPa
安全系數(shù)
n=375/2.91=128.9
下懸梁
681/8.25*10-4=0.825MPa
安全系數(shù)
n=375-0.825=454.5
4、尾繩梁校核

圖5
L0=1182mm l=912mm h=400mm b=14mm d=90mm h1=140mm
每組尾繩梁受力

由于尾繩梁采用兩根梁的設計，則圖中
F=F1/2=47.9KN
q2截面彎曲應力，

=8.25*10-4+0.5854*10-4=8.84*10-4
=12.35MPa
安全系數(shù)
n=375/12.35=30.36

5、螺栓連接校核
罐籠采用GB1228-1229-1230摩擦型高強螺栓副連接，該螺栓依靠強大的預緊力將被連接件連接在一起，通過連接件之間的摩擦力是的相互位置被固定。摩擦型高強螺栓的失效以摩擦面發(fā)生相對滑動為標準，但實際上高強螺栓的強度非常高，抗剪能力非常強，根據(jù)《煤礦機械》2004年第十期1003-0794（2004）10-0020-06論文所述，摩擦型高強螺栓用于煤礦設備時用摩擦力進行計算，安全系數(shù)大于4即可保證綜合安全系數(shù)大于10。
根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》規(guī)定，摩擦型高強螺栓摩擦力計算公式為：

由此
主梁:
N=26*0.9*2*0.45*225=4738.5KN
安全系數(shù)
n=4738.5/530.8=8.927＞4

內立柱連接：
N=14*0.9*1*0.45*225=1275.75KN
安全系數(shù)
n=1275.75/97.08=13.14＞4

尾繩梁：
N=32*0.9*1*0.45*225=2916KN
安全系數(shù)
n=2916/95.8=30.43＞4

計算結果顯示框架選材型號比較大，因為未注明是否需要下大件，因此只考慮普通礦車運輸?shù)那闆r下這樣的選材是不經(jīng)濟的。同樣對于螺栓連接，螺栓連接普遍采用按摩擦力計算安全系數(shù)的大于13的標準計算，造成螺栓規(guī)格很大，螺栓不容易布置，同時大規(guī)格的螺栓也提高了制造成本，根據(jù)論文所述，摩擦力只要大于4即可。但論文為理論值，實際情況需要試驗確認。若確認論文所用數(shù)值可用，則可大幅度降低購買高強螺栓副的費用。
由于采用手算方式效率比較低，并且計算過程難免出錯，excel表格具備簡單計算、函數(shù)功能，為方便計算，制作excel計算表格，對不允許修改的固定公式部分進行鎖定，僅數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)可以修改，如此可保證只要輸入數(shù)據(jù)無誤，計算結果必然是準確的，杜絕了計算錯誤的發(fā)生。相對與罐籠設計軟件，excel表格更加直觀，所用公式及計算過程可見，便于審閱。

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