斗輪堆取料機是從用于露天煤礦開采的斗輪挖掘機發展而來的散料連續搬運設備，從誕生至今己經有百年歷史。它廣泛應用于碼頭、礦山、電廠以及水泥廠等領域，用于礦石、煤炭、土方、石灰石和糧食等松散物料的連續搬運。   
      堆取料機設計標準目前有國際標準ISO 5049，歐洲標準FEM Section II、澳洲標準AS 4324.1以及各國根據國際標準制定的國家標準，我國目前執行的是JB/T 8849-2005標準。ISO 5049和FEM Section II在結構載荷計算方面的內容是一致的，而AS4324.1則針對澳洲當地礦山的使用條件在FEM Section II標準基礎上參照德國DIN標準和英國BS標準重新進行了編寫，要求更嚴格，規定更細致，目前僅應用于澳洲。
      各設計標準均要求對設備進行必要的結構計算，而有限元分析作為一門成熟的仿真技術，在當今散料設備結構計算領域的應用己非常廣泛。結構工程師利用該技術對散料設備的結構強度、變形、屈曲以及固有模態等方面進行分析，校核設備傾覆穩定性和輪壓，并為其他結構計算內容提供輸入數據。在此基礎上對結構設計進行優化和指導，己經產生了非常好的經濟效益。
      本研究針對某超大型斗輪取料機進行結構有限元分析，敘述其主要思路和過程，提出注意事項。該斗輪取料機是由國內企業依據《FEM Section II移動式散料搬運設備設計規范》(以下簡稱《規范》)自主設計和制造，并出口馬來西亞用于某礦業巨頭的礦石中轉碼頭項目。設備設計取料能力8000 t/h，回轉半徑50 m。本機采用鋼絲繩卷揚的四連桿俯仰機構，回轉機構采用臺車形式。
      采用許用應力法，依據結構設計標準和設備技術協議確定結構計算工況和載荷，在I-DEAS軟件環境下建立結構有限元網格模型、施加載荷和約束并針對不同的工況進行組合，分析結構強度和變形，進行結構固有模態分析，根據輸出數據進行結構屈曲分析和銷軸計算，根據反力校核設備輪壓和俯仰系統載荷。
      在結構有限元分析之前，必須依據結構設計標準和設備技術協議確定取料機的結構計算工況和載荷。本設備依據規范，計算工況通常都是在設計規范要求的基礎上針對設備工藝進行合理假設，技術協議里面也會對需要特殊考慮的工況進行說明。
      自重載荷主要取決于設備的質量分布表，除了鋼結構本身還應該涵蓋斗輪、帶式輸送機、物料轉載系統、司機室、電氣室、配重、走臺欄桿、驅動等機上設備的質量和質心分布。設備的質量分布表應該得到足夠的重視，如果最終質量和用于結構計算的質量的誤差大于5%，設備需要重新進行結構計算，可能會出現系列的問題。
      其他載荷，如正常和非正常物料載荷、積料載荷、正常和非正常挖掘阻力、膠帶張緊力、工作和非工作風載荷、堵料載荷、斗輪停頓載荷、頭部側向碰撞載荷、緩沖器載荷和地震載荷都應當嚴格依據見規范的要求進行計算。
      結構載荷的計算參數和機械計算的參數應當是互相匹配的，結構計算載荷的大小通常與設備安全系統參數的設定有關，不得隨意降低規范中強制要求的參數。這些載荷也應當用于設備的傾覆穩定性分析和機構分析，在這些分析初步完成的基礎上進行結構分析會更有效率。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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