罐笼校核
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- 罐笼校核 矿车型号MGC1.7-9*4
两根尾绳最大终端载荷191.6KN
罐笼自重18T
1、主吊板的计算
其结构如图1所示。
图1
四根首绳悬挂装置的最大终端载荷为
F=191.6+18*10+(0.98+3)*4*10=530.8KN
每个销轴孔承受载荷为
F2=F/4=530.8/4=132.7KN
（1）销轴孔的计算
由于有衬套，但衬套与主吊板销轴孔过盈量很小，将衬套与轴看作整体校核主吊板销轴孔。
孔壁平均压力：
拉密公式计算孔内壁拉应力
安全系数：
n=600/41.17=14.57
（2）断面计算
q1断面：
=132.7*1000/（2*0.05*0.165）
=8.04MPa
安全系数：
600/8.04=74
q2断面：
实际C长度为90mm，满足使用要求。
q3断面：
利用solidworks计算惯性矩
I=3.14E9mm4
安全系数：
n=600/12.556=47.78
2、主横梁的计算
（1）强度计算
主横梁结构如图所示。
图2
其由δ20钢板弯制后加焊一个钢板组成。总高度为700mm。钢板材质为Q345。在计算时将其简化为简支梁。（本节计算参考《煤矿专用设备设计计算 提升容器及窄轨运输设备》P424）
惯性矩：
抗弯截面系数：
W=0.85W’=3.954×106mm3
弯矩
最大变曲应力
最大应力发生在上边缘处，其抗拉强度为490~675MPa,故取计算抗拉强度为490MPa。
则安全系数为：
3、悬梁、立柱计算
（1）中下悬梁受力计算
根据简易计算法，罐笼自重作为集中载荷作用在矿车车轮处，
图3
计算重量=18000-3090-880=14030Kg
（140300+147200）/16=17.97KN
将中下悬梁简化为简支梁，计算立柱内力：
支点反力：
24.59KN
11.35KN
（2）外立柱受力：
22.7KN
内立柱受力：
97.08KN
其中i为罐笼层数，Q为作用在内立柱上的尾绳载荷
（3）上悬梁最大弯矩：
122175N.m
上悬梁最大应力：
44.96MPa
安全系数n=490/44.96=10.89
（4）立柱强度计算
因为罐笼的内立柱受力较外立柱大很多，并且立柱的连接方式及立柱所用型钢均为同一规格，因此只要校核内立柱即可。
图4
安全系数
n=375/15.59=24
（5）中、下悬梁强度校核
Mmax=R3*l3=681N.M
中悬梁681/2.34*10-4=2.91MPa
安全系数
n=375/2.91=128.9
下悬梁
681/8.25*10-4=0.825MPa
安全系数
n=375-0.825=454.5
4、尾绳梁校核
图5
L0=1182mm l=912mm h=400mm b=14mm d=90mm h1=140mm
每组尾绳梁受力
由于尾绳梁采用两根梁的设计，则图中
F=F1/2=47.9KN
q2截面弯曲应力，
=8.25*10-4+0.5854*10-4=8.84*10-4
=12.35MPa
安全系数
n=375/12.35=30.36
5、螺栓连接校核
罐笼采用GB1228-1229-1230摩擦型高强螺栓副连接，该螺栓依靠强大的预紧力将被连接件连接在一起，通过连接件之间的摩擦力是的相互位置被固定。摩擦型高强螺栓的失效以摩擦面发生相对滑动为标准，但实际上高强螺栓的强度非常高，抗剪能力非常强，根据《煤矿机械》2004年第十期1003-0794（2004）10-0020-06论文所述，摩擦型高强螺栓用于煤矿设备时用摩擦力进行计算，安全系数大于4即可保证综合安全系数大于10。
根据《钢结构设计规范》规定，摩擦型高强螺栓摩擦力计算公式为：
由此
主梁:
N=26*0.9*2*0.45*225=4738.5KN
安全系数
n=4738.5/530.8=8.927＞4
内立柱连接：
N=14*0.9*1*0.45*225=1275.75KN
安全系数
n=1275.75/97.08=13.14＞4
尾绳梁：
N=32*0.9*1*0.45*225=2916KN
安全系数
n=2916/95.8=30.43＞4
计算结果显示框架选材型号比较大，因为未注明是否需要下大件，因此只考虑普通矿车运输的情况下这样的选材是不经济的。同样对于螺栓连接，螺栓连接普遍采用按摩擦力计算安全系数的大于13的标准计算，造成螺栓规格很大，螺栓不容易布置，同时大规格的螺栓也提高了制造成本，根据论文所述，摩擦力只要大于4即可。但论文为理论值，实际情况需要试验确认。若确认论文所用数值可用，则可大幅度降低购买高强螺栓副的费用。
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