斗轮堆取料机主动台车架结构优化设计研究

工作研究—22—斗轮堆取料机控制系统优化的应用研究安曾华引言：斗轮堆取料机属于一种应用范围较广的机械设备，这种机械设备目前在电厂钢厂等领域都发挥着重要的作用。

其属于一种大型的连续性作业设备，在功能方面来讲，主要是物料的堆取，在斗轮堆取料机中斗轮机构属于核心部位，此部位的运行也会对设备的稳定性造成直接影响，在使用斗轮堆取料设备过程中还需要对电气控制系统进行重视，对电气控制系统进行逐渐的优化与完善，从而才能发挥出设备的全部作用。

1斗轮堆取料机的分类与构成1.1斗轮堆取料机的分类 斗轮堆取料机分类过程中，主要按照平衡类型进行划分，在现实的角度来讲，主要可以分成固定平衡类型以及活动平衡类型。

若是按照车尾不同的形式进行划分，则可以分成升降类型的尾车和固定式的尾车。

若是按照机型不同进行划分，则可以分成桥式以及门式。

1.2斗轮堆取料机的部件构成 在斗轮堆取料机部件构成的角度来讲，主要包含了中心料斗、门座、俯仰机构、上部结构、斗轮机构以及臂架输送设备等，系统通过以上设备组合而成，设备的主要功能为取料和堆料。

2斗轮堆取料设备自动化系统的原理在斗轮堆取物料设备工作原理的角度来讲，工作的初始阶段需要得到操作人员的工作命令，工作系统会对工作人员发出的命令进行接收与扫描，对接收到的堆料或者取料数据进行合理转化，通过激光扫描技术识别堆料范围，最终确定堆料或者取料的形状以及规模，中控系统中的PLC 也会根据实际情况采用不同的堆取料策略[1]。

在实际运营的角度来讲，主要可以分为两种不同的作业方式，分别为取料自动化作业和堆料自动化作业。

在作业的初始阶段需要确定堆取料机的具体位置，只有保证堆取料机位置的准确性，才能提升三维识别的精准度，系统还会对三维识别数据进行分析，最终为设备提供准确的位置数据。

斗轮堆取料设备还会根据实际情况选择取料或者堆料技术，实现自动化作业，作业过程中具有流量恒定特点，同时也提升了日常的工作效率。

在设备应用的过程中，大部分的工作指令都是由中控系统发出的，通过PLC 程序也能对工作现场进行监控，保证了工作安全性与工作质量。

悬臂斗轮堆取料机总体设计及机构分析与优化设计龚建民摘要：本文从设计要素、设计思路、整机稳定性、电气控制等方面介绍了悬臂斗轮堆取料机总体设计的要点。

叙述了主要机构的设计特点，着重介绍了整体稳定性的计算法。

关键词：斗轮堆取料机；总体设计；主要部件设计；设计质量保证一、悬臂斗轮堆取料机介绍悬臂斗轮堆取料机（简称斗轮机）主要包括斗轮机构、悬臂皮带机、俯仰机构、回转机构、行走机构、金属机构、尾车、电气、驾驶室、电气房和辅助设备（润滑系统、喷水系统、安全装置、检测装置、供电、照明）等。

斗轮机的型式按臂架平衡方式分，最常用的有两种机型：1.活动平衡式：即活动平衡架与斗轮臂架之间用刚性或柔性连杆联结，并绕各自的铰点摆动的平衡形式。

这种机型的优越之处在于斗轮臂架变幅时，整机的倾覆力矩变化很小，平衡效果及稳定性好。

特别适合大中型斗轮机。

如宁波港DQ1500/2000-50斗轮机（取料1500t/h，堆料2000t/h，回转取料半径50m）。

就是活动平衡式机型。

2.整体平衡式：平衡架与臂架绕同一回转中心摆动的平衡形式。

这种机型结构简单，平衡效果好，适合中小型斗轮机。

如南京钢厂DQ800/1200-30斗轮机（取料800t/h，堆料1200t/h，回转取料半径30m）。

采用的是整体平衡式机型。

二、总体设计1设计规范及标准斗轮机机型及机构类型虽然有它自身的特点，但参照《起重机设计规范》的分类法，基本上还是属于起重机设计的范畴，所以在规划总体设计时，作为起重运输设备有以下三个基本要素：（1）金属结构和机械零部件的强度、刚度和抗弯曲能力；（2）整机的抗倾覆稳定性；（3）满足作业性能要求的原动总功率。

2载荷计算分类及组合设计载荷计算类别时，按规范要考虑三种载荷的组合：（1）在正常工作情况下的正常载荷（第一类载荷组合）。

主要用于对整机的金属结构和零部件的疲劳、磨损、发热的计算，保证产品的使用寿命。

（2）在恶劣条件下工作的最大载荷（第二类载荷组合）。

斗轮堆取料机前拉杆优化设计的研究近年来，随着工业自动化的发展，斗轮堆取料机在各种建筑和工程领域逐渐得到广泛应用。

由于其结构简单、操作方便，特别是在货物的堆垛和取料方面具有很大的优势，受到了广大用户的青睐。

然而，随着斗轮堆取料机在使用中的不断发展，其结构设计也面临许多技术难题和挑战。

其中之一便是前拉杆的设计，本文将对斗轮堆取料机前拉杆优化设计的相关研究进行深入探讨。

一、前拉杆的作用原理及现状斗轮堆取料机是一种具有强制作业性质的机械设备，主要由机身、变速器、斗轮、牵引系统、前拉杆等部件组成。

其中，前拉杆是斗轮堆取料机的重要组成部分之一，其作用是通过对机器行进方向的调整改变机器的行进方向，从而实现斗轮对货物进行堆垛、取料等操作。

目前市场上常见的斗轮堆取料机前拉杆设计主要有双齿、V形等类型。

其中，双齿前拉杆的结构相对简单，但存在行进稳定性差、操作复杂等缺点，而V形前拉杆则具有结构稳定、操作简单的优点，但由于其生产成本高、制造难度大等因素的影响，尚未得到广泛应用。

二、前拉杆优化设计前拉杆优化设计是一种针对现有斗轮堆取料机在使用中存在的问题进行的改善措施，旨在通过对前拉杆的结构、材料等进行优化，提高其行进稳定性和使用寿命，从而提高斗轮堆取料机的整体性能。

1、结构优化以双齿前拉杆为例，优化设计可采用制动器式调整杠杆结构，通过调整杠杆长度和位置来实现对斗轮的行进方向进行调整。

此种方法具有结构简单、可维护性高等优点。

同时，在V 形前拉杆方面，可采用高强度铝合金材料、液压调节结构等措施进行优化，从而提高其结构稳定性和行进精度。

2、材料优化对前拉杆的材料进行优化，可采用高合金、高强度钢铁、浸塑聚氨酯等材料，以提高其承载能力和使用寿命。

其中，浸塑聚氨酯具有质量轻、耐磨损、耐腐蚀等优点，常用于斗轮堆取料机前拉杆的制造。

三、前拉杆优化设计带来的益处斗轮堆取料机前拉杆优化设计的实施，将会为用户带来以下几方面的益处：1、提高行进稳定性前拉杆的优化设计可提高斗轮的行进稳定性，降低操作的难度，从而有效提高货物的堆垛、取料等操作效率。

基于可靠性的斗轮机结构优化设计斗轮机是一种用于装载和卸载散装材料的机械设备，广泛应用于港口、码头等场所。

为了提高斗轮机的可靠性，可以进行结构优化设计。

本文将通过分析斗轮机的工作原理和结构特点，并从可靠性的角度出发，提出一些结构优化的设计方案。

首先，我们需要了解斗轮机的工作原理和结构特点。

斗轮机主要由下部结构和上部结构组成。

下部结构包括底盘、行走系统和固定部分，上部结构包括旋转机构和斗轮机构。

斗轮机通过旋转机构和斗轮机构的协同作用，实现对散货的装载和卸载操作。

在分析了斗轮机的工作原理和结构特点后，我们可以从以下几个方面进行结构优化设计，提高其可靠性。

第一，改进材料的选用。

斗轮机需要承受大量的重量和力矩，因此需要选用高强度、耐磨损、耐腐蚀的材料。

对于底盘和行走系统，可以选用优质的钢材，增加其强度和耐磨损能力。

对于旋转机构和斗轮机构，可以考虑使用更坚固、耐腐蚀的合金材料。

第二，优化结构设计。

在斗轮机的结构设计中，应考虑减少传动部件的数量和复杂程度，降低故障发生的概率。

同时，应加强结构的刚性和稳定性，避免因振动和变形导致的故障。

此外，要合理布置各个部件之间的连杆和轴承，减少摩擦和磨损，延长使用寿命。

第三，增加安全保护装置。

斗轮机在工作过程中会面临一些危险因素，如意外碰撞、过载等。

为了提高其可靠性，可以在斗轮机上增加安全保护装置，如碰撞传感器、过载保护装置等。

这些装置可以及时发现并处理潜在的危险，保护斗轮机和操作人员的安全。

第四，合理安排维修和保养计划。

斗轮机作为一种重型机械设备，需要定期维修和保养，以保持其正常运行和延长使用寿命。

为了提高其可靠性，应制定合理的维修和保养计划，并按时进行维修和保养工作。

同时，要注意对斗轮机进行定期检查，及时发现和处理潜在的故障和问题。

综上所述，基于可靠性的斗轮机结构优化设计可以从材料选用、结构设计、安全保护装置和维修保养计划等方面进行。

通过合理的优化设计，可以提高斗轮机的可靠性，减少故障和事故的发生，保证斗轮机的正常运行和工作效率。

斗轮堆取料机门座架受力分析及结构优化万正喜;彭高明;黄志刚【摘要】Aiming at problems of portal frames of bucket-wheelstacker/reclaimer such as poor strength and stiffness, greater material consumptim and existence of safety hazards, detailed force analysis for portal frame is performed, and based on this, a new structure for portal frame is put forward, with jointing race replaced by the annular girder. The new portal frame is of good force-bearing condition and high safety reliability, and saves materials and machining work, so it can provide guidance and reference for design of portal frames of bucket-wheel stacker/reclaimer.%针对传统斗轮堆取料机门座架强度和刚度差、耗材、存在安全隐患等问题,对门座架进行详细受力分析,在此基础上提出了新的门座架结构形式,以环形梁代替联结座圈,新的门座架受力好、节省材料、节省加工工序及加工量、安全可靠性高,可为斗轮堆取料机门座架的设计提供指导和参考.【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P107-110)【关键词】斗轮堆取料机;门座架;结构优化;力传递【作者】万正喜;彭高明;黄志刚【作者单位】湖南长重机器股份有限公司技术研发中心长沙410014;湖南长重机器股份有限公司技术研发中心长沙410014;湖南长重机器股份有限公司技术研发中心长沙410014【正文语种】中文【中图分类】U653.928.+50 引言斗轮堆取料机 (以下简称斗轮机)是一种广泛应用于钢厂、电厂、港口、码头等的大型散料连续输送机械，用于物料 (矿石、煤、焦碳、砂石)的堆取［1］。

斗轮堆取料机主动台车架应力测试与设计摘要：随着社会的发展，人们的生活生产水平不断提高，在当前人们的生产中，随着科学技术的发展，涌现出了大批先进的技术和设备，从而为提高社会的生产力起到了不可估量的作用。

斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口和码头以及钢铁厂等众多领域。

随着斗轮堆取料机在在这些领域中的应用，使得这些领域的生产和运输效率得到了大幅度提升，从而为社会经济的发展起到了不可估量的作用。

然而为了确保斗轮堆取料机能够安全稳定的运行，还必须要对斗轮堆取料机主动台车架进行科学合理的设计，并且还应该对主动台车架应力进行测试，从而才能确保使斗轮堆取料机能够安全稳定的地运行。

而在进行斗轮堆取料机主动台车架应力测试与设计时，必须要对实际情况进行综合分析，从而才能够提高设计水平和测试的准确性。

本文通过对斗轮堆取料机主动台车架的深入研究，然后对斗轮堆取料机主动台车架应力测试与设计进行了详细阐述，以供同行参考。

关键词：斗轮堆取料机主动台车架应力测试设计引言随着科学技术的高速发展，在当前社会的各领域中，各种技术和设备以及材料都得到了长足的发展，并且还涌现出了大批先进的技术和设备以及材料，而随着这些技术和设备以及材料在现代社会各领域中的应用，使得社会的生产水平大幅度提高，从而为推动社会发展起到了不可估量的作用。

斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口和码头以及钢铁厂等众多领域。

随着斗轮堆取料机在在这些领域中的应用，使得这些领域的生产和运输效率得到了大幅度提升，从而为社会经济的发展起到了不可估量的作用。

然而为了确保斗轮堆取料机能够安全稳定的运行，还必须要对斗轮堆取料机主动台车架进行科学合理的设计，并且还应该对主动台车架应力进行测试，从而才能确保使斗轮堆取料机能够安全稳定的地运行。

在进行斗轮堆取料机主动台车架应力测试与设计时，首先应该对主动台车架的有限元强度进行分析，然后才能能够进行相应的改进设计。

臂式斗轮堆取料机斗子和轮体优化设计斗轮堆取料机为料场、矿山等散料储运场所广泛应用的大型连续式散料处理设备,为了适应市场需求而提升精细化设计,对其实行参数化优化设计非常必要。

本文以其斗轮机构关键部件为研究对象,建立参数化尺寸驱动的设计模型与多目标优化分析模型,以实现产品的智能化选参及快速设计,进一步提升复杂钢结构的设计效率与准确性。

本文在综述了国内外相关文献研究的基础上,对斗轮机构斗子和轮体进行参数化优化设计进行了研究。

本文主要的研究内容有：1.三维参数化设计技术：根据自上往下的设计思路和方法,在三维设计INVENTOR软件平台的基础上,提出斗轮机构斗子和轮体的参数化设计方法。

本部分的主要内容有建立三维参数化框架、三维零部件模型、二维工程图的绘制、修改数据库中参数实现框架模型的尺寸驱动等。

2.参数化计算分析：主要研究内容包括基于设计数据库参数的静力及模态分析,予以支撑和判断产品设计参数的选择,同时为后续优化分析提供计算支持。

3.多目标优化计算：结合斗轮机构关键件的结构设计特点,考虑产品轻量化设计理论与力学性能的设计要求,基于ANSYS平台对斗轮机构关键件多目标优化技术开展研究,以确定钢结构设计过程中难以平衡的相关参数以及没有计算判断标准的经验参数,以求实现设计参数的最优化。

进一步完善了基于参数化设计的多目标优化求解内容,针对斗子和辐条轮体的结构参数优化问题,实现了复杂工程问题的快速求解。

4.操作平台封装技术：基于VB平台,实现人机交互界面输入,将参数化的设计与参数化的分析优化模块进行高度集成,实现封装。

在受到研发成本和设计周期制约的非标产品领域将是本文研究取得的参数化的设计与优化分析技术成果的最佳应用领域。

研究成果使得工程技术设计人员的产品开发周期大大缩短,并且从理论层面保证了产品设计的轻量化与可靠性,具有工程应用前景。

斗轮堆取料机斗轮体结构分析与优化设计摘要：斗轮式取料机在煤矿、汽车运输、公路建设等领域中有着无可取代的地位，它是一种高效率的设备，是大体积物料的搬运装置。

利用有限元数据分析的方法，通过构建试验模型，对优化设计进行验证，使得现在的斗轮体体积减小，使斗轮体整体重量减轻，从而节约了原料，并降低了制造费用。

关键词：斗轮堆取料机；斗轮体结构；有限元分析；优化设计前言：斗轮堆取料机是全球范围内规模最大的一种散料处理成套设备，在火力发电厂、港口码头、钢铁以及矿山等领域有着重要应用价值。

随着散料输送系统的快速发展，斗轮堆取料机开始朝着自动化、系列化、大型化的方向发展。

它是由斗轮机构、前臂架、平衡机构、回转机构、门座架和行走机构等构成，其中，斗轮机构是其实现堆取料功能的重要构件，处于前悬臂的最前端，其重量对整机的重量和平衡木有直接的影响。

所以，要实现斗轮本体的轻量化，需要对斗轮体结构进行优化设计。

1.斗轮堆取料机斗轮堆取料机是一种重要的散料处理装备，在我国热电厂、冶金、矿山等特殊产业的迅速发展中，其装备水平逐步提高，它在矿业、钢铁冶炼、电力、交通、水泥、化工等领域有着广泛的应用。

该系统包括：斗轮、前臂构架、相对平衡构架、回位构架、车门构架以及与行走有关的机械部件。

以此为基础，斗轮与机械装置是其堆积与回收的重要特点。

由于其位置在前轮吊杆顶端，所以其重量对整机的自重及动力平衡都有很大的影响。

由于铲斗摇臂的轻量化是一种对机身轻量化的有效方法，要提出一种新的结构设计方案，并对其进行改进，进而实现在新产品的细节设计，其技术革新与突破，以及独特的设计发展。

这种设计不仅有着非常大的实用价值，还有着非常高的原料价值，并且能够对其进行系统性的引导，对其提升产品的总体性能和品质，降低劣质材料的消耗具有很大帮助。

目前，国内外对斗轮堆垛器的具体设计大多是根据设计者的实际工作经验进行的，缺少系统化的理论指导，也缺少精确性。

为有效改变这种现状，可利用ANSYS的局部参数化程序APDL，建立斗轮式堆取器的数学模型，并在此基础上对其进行数值模拟。

大跨度门式斗轮堆取料机设计及结构计算分析门式斗轮堆取料机是一种高效的连续的散状物料运输设备，广泛适用于火力发电厂、冶金、焦化、矿山企业及港口散装物料储料场。

门式斗轮堆取料机因其具有整体稳定性好，回取率高，便于分类管理物料等优点，因此得到广泛应用。

门式斗轮堆取料机主要由金属结构、滚轮机构、大车行走机构、活动梁起升机构、尾车、尾车堆取变换机构、取料胶带机、堆取料胶带机、移动胶带机、配重机构、除尘系统、扶梯走台、供电装置、司机室、电气室、电气系统等组成。

MDQ1700/1500.60型门式斗轮堆取料机是长春发电设备总厂为山西柳林发电厂
设计制造的大型设备。

目前,60m跨距门式机结构为我国最大跨距结构。

本论文研究总体和机构的
设计、选型分析及金属结构的开发设计。

为了满足各机构的设计合理性，对各主要机构的驱动部分进行了综合对比，选取最适合于本工程的最优驱动方式。

为了满足设备运行所需的强度、刚度和稳定性要求，又能实现节约设计成本的目的，进行了初步计算及有限元分析。

第一步确定设备的整体形式，由于是门式斗轮堆取料机，金属结构采用门式结构，其中固定梁采用桁架结构，活动梁采用双工字梁及桁架混合结构形式，刚性门腿及柔性门腿采用箱形结构。

方案确定后，根据《技术协议》的设计输入，组织设计人员应用AutoCAD设计进行初步设计，然后进行手工初步计算及受力分析，更改初步设计方案，最后应用ALGOR设计软件，通过对金属结构图纸进行有限元建模、加载分析，得到金属结构在各个工况下的应力、变形情况及模态分析。

根据此计算结果对金属结构图纸进行最后优化设计，以使设备满足规范要求。