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      某采選廠斜坡道人車箕斗提升系統已使用多年，為適應深部找礦和生產規模擴大的需要，迫切需要進行技術改造。若更換全套提升系統或增加一套斜坡道提升系統，則面臨成本高、耗資大等一系列問題。若能在保持提升速度和鋼繩終端載荷不變及安全可靠生產的前提下，通過減輕系統中箕斗、車廂等主要部件的重量來相對提高礦石的單次提升能力，無疑是既能滿足目前生產要求，又能降低生產成本，較理想的技術改造方案。底架作為箕斗關鍵承托部件，很大程度決定了箕斗的重量、安全性及工作能力。即提升設備底架的強度和結構改進是礦井提升設備設計和開發過程中相當重要的環節。
      斜坡道人車箕斗底架為邊梁式結構，由2根縱梁和7根不均勻分布的橫梁組成，橫梁的兩端鉚接在縱梁兩側。該底架縱、橫梁均由6.Smm鋼板沖壓成型，斷面為槽形，材料為16Mn。考慮到底架是復雜的高次超靜定薄板、梁、塊體組合結構，采用殼單元shell63對縱、橫梁及加強板等結構進行離散，懸架吊耳用剛性梁模擬，鋼板彈簧用柔性梁模擬，縱、橫梁的鉚釘聯接采用MPC多點約束算法來模擬。其中，殼單元46860個，MPC單元1228個。
      礦井箕斗運行在長540m，傾角為34°的斜坡鐵軌上。其上負有箕斗、牽引裝置、卸載裝置和人車廂。底架除承受自身及部件的自重外，主要還承受礦石的重力，以及提升裝置的牽引力。由于人車箕斗底架縱梁上表面與載荷方向有34°的夾角，引入表面效應單元Surf154，此單元可以對表面加載任意方向的均布載荷。按照靜載荷的建立原則，人車箕斗底架的載荷簡化示意如圖所示。約束的施加關鍵是耦合板簧剛性梁與對應吊耳處節點的自由度，約束點建在板簧剛性梁的中間節點上。載荷施加和約束添加后的有限元模型，用ANSYS求解器計算滿載靜彎曲工況下的等效應力。由強度分析可知，在滿載靜止工況時，底架的彎曲應力最大值為131MPa，處于縱梁下翼與第四橫梁左側面接觸處。應力較大部位分布在左右縱梁的下翼，數值在80-110MPa之間。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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