矿石平车机的总体方案设计与平车阻力研究

论文摘要

宁波港北仑矿石码头分公司在目前装矿工艺情况下,矿石通过放料装置后会在车箱内出现矿堆不平整现象,在货车内横向与纵向都有不同程度的偏载情况,不能满足铁路的货物运输规定要求,严重影响了铁路货物运输的安全。目前的技术条件下,铁路货运只能采取人工平仓的办法,对矿堆进行平整。由于人工平仓的工作量大且工作效率低,大大降低了装矿作业的效率,制约了码头装矿能力的发展。本文根据实际的生产环境,进行了合理的方案设计—矿石平车机。它是一种清扫器式的平舱设备,适合这种特殊工况下的平车,具有极大的创新性,不同于以往的平舱机。矿石平车机分为五个部分：行走系统、起升系统、清扫系统、控制系统和机架。文中的第三章进行了矿石平车机的几个典型机构的参数设计计算和电机选配,基本上确定了平车机的主要结构模型。本课题主要研究了平车机的平车阻力。矿石是一种典型的散体物料,和固体相比,散体的每一个固体颗粒,都具有固体的性质,但是就其整体而言,它又能够流动,而且能够组成介质的相互联系和位置。从这一点说,它的颗粒又近似于具有液体的性质,但和液体的性质又很不相同。散体物料就是这种具有固液双物理特性的特殊物料,研究它的机械性质、流动性,对平车机的设计具有极其重要的意义。关于散体力学计算理论,归纳起来主要有：极限平衡法、滑移线场法、有限元法以及塑性极限分析法等。极限分析法最显著的优点是,不论结构的几何形状和荷载情况多么复杂,总可以求得一个能实用的破坏荷载值。因此本文通过对塑性极限分析法的深入研究,建立了合理的力学模型,从而确定了正确解,并详细分析了各个参数对于计算结果的影响,为平车机的设计提供可靠的理论基础,并指导平车机开发实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 土体稳定性分析理论的国内外研究现状
• 1.2.1 极限平衡法
• 1.2.2 滑移线场法
• 1.2.3 有限单元法
• 1.2.4 塑性极限分析法
• 1.2.5 各种方法的比较
• 1.3 本文主要内容
• 第2章 散体的研究理论基础
• 2.1 散体的物理特性
• 2.1.1 粒度
• 2.1.2 容重
• 2.1.3 流动性和堆积角
• 2.1.4 其他特性
• 2.2 散体力学的计算模型
• 2.2.1 连续介质法
• 2.2.2 颗粒离散法
• 2.3 塑性极限分析法
• 2.3.1 塑性极限分析的基本假定
• 2.3.2 极限状态和极限载荷
• 2.3.3 极限分析原理
• 2.3.4 塑性极限分析法
• 第3章 矿石平车机总体方案设计
• 3.1 行走小车的计算
• 3.2 起升系统的方案设计
• 3.2.1 起升系统的部分机构设计
• 3.2.2 起升机构的电机选型
• 3.3 平车机清扫系统的设计
• 第4章 平车机清扫系统的平车阻力分析
• 4.1 力学模型的建立
• 4.2 相容速度场及散体内外耗散功率
• 4.3 平车阻力的计算模型
• 4.4 平车阻力分析
• 4.4.1 Kpγ的计算
• 4.4.2 与Sokolovskii解的对比
• 4.4.3 平车阻力的计算和扫枚强度校核
• 第5章 平车阻力影响因素分析
• 5.1 散体粘结力c及散体容重对平车阻力的影响
• 5.2 平车深度对平车阻力的影响
• 5.3 平车角度对平车阻力的影响
• 5.4 散体堆积角对平车阻力的影响
• 5.5 散体的内摩擦角对平车阻力的影响
• 5.6 散体的外摩擦角对平车阻力的影响
• 5.7 本章小结
• 第6章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文