杜寶鳳 李靜 楊桂龍

（秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工科技有限公司河北省重型裝備工程技術(shù)研究中心，河北秦皇島 066000）

抱罐車又名抱罐運(yùn)輸車主要用于冶金鋼渣的運(yùn)輸及后期處理。高溫鋼渣的轉(zhuǎn)運(yùn)是鋼鐵行業(yè)至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，越來越受到鋼鐵企業(yè)的重視。因此，抱罐車有著非常廣闊的發(fā)展空間，其市場(chǎng)前景令人矚目。然而，鋼渣、鋼水的溫度高達(dá)1300℃，故抱罐車的環(huán)境溫度局部會(huì)很高[1]。抱罐車同時(shí)具有抱罐、運(yùn)罐、翻罐以及放罐等功能，并可作 180°傾翻渣罐動(dòng)作。所以，抱罐車需要保證整機(jī)工作可靠性高、操作安全。抱罐車的整機(jī)設(shè)計(jì)至關(guān)重要[2]。70t抱罐車的整體技術(shù)在國(guó)內(nèi)同行業(yè)，處于領(lǐng)先水平，具有相當(dāng)高的市場(chǎng)認(rèn)可度。同時(shí)，已經(jīng)走出國(guó)門，走向了世界，收到外國(guó)友人的一致好評(píng)。國(guó)產(chǎn)抱罐車站穩(wěn)了國(guó)內(nèi)抱罐車市場(chǎng)，并已走出國(guó)門，拓展海外市場(chǎng)。隨著我國(guó)在抱罐車設(shè)計(jì)、應(yīng)用上不斷深入，國(guó)產(chǎn)抱罐車的性能將更加完善和提高。

70t抱罐車主要結(jié)構(gòu)由大臂機(jī)構(gòu)、車橋結(jié)構(gòu)、支腿結(jié)構(gòu)、前車架總成、后車架總成、轉(zhuǎn)向總成、液壓系統(tǒng)、自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。其中，70t抱罐車的主要承力部件為后車架總車及大臂機(jī)構(gòu)。也是抱罐車設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的受力部件。本文根據(jù)70t抱罐車的使用工況，通過動(dòng)力學(xué)分析和靜力學(xué)分析對(duì)后車架進(jìn)行受力分析[3]。并且利用 ANSYS 仿真軟件對(duì)70t抱罐車后車架進(jìn)行有限元分析。通過多方面考慮計(jì)算校核，70t抱罐車后車架的設(shè)計(jì)是安全可靠的。

70t抱罐車的后車架如圖所示，其結(jié)構(gòu)形式采用了C型結(jié)構(gòu)，安裝了后橋、后支撐以及與轉(zhuǎn)向部分通過鉸接形式相連接。以下從抱罐車的抱罐過程、翻罐初始、翻罐140° 3個(gè)受力時(shí)刻分別對(duì)后車架進(jìn)行受力分析介紹。

1.后車架在抱罐初始過程中的受力情況（圖1～圖2）

圖1 后車架抱罐初始形變?cè)茍D

圖2 后車架抱罐初始載荷云圖

通過分析結(jié)果顯示，后車架在抱罐初始時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在限位塊上，其最大應(yīng)力為 167MPa，最大變形10mm，滿足設(shè)計(jì)使用要求。

2.后車架在翻罐初始過程中的受力情況（圖3～圖4）

圖3 后車架翻罐初始形變?cè)茍D

圖4 后車架翻罐初始載荷云圖

通過分析結(jié)果顯示，后車架在翻罐初始時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在大臂油缸連接處上，其最大應(yīng)力為 114MPa，最大變形3mm，滿足設(shè)計(jì)使用要求。

3.后車架在翻罐140°過程中的受力情況（圖5～圖6）

圖5 后車架翻罐140°形變?cè)茍D

圖6 后車架翻罐140°載荷云圖

通過分析結(jié)果顯示，后車架在翻罐140°時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在后支撐位置上，其最大應(yīng)力為 168MPa，最大變形4mm，滿足設(shè)計(jì)使用要求。

4.結(jié)語(yǔ)

本文介紹了70t抱罐車的主要組成部分，關(guān)鍵受力部件以及后車架在不同使用運(yùn)輸工況的有限元分析。發(fā)現(xiàn)了后車架在不同受力情況，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的存在不同部位的薄弱點(diǎn)，并且整個(gè)仿真分析結(jié)果顯示，后車架能夠滿足承載能力，設(shè)計(jì)要求，是安全可靠的。通過用理論研究、計(jì)算機(jī)仿真以及試驗(yàn)研究相結(jié)合的研究方法對(duì)70t抱罐車后車架的受力分析，充分證明了后車架的安全性，最終達(dá)到滿足整車安全性的要求。70t抱罐車的安全性、可靠性得到了充分的認(rèn)證。