钢卷提升机系统设计及接触有限元强度分析研究

作     者：陆元宁 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王勇勤

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：提升机 PLC 液压系统 线性静态有限元 接触有限元 

摘      要：钢卷提升机是一种重要的工程机械设备,也是钢卷包装生产线上的核心设备,对钢卷包装生产线的发展具有非常重要的意义。 与发达国家相比,国内的钢卷包装技术起步比较晚,迄今只有十几年的时间,发展很不完善。其一,技术水平和装备落后,目前国内各大钢厂包装生产线数量较少,其规格、产能、生产工艺及设备配置、装机水平、自动化程度等参差不齐,整体水平不高;其二,对核心设备—提升机的设计、强度校核仍停留在采用传统解析法,少数企业采用线性有限元技术校验其强度,但其结果可靠性偏低,准确性较差,不利于优化设计,不利于提高企业竞争力。 本文在介绍提升机工作原理及工况的基础上,设计了提升机系统,包括:设计液压系统,以保证其正确性与合理性;根据提升机的生产工艺,选用了西门子S7-416PLC的控制系统,合理编制PLC控制程序,使提升机的动作能够逻辑化、自动化完成;利用材料力学的相关理论知识对其主要零部件的受力情况进行了分析,首先采用了线性静态有限元法对钢卷提升机的主要零部件进行了强度分析,再利用MSC. MENTAT/MARC强大的非线性接触分析处理功能,采用接触有限元法对主要零部件进行强度分析,并将两个计算结果进行对比,提出结构尺寸修改的方案。 本文利用接触有限元方法,将提升机主要零部件处理成弹性接触体,独立完成了有限元建模,为计算设备的强度提供了一种较为准确的算法,其成果具有一定的先进性。