浅谈土石料堆取机械的研究方法

张永丽，张极夫

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳110023）

0 引言

土石料堆取机械中首要问题就是物料问题。物料本身的流动性、含水率对土石料堆取机械的性能影响非常大。

散体在土石料堆取机械上是一个重要概念，它不同于岩石和土壤,具有分散性、复杂性和易变性。散体是由形状各异、尺寸不一的固体颗粒所构成的混合物，一般表现为各种不同程度的松散物料。散体的物理力学性质介于固体和液体之间。运输设备可以对散体施加压力和剪切力,当力足够大时,会发生散体的流动,导致其堆积形状的变化。但散体几乎不能承受拉力。散体能像液体一样向各个方向流动，且呈现各向不同性。

1 散料的流动能力研究

物料的流动性是散体物料的重要特性之一。摩擦角和黏合力是显示物料流动性的重要物理量，尤其是摩擦角的变化能够反应散体流动性的变化。散体的粒度级配、湿度、松散性、散粒形状等，对散体的摩擦角有很大的影响。散体物料颗粒与颗粒之间是空气和水分，水也是以多种形式表现出来的，可分为潮湿物料、风干物料和干燥物料。例如：松散矿岩的含水量是影响某些散体流动特性的重要物理参数之一。有些散体物料中水与固体颗粒之间并不是简单的机械混合，而是有机地参入散体的结构，对散体的性状起到很大的影响。

2 力学分析对土石料堆取机械的重要性

土石料堆取机械作为一种综合的机电系统，工作环境非常复杂。各种不同条件的环境，不规则的散料都会对设备产生很多种不同的附加载荷，有可能会对机械造成冲击载荷等，结构的刚度、强度和平衡稳定性问题也是应该研究的重要问题。

传统的设计中刚度和强度问题都是考虑的，大多是设计者根据经验公式简单的验算和凭借经验给定结构尺寸材料厚度，往往比较保守。造成使用更多的材料增加自重来保证结构的强度和刚度，强度储备过大，浪费材料，提高成本。有限单元法作为一种数值方法可以很好的模拟各种物理场，对钢结构设计提供了很大帮助，具有重要的设计意义。

3 结语

本文主要探讨了土石料堆取机械中物料粘度即流动性的相关问题，并提出土石料堆取机械不能仅仅采用传统的公式简单的验算，而是应该充分利用有限元来校核力学性能和节约原材料，这对设计意义重大。