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桥式刮板取料机是现代化连续装载物料的高效大型设备,能够排除复杂的现场环境、严格的取料量要求及苛刻的物料特性等不利因素,高效连续地完成取料作业。其结构形式比较简洁,各个部件受力均匀合理,稳定性可靠性高,且零部件互换性非常好,维修很方便。取料梁是刮板取料机的主骨架,与刮板、链条、料耙、驱动装置等部件共同完成取料作业。为了降低设备生产造价及运输安装成本,实现企业利润扩大化,取料梁的结构形式及优化设计成为设计、制造、安装人员共同关注的问题。目前,桁架式取料梁成为大型取料机的主要结构形式,因此,对其进行力学性能分析及优化是具有重要的工程实际意义的。本文主要针对桥式刮板取料机的取料梁进行选型设计、力学性能分析及结构优化设计,达到在设计要求范围内减轻取料梁的整体质量,降低生产成本的目的。本文研究的主要内容有:(1)学习金属结构设计所需的基本理论,了解有限元理论知识及熟悉ANSYS软件的操作方法和使用技巧,为后续工作提供理论依据。(2)广泛调查和整理现场桁架式取料梁、圆管式取料梁、板梁式取料梁的应用情况,分别分析各种取料梁的优缺点,根据实际情况选取桁架式取料梁为最终方案。进一步分析桁架式取料梁的不同形式的优缺点,最终确定平行弦式桁架结构为桁架梁的最终方案。方案确定后,运用Solidworks软件建立三维模型,并作了相应的简化处理。(3)取料梁的力学性能分析,主要从静态特性和动态特性两个方面进行研究。静态特性主要关注取料梁在承受静载荷时,变形和应力分布情况,动态特性主要关注取料梁的固有振动特性及在外激励的作用下是否会发生共振现象。(4)取料梁的优化设计,以取料梁的内部型钢、钢管、钢板等的基本尺寸为设计变量,在满足刚度、强度要求的前提下,降低取料梁的整体质量,降低生产运输安装成本。优化后,取料梁的整体质量降低了985kg,结构体的应力有所增加,但仍能满足正常生产使用要求,生产运输安装成本有所降低。