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抓斗是一种自动取物的机械装置,它的抓取与卸料动作由起重机司机操纵,不需要辅助人员协助,因而避免了繁重的人力劳动,同时也节省了辅助时间,大大提高了装卸生产率。抓斗广泛应用于矿山、冶金厂、港口、车站、煤场及其他散粒物料仓库,其中长撑杆双瓣四索抓斗在煤场抓斗卸船机中应用广泛,其具有结构简单,使用方便,造价低,用途广等优点。
在抓斗工作时因为其工作环境十分恶劣,而且抓斗斗体、撑杆会受到动态和静态的载荷,所以容易产生局部断裂现象,因此对抓斗受力过程进行模拟仿真和优化设计具有重要的实际意义。
本文的主要内容是对长撑杆双瓣四索抓斗的优化仿真研究。本文从实际的长撑杆双瓣四索抓斗出发,参照已有的长撑杆双瓣四索抓斗理论,通过深入的分析研究,从提高抓取能力、提高结构强度、实现结构强度计算参数化三方面入手优化已有的抓斗。通过对现场实物抓斗测绘数据与抓斗常规设计参数的比较,建立了基于提高抓取能力的抓斗优化计算数学模型:参照已有的长撑杆双瓣四索抓斗受力分析理论,通过对实物抓斗严密的分析,建立了常规工况下的抓斗抓取数学模型,再利用ANSYS有限元软件进行抓斗常规的受力分析;通过对实物抓斗的实际损坏状况进行深入的调查研究,得出实物抓斗的破坏主要是由非常规载荷引起的,并利用ANSYS有限元软件模拟实际应变状态,反算出非常规载荷,建立实际工况下的抓斗有限元分析模型;通过对抓斗主要结构参数与抓斗结构强度之间的关系进行分析,确定了最终优化方案。