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卸船机装卸索具有限元分析

卸船机装卸索具有限元分析

梨形套、连接环是装卸索具极重要部件,考虑到现场实际受力情况和安全因素,工厂对各系列产品进行有限元分析,发现浇铸材料对产品各个系列设计参数,存在不一致性容易产生失效,因此工厂把梨形套的材料选用42CrMo锻件、连接环选用20CrMnTi锻件,分析结果如下(以17#绳套、13#连接环为例):

一.网格设定

二. Stress 条件(载荷70 T)

1.最大应力分析

绳套最大应力209MPa小于42CrMo的屈服强度 σs 930MPa,远远满足现场要求。

连接环最大应力170MPa小于20CrMnTi的屈服强度 σs 850MPa,远远满足现场要求。

2.最大位移

位移分别为0.206mm和0.112mm。满足绳套和连接环材料伸长率(式样的标距等于5倍直径时的伸长率)10%的要求。

三.模型设计失效值和安全系数疲劳模拟

当材料和载荷一定时,索具使用一定的次数和频率后的强度状态,通过计算机可以模拟,与拉力试验不同的是增加了使用频率和疲劳强度衰减因子。(以17#绳套、13#连接环为例)

模拟设置

材料 锻打40Cr以上材料
使用频率 10000次
载荷 70 T
疲劳强度衰减因子 2
抗拉强度 1080 Mpa
屈服强度 835 Mpa 以上

1.失效值

索具在2倍的疲劳强度衰减因子频率模拟失效率在30%--80%符合要求。

2. 安全系数

索具在2倍的疲劳强度衰减因子频率模拟安全系数都在正值在0.08-1.26之间符合要求。

3.安全卸载量控制

根据计算机疲劳模拟数值和国家有关起重行业安全系数要求,工厂对各个产品和系列进行比对和分析得出以下“安全卸载量”数据。

快卸式起重连接环系列 安全卸载量:

规格 6 9 10 11 12 13 14 15 17
卸载量(万吨) 8 15 18 20 25 32 38 45 50

钢丝绳梨形绳套系列安全卸载量:

规格 6 9 10 11 12 13 14 15 17
卸载量(万吨) 8 15 18 20 25 32 38 45 80

4. 安全使用规范

连接环任何一处裂缝或者磨损超过名义尺寸的10 %予以报废,不得电焊修补。

梨形套任何一处裂缝或者磨损超过名义尺寸的10 %予以报废,不得电焊修补。

保持连接环和梨形套有油脂润滑状态。

当连接环在使用时,每个作业班必须对可卸接头内的内六角螺帽拧紧。

定期对连接环和梨形套及相关部件进行检查。


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