发布时间：2022-12-15 11:00:50 人气：
走行机构是散料设备如装船机、堆料机和取料机等的重要组成部分，设备通过走行机构沿轨道来回行驶工作，走行机构分为后三支点（图1）和侧三支点（图2）。由于后三支点结构属于对称结构，所以当工作范围关于轨道左右对称时，一般采用后三支点，而工作范围不对称时，一般采用侧三支点。例如，岸边装船机工作范围仅限于海侧，陆侧不工作，所以一般海侧采用两个支点，而陆侧采用一个支点。
对于后三支点支撑方式，各个轮组都承受竖直方向的载荷，因此约束四个轮组竖直方向的位移。对于垂直于轨道方向，为了抵抗上部钢结构传下来的扭矩，将图1中的轮组1与轮组4垂直于轨道方向的位移约束从而形成一对反力偶，这一对反力偶的形式不唯一，也可以约束轮组2与轮组3形成一对反力偶。对于沿轨道方向，为了不对走行产生附加的力矩而且避免发生应力集中，一般将走行轮架轴连接处沿轨道方向的位移约束。上述约束方式可以表示为：
对于侧三支点结构，各个轮组竖直方向都承受载荷，因此约束各个轮组竖直方向位移。对于垂直于轨道方向，为了抵抗上部钢结构传下来的扭矩，将图2中的轮组2与轮组3垂直于轨道方向的位移约束从而形成一对反力偶，与后三支点结构不同，由于侧三支点结构是非对称结构，因此这一约束组合是唯一的，对于沿轨道方向的约束，侧三支点结构的约束与后三支点结构约束相似，也是约束走行轮架轴连接处，具体的约束方式可以表示为：
（1）传统约束方法约束在车轮轴处，这与实际不符，实际上，车轮与轨道通过接触面相互作用，所以应该约束在车轮边缘与轨道接触处，对于驱动轮，由于电机与车轮连接在一起，车轮无法自由转动，但是对于从动轮，车轮可以自由转动，如果按照传统方法只将车轮边缘与轨道接触处竖直方向位移约束，则车轮将发生刚性位移，导致求解失败；此外，将约束放在车轮轴处，忽略了车轮轴与轨道之间结构的刚性，虽然对结构强度没有影响，但是对整体钢结构的位移会产生一定的影响。
（2）对于垂直于轨道方向的约束，无论是对于后三支点还是侧三支点结构，各个轮组的轮缘都有可能由于与轨道发生相互作用从而抵抗上部钢结构传下来的扭矩，传统的约束方法只考虑了一对轮组产生的反力偶，这与实际不符，但是若约束所有走行轮组垂直于轨道方向的位移，由于数对力偶的叠加会产生过约束，结果导致垂直于轨道方向的轮压计算误差比较大，不利于轨道及基础结构设计。
根据上述约束方法，利用有限元仿线所示侧三支点支撑的装船机进行仿真分析，从而研究两种约束形式对计算结果的影响。计算分两种工况，工况1只考虑竖直方向的载荷，工况2不但考虑竖直方向的载荷，而且考虑侧向载荷。为了叙述方便，将传统约束方法称为约束1，将按照接触理论求得车轮与轨道之间接触刚度的方法称为约束2。
两种约束形式下工况1的位移计算结果如图5、图6所示，最大位移分别为295mm和297mm，说明两种约束形式对于只受到竖直方向载荷的结构计算的位移结果几乎没有差别，这是因为约束1中竖直方向的刚度相当于无穷大，约束2中竖直方向的刚度相对于结构也是无穷大，而且整个结构是一个静定结构，因此计算结果几乎没有区别。
两种约束形式下工况2的位移计算结果如图7、图8所示，最大位移分别为250mm和411mm，位移结果差别较大。原因是约束1中，在轮架轴连接处的约束限制了整体结构的扭转。另外，由于约束1中认为车轮轮缘与轨道之间的接触刚度为无穷大，而约束2中考虑了车轮轮缘与轨道之间的接触刚度，因此导致了悬臂梁有一个转角，悬臂梁长度为45m，所以一个微小的旋转角度会导致悬臂端部产生一个较大的位移。开云 开云体育官网开云 开云体育官网
