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道砟清筛机是道床清筛的主要设备,随着铁路运行速度的提髙和铁路网规模的扩大,大型清筛机械亟需优化升级,以提高作业效率。QS-650型清筛机是当前我国铁路大型清筛机械的主要产品,中国铁路总公司已将该型号清筛机的优化升级纳入规划。当前,中国铁建髙新装备股份有限公司正承担着QS-650型清筛机的优化升级任务。 清筛机挖掘链传动系统是清筛机的重要工作部件,当挖掘链遇到卡链故障时,链条在冲击载荷下是否会被破坏为一大关注点。传统的CAD设计方法往往采用载荷系数或工况系数来修正名义载荷,定性地分析冲击力的大小,具有一定的盲目性。为了更合理 地量化冲击载荷,有必要对挖掘链传动系统的动力学特性进行研究。本文以QS-650型清筛机挖掘装置链传动系统为研究对象,针对挖掘装置的挖掘宽度为4530mm,挖掘链线速度为3.2m/s,机车走行速度为O.lm/s,且对一般道床进行挖掘的情况,对挖掘链传动系统动态特性问题进行分析研究。 运行阻力计算。依据相关文献,详细计算道昨挖掘阻力,并对提升段、水平段和下降段各段挖掘链的运行阻力作统计。 动力学建模及仿真。通过有限单元法将挖掘链传动系统离散化,并建立了基于开尔文(Kelvin-Vogit)粘弹性模型的链条体系动力学数学模型。基于动力学数学模型,建立QS-650型清筛机挖掘链传动系统的M atlab动力学仿真模型,并重点研究了链传动系统在卡链工况下的动态特性,获取卡链时链条的速度和张力变化情况。 虚拟样机建模及动力学仿真。基于动力学仿真软件Adams,建立了 QS-650型清筛机挖掘链传动系统的虚拟样机动力学仿真模型,为清筛机挖掘链传动系统虚拟样机动力学仿真模型的建立作出了积极探索,并主要研究了卡链工况下的挖掘链张力变化特性,仿真结果可与Matlab仿真结果作对比验证。 有限元静态分析。使用有限元分析软件Ansys Worbench,并基于动力学仿真获得的卡链工况下的一系列最大张力值,对挖掘链作静态分析,研究挖掘链在冲击载荷下链节 连接处的应力状况。 当前国内外尚没有对清筛机挖掘链传动系统进行动力学问题研究的公开资料,本文的研究具有一定的开创性,研究结果可为QS-650型清筛机挖掘装置的优化升级提供一定的理论依据。