核心詞：PTYA23 鐵路 信號 電纜 
　　為了加快推進港口岸電建設,需開發一種快速、簡便的裝置將船上的電源電纜吊裝到岸上,再與岸電裝置連接取電,稱這種吊裝裝置為"船用岸電電纜輸送裝置",屬于一種輕小型起重運輸裝置。該裝置可以自由伸縮,伸縮臂的結構形式及材料直接影響其工作性能和制造成本,本文通過軟件建模分析,設計一種截面為矩形,結構簡單,自由伸縮,制造成本低的岸電電纜輸送裝置伸縮臂。

　　1、PTYA23鐵路信號電纜:本課題研究設計了一種由單缸多段液壓推桿驅動的智能型岸電電纜輸送裝置
　　項目研究設計一種單缸多節液壓推桿來驅動的智能岸電電纜輸送裝置,工作狀況如下:該裝置不用時,收縮放置岸邊高度不超過2000mm,工作時,水平可俯仰-30°～+45°,裝置伸縮臂可以伸出總長6000mm,起吊重量達到200Kg。
　　2、PTYA23鐵路信號電纜:伸縮臂的材料和結構尺寸將決定單缸多段液壓推桿的設計
　　伸縮臂由多節組成,各節段同步伸出、縮進,伸縮自由,伸縮臂所用材料和結構大小,將決定了單缸多節液壓推桿的設計。伸縮臂是在俯仰到一定位置后開始伸出,從全縮狀態伸到完全伸出狀態,再拖著電纜回縮,或拖著電纜俯仰到一定位置后開始伸出,將電纜送置船上。為了合理設計其大小,從三種工作狀態進行分析,即全縮狀態,伸出一半狀態和完全伸出狀態,礦用電纜這三種狀態具有典型的代表性。全縮狀態時伸縮臂總長為1600mm,伸出一半狀態時,伸縮臂總長為4375mm,完全伸出總長為6000mm。伸縮臂在工作過程中,固定端(最左端,也即約束端)所受應力最大,伸縮臂的最右端(也即施力端)應力最小。在相同起吊重量的情況下,完全伸出狀態時,伸縮臂最長,伸縮臂固定端所受的彎矩是最大的。通過分析在完全伸出狀態下,選用普通碳素鋼和鋁合金兩種不同材料,伸縮臂應力、位移,應變的變化情況,確定伸縮臂的材料和結構尺寸。
　　3、PTYA23鐵路信號電纜:省略對靜態力學分析沒有影響或影響很小的結構
　　省略對靜態力學分析沒有影響或影響極小的結構,包括伸縮臂上的小孔和倒角。對設計圖中的連接位置(機械連接及焊接)一律按理想條件下的固結進行考慮,同時忽略機械連接中的螺栓等細微結構。
　　4、PTYA23鐵路信號電纜:簡化原始模型的某些細節并微調某些尺寸
　　簡化原模型的一些細節,對部分尺寸進行微調,如將一些非整數尺寸按四舍五入取整(單位mm)。全局選用標準單位為mm(長度)、N(力),因此,其他單位統一為MPa(壓強)。材料采用碳鋼和鋁合金兩種,材料參數如下表。伸縮臂的截面形狀設計成矩形,如圖1所示,第一級為最小級,最小內空截面均為200×100mm,然后進行網格劃分及約束加載。
　　5、PTYA23鐵路信號電纜:約束為第六伸縮臂端面的所有自由度
　　約束為第六節伸縮臂端面的所有自由度,載荷為配重及最大起吊電纜繩重量,這里取值2000N,全局重力加速度取9.8m/s2。選用六面體單元進行網格劃分成62400個單元,126048個節點。
　　6、PTYA23鐵路信號電纜:采用鋁合金材料
　　采用鋁合金材料,伸縮臂壁厚、截面尺寸與普通碳鋼相同時,進行伸縮臂的設計分析。如在伸縮臂壁厚10mm時,伸縮臂壁總重量約為220kg。利用有限元靜力學分析,伸縮臂在完全伸出狀態下的應力的最小值為44791.7N/m2,最大值為44791.7N/m2;合位移最小值為0mm,最大值為10.6557mm;對等應變最小值為5.01882e-007,最大值為0.。綜合兩種材料,不同壁厚,進行分析,所得數據如下表3所列。根據表中數據進行應力、位移、應變分析。根據伸縮臂在完全伸出工作狀態下的有限元的應力應變情況,從應力的分析來看,選用鋁合金材料制造伸縮臂,要滿足工作條件,伸縮臂的尺寸大,占用空間大,制造成本高。選擇普通碳鋼制造伸縮臂,四種壁厚情況下,應力都滿足要求,但是對于本研究的伸縮臂而言,伸縮臂在工作伸縮時,各段都有位移變形,若彈性位移過大,影響伸縮臂的正常伸縮。綜合考慮伸縮臂的自重、位移及應力應變,選擇壁厚為6mm的碳鋼作為伸縮臂的制造材料更為合理。
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