钢包回转台支撑臂受力分析
钢包回转台支撑臂受力分析摘要:在建立某厂钢包回转台支撑臂三维CAE模型的基础上，利 用有限元软件进行静态强度分析,得出其钢包会转台提升臂在最恶劣 的工况下各部位应力的大小分布，确定可能发生破坏的危险部位。给 出钢包会转台提升臂工作时的强度，刚度和稳定性，便于进一步展开其 动应力分析、疲劳分析。关键词:钢包回转台 应力分析 有限元分析钢包回转台是连铸机生产线上的大型关键设备之一，设在连铸机 浇铸位置上方用于运载钢包过跨、支撑钢包的设备，起着连着上下两 道工序的重要作用。宝钢集团某厂钢包回转台带2个钢包蝶形支架, 可单独提升和下降并带共用旋转装置。炉容量为150t，最大160t，加钢 水后钢包重:额定230t，最大240t。钢包回转台支撑臂在生产中要承受 较大的载荷和冲击。支撑臂是钢包回转台的重要承载构件，它的强度 直接影响着回转台的寿命。支撑臂为整体焊接材料，材料选用Q345-D, 在材料厚度大于16mm、小于35mm的情况下,该材料的屈服极限为 325MPa，抗拉极限为 470MPa630MPa。1建立回转台支撑臂三维实体模型回转台支撑臂的三维实体模型如图1所示，为模拟研究对象的受 力特点及减少计算量，根据其特点，对其结构进行必要的简化。在不影 响计算精度的前提下，减少原结构的部分倒角,倒圆及圆孔。：fl L 问挂台妄虾普片维灾体嘤型2网格的划分本文利用有限元软件自动划分网格，软件可以设定单元尺寸大 小。单元越小即划分得越近精密而产生的网格离散化误差越小，但是 网格划分得越细则单元及节点越多，导致单元的计算规模过于巨大。 为了能细致反映结构的力学特性，又尽可能限制计算规模，对网格大小 进行了合理的划分，对结构进行0.04m单元划分。3约束条件和加载3.1约束条件钢包回转台支撑臂是靠上下4个销轴与回转台上下连杆连接的, 上连杆由油缸支撑。因此对4个销轴孔施加全约束，如图2所示。图2变邳智的约束3.2载荷与加载方式钢包回转台支撑臂的载荷有钢包和钢水的重量构成，加钢水后钢 包重:额定230t，最大240t。本文给出最恶劣的工况，即满包时并乘以1.8 的冲击系数仿真分析结果。满包支撑臂载荷为:240000/2x1.8x9.81=2118960N。加载的位置和方向如图3所示。4计算结果支撑臂应力分布如图4所示，上下弧形板区域的应力比较高，最大 应力达到150MPa,回转臂的变形云图如图5所示，支撑臂高度方向最 大变形量为5mm。湖5£国曾麻其云图比较加强筋板对应力分布的影响，分别对无加强筋,增厚的将强筋 板和原加强筋板（如图6所示）进行比较。计算结果如表1所示,加强筋 板能在一定程度上起到减小最大应力及最变形。图弓如强簿板表I冷w强葡槌成力大小揪大应.JjWPa最大变聊ntti1575J014加冬.筋机阳的皿。1卸4.98、强毓版掌由nrm峨El5结语通过对钢包回转台支撑臂进行有限元分析，找到了支撑臂应力分 布及位移云图，在最恶劣的工况“满包，大冲击系数”下,最大应力为 150MPa，最大变形量为5mm。本文还分析了销孔附近加强筋板对支撑 臂应力与位移的影响，计算结果得知加强筋板能在一定程度上起到减 小最大应力及最变形的效果。
