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罐笼罐体计算原理分析

发布时间:2020-10-13 16:56:58      点击次数:153
一,罐体计算原理

       罐体是罐笼的重要组成部分,它的重量约占罐笼总重量的 55%~65%。且罐体受力情况复杂,因此,正确地选择罐体的计算情况和计算方法,对于在保证罐体具有足够的强度和稳定性的基础上减轻罐笼自重增加有效载重有着重要的意义。由于组成罐笼的悬挂装置、抓捕器和阻车器等器件结构简单,且有通用的计算与选择方法。




       罐体重量的计算,需要统计各个杆件总重、杆件之间所用的角钢总重、以及在实际焊接过程中所用的标准件的总重。由于罐笼在实际焊接用中所用的标准件总重不是一个固定值,因此我们采用综合以往的成功案例,采用平均估计的值进行计算。
罐笼的重量计算包括三个部分。
      一、罐笼基本部件重量;
      二、罐笼上中下盘体附件重量;
      三、罐笼各弦梁的重量。
罐笼基本部件重量包括:罐笼所用矿车重量、罐笼首、尾绳挂件的重量、罐笼首、尾绳子的重量、罐笼侧板重量、滚动罐耳重量等。
对于双层罐笼,其盘体重量包括:上、中、下各盘体拥有的罐耳固定架重量、固定罐耳重量、角罐耳重量、联接角钢重量,以及上层的顶板重量,中层和下层的罐内阻车器的重量。还包括安全蓬、雨蓬、安全门和焊接用的标准件平均重量。罐笼各弦梁的重量包括:内、外立柱重量、上弦梁重量、中弦梁重量、下弦梁重量、主吊板重量、主横梁重量、尾绳梁重量。以及各弦梁联接处所用的角钢和辅助钢板的重量。


       二,罐笼载荷情况分析

      1,罐笼在使用过程中主要受到四种力的作用,包括首绳悬挂对罐体的向上拉力 F、矿车自重1T 及矿车载重2T 、罐笼重量 G 以及尾绳梁所受尾绳悬挂向下拉力 Q。罐笼所受到的首绳悬挂的拉力等于尾绳悬挂总重量、罐体重量、矿车总重量及物料总重量之和,即:F =nT+T+Q+G
式中: F ——首绳悬挂的拉力;
     n ——罐笼承载的矿车数量;
     T1 ——矿车重量;
     T2 ——矿车载重量;
     Q ——尾绳总重量;
     G ——罐体重量。

     2,在罐笼提升过程中,考虑到载荷的实际分布情况,一般采取以下四种载荷分布简化方法:
    (1)、罐笼自重作为均布载荷分配到各弦梁上;
    (2)、罐笼载重作为集中载荷平均分配到各矿车车轮与弦梁的接触点上;
    (3)、尾绳重量作为集中载荷平均分配到内立柱与下弦梁的四个节点中;

    (4)、动载荷则分别计入均布载荷和集中载荷内。


      


三,罐体计算原理分析


      在提升的过程中,作用在罐笼上的外力系统(载荷与反力)是随着罐笼的运行条件和支承情况而变化。外力系统有一系列的典型结合情况,即计算情况。选择其中主要计算情况作为罐体计算的依据。按不同的计算情况以罐体杆件中产生的最大内力来选择杆件的截面或校核其强度。将罐体视为超静定杆件系统,计算罐体杆件内力的方法较多,归纳起来基本上可以分为以下两种方法:
     1.以结构多余联系的内力作为未知数的计算方法称为力法。
     2.利用 ANSYS 软件采用有限元计算方法。
      两种计算方法都具有它本身的特点和应用范围。力法是各种超静定结构计算方法中最早采用的方法,它的应用范围极为广泛,可用于分析混合式和刚架式超静定结构的计算,尤其以计算混合式超静定结构最为简便。以四竖杆三节间罐体为例,单层罐体只有一个未知数,解算一个方程式。双层罐笼只有两个未知数,解算两个方程式,其余类推。有限元计算方法是利用商用有限元软件对罐体进行有限元分析,计算结果比较精确。但是,对于每一下种罐体,需要建立相应的有限元模型,这就对计算人员提出了很高的要求。
      对于我们目前需要计算的混合式侧盘体的结构特点和载荷情况,综合对比两种中方法的优缺点,因此采用力法计算罐体杆件的内力是最佳的计算方法。
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