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选煤机排料系统中刮板结构优化探讨

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摘要:以刮板组件卡死这一极端工况为例,通过NXNastran静力学仿真模块对比了两种刮板组件结构形式的最大应力及形变。结果显示:优化后的刮板组件总质量(33kg)略低于优化前的40kg;最大应力(74.8MPa)位于传动系统和板盖连接处,满足所选材料的许用应力。最终得到比强度较高的刮板结构,可满足选煤机刮板输送组件的使用条件。该优化方案对以后的刮板结构设计具有参考意义。

关键词:选煤机;刮板;有限元分析

引言

目前,风力选煤和空气重介质选煤是干法选煤的两大技术途径。空气重介质选煤设备通过鼓风机得到压缩空气,将压缩空气通过布风板进入流化床,入选煤由选煤机上方入料口进入流化床,物料在流化床中,比重小的精煤上浮,比重大的矸石下沉,最后由刮板输送机分别排出机外[1-2]。

1刮板的受力分析

对于刮板的受力分析,我们假设一种恶劣的工况,当刮板受到矸石等硬物卡住后停止运动,此时刮板两侧传动系统持续运动导致刮板与硬物之间有很强的相互作用,直至刮板将硬物破坏,刮板继续正常运转。在整个过程中刮板受到硬物的剪切力与传动系统对刮板的弯曲应力。为计算方便,将硬物假设为金属杆。

2刮板结构的分析

优化刮板主要的损坏方式包括磨损、弯曲和冲击断裂,我们仅对刮板受到大剪切应力导致折弯或断裂进行仿真分析。刮板是一个变截面零件实体单元,在某些区域,当最大应力超过材料的许用应力时,会出现折弯甚至断裂,影响刮板输送部件及洗煤机整机的寿命。

3刮板组件结构优化及分析

根据上述仿真结果及其分析可知,需对Z形盖板结构进行改进。

4结论

1)选煤机排料系统工作环境复杂,尤其是刮板处于各种载荷共同作用下,因此对刮板进行优化设计使其满足复杂工况使用条件尤为重要。2)通过两种刮板结构静力学仿真分析,得出对刮板结构设计具有指导意义的结论。

参考文献

[1]牧骞.新型干法选煤系统的研究与设计[D].西安:陕西科技大学,2013.

[2]熊建军,梁春成,邢洪波.空气重介流化床选煤机排料系统结构受力分析[J].煤矿机电,2002(4):11-12;24.

[3]刘保东.基于Pro/Engineer刮板输送机刮板的优化设计[J].矿山机械,2017,45(3):30-34.

作者:赵健翔 单位:霍州煤电团柏矿白龙洗煤厂

露天采矿技术杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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