全國
手機版|
關注公眾號|
下載手機APP 0前言鎳板的燙洗是鎳的電解加工過程中比較重要的工藝，包括授板、抽棒、翻板、燙洗、出料五個工序。鎳板起重吊具能實現鎳板的堆垛、入槽、出槽和運輸功能，在整個燙洗工藝過程中發揮著舉足輕重的作用。因其工作環境惡劣，多粉塵，滿載率高，且運行過程中容易產生較大的振動和沖擊，從而影響設音的使用壽命，還有安全隱患，因此對其進行振動特性分析是至關重要的。本文借助于SolidEdge和收稿曰期：2013-10-25；修訂曰期：2013-11-29：程顯（1989-），昆明理工大學碩士研究生。研究方向：礦冶裝備數字化設計與制造。
ANSYSWorkbench的無縫連接，在對1.5t鎳板起重吊具靜載分析的基礎上進行模態分析，得到起重吊具的前6階固有頻率及振型，為其結構動態特性分析，故障珍斷和優化設計提供科學依據。
1鎳板起重吊具的結構和工作原理鎳板起重吊具主要由鉗腿、導向桿、上橫梁、導向輪、液壓缸和下橫梁等組成。液壓缸一端通過螺栓連接在上橫梁上，另一端通過液壓座和下橫梁連接；在上橫梁的四個角分別布置供移動整個裝置的導向輪，下橫梁兩端分別對稱連接著鉗腿，導向桿通過螺母固定在下橫梁上。穿過鎳板吊耳的導電棒均勻放置在鉗腿上表面，如圖工作時，下橫梁通過導向桿的輔助導向作用，在液壓缸的驅動下做垂直方向的運動，實現鎳板的起重運輸功能。上橫梁在導向輪的導向作用下沿導軌做水平運動，從而實現整個起重吊具的水平移動。實際上，導向輪在起重吊具的力學分析中只起支撐作用，故只需對導向輪建模，而不需要對建模。
模型的簡化工作芫成后，將其按照Parasolid塍輸出‘（。Xt>柿密度為7850kg/m3，彈1鶘1通GPa，泊松比為3.采用自動網格劃分方法，對可掠的實體采用掃掠方法劃分為六面體網格，對不掠的實體采用協調分片算法劃分為四面體網格。同時對重要的部位（如鉗腿>采用軟件中的Si命令來進f格的細化，劃頒格后節點數為162747，單元數為68113，*小邊長1-4mm.網格劃分的*終結果如2所示。
2建立三維實體模型利用三維設計軟件SdWEdge對鎳板起重吊具進行實體咄型，建模時應綜合考慮生產車間導電棒的長度、電鎳板的規格等因素。對1.5t鎳板起重吊具建模，采用自下而上的裝配方法，通過空間定位約束將鉗腿、導向桿、上橫梁、導向輪、液壓缸和下橫梁裝配到一起。
3有限元模態分析3.1有限元模型的建立所示的起重吊具上橫梁相關零件較多，為了提高計算精度，減少計算量，在符合結構主要力學特曲的前提下，對行如ra化魏（1>因導電棒和鎳板不屬于起重吊具結構部件，在越只是為了提高視覺塍和闡述工作原理，應當去掉，并在分析時用施加在鉗腿內側上表面的均布力對其進滴效靴（幻為了方便的劃分網格，去掉對應力影響不大倒角、角、螺栓和螺母等微小結構；（3>由于導向輪在起重吊具的力學分析中只起支撐作用，可以用等效支撐的方式對其簡化，即在導向輪的安裝位置處施加固定約束。
3.2基于預載荷的模態分析街腿內側域面承腠板和導電棒的勤G=15kN，因導電棒均勻放置在鉗腿上，遂將鉗腿內側找面荷為均布力在導向輪的安裝位置處添加固定約束（Fixedsupport），然后在鉗腿內側上表面施加均布力P=250kPa，求解。3所示為靜力分析應力云圖和總變形云，*大應力和*大變形分別為5mm，都是在需用范圍之內的。
將模態分析模塊拖入起重吊具靜力分析的結果中，進行有預載荷狀態下的模態求解，計算得到了鎳板起重吊具的前6階固有頻率及其振型，見表1；振型云如國4~9所示。
表1前6階模態分析結果固有頻率/*大變形量/*大變形位置田腿中下部田腿下部田腿內側承載處田腿下鵬角處田腿上鵬角處是鎳板起重吊具的3階振型，下橫梁有較大的波浪形穹曲現象，鉗腿和下橫梁在垂直方向上左右擺動，*大變形量發生在鉗腿內側承載處。
fwiritaufieterwder模態固有頻率/*大變形量/*大變形位置由表1并結合各階振型云圖可知：（1>是鎳板起重吊具的1階振型，下橫梁在水平方向上繞液壓缸輕微扭曲竄動，*大變形量發生在鉗腿中下部。
是鎳板起重吊具的2階振型，下橫梁發生輕度穹曲現象，鉗腿和下橫梁在垂直方向上前后擺動，*大變形量發生在鉗腿下部。
是鎳板起重吊具的4階振型，下橫梁發生較大的弓形變形，兩個鉗腿繞下橫梁中心線做張合擺動，*大變形量發生在鉗腿下部拐角處。
是鎳板起重吊具的5階振型，導向桿、下橫梁和鉗腿均發生較大程度的穹曲變形，和3階振型相比，鉗腿和下橫梁在垂直方向上左右擺動的幅度更大。*大變形量發生在鉗腿上部拐角處。
是鎳板起重吊具的6階振型，鉗腿和下橫梁均有較大的扭曲變形，兩者分別在各自的平面內做扭轉運動。*大變形量發生在鉗腿下部兩邊沿。
由此可見，鎳板起重吊具的固有頻率隨著階次的增大而增大，其固有振型主要分為擺動和扭轉兩類。該吊具的第1、6階振型主要是扭曲，設計時液壓缸和下橫梁以及鉗腿和下橫梁的安裝應當加固；第2、3、4、5階振型主要是不同方向的擺動，應當通過優化設計或者在下橫梁和鉗腿上增加肋板來提高系統的剛度。
4結論通過建立鎳板起重吊具的三維實體模型和有限元模型，對其進行有預載荷的模態分析，得到了起重吊具的前6階固有頻率及振型。
在對鎳板起重吊具進行設計研發時，有必要對其進行模態分析。研究發現，擺動和扭轉是鎳板起重吊具的主要振型，下橫梁和鉗腿是吊具的薄弱環節。
通過預載荷下鎳板起重吊具的模態分析，確定了起重吊具的薄弱環節，為進一步優化吊具結構、提高系統穩定性及可靠性提供了理論
