某采选厂斜坡道人车箕斗提升系统已使用多年，为适应深部找矿和生产规模扩大的需要，迫切需要进行技术改造。若更换全套提升系统或增加一套斜坡道提升系统，则面临成本高、耗资大等一系列问题。若能在保持提升速度和钢绳终端载荷不变及安全可靠生产的前提下，通过减轻系统中箕斗、车厢等主要部件的重量来相对提高矿石的单次提升能力，无疑是既能满足目前生产要求，又能降低生产成本，较理想的技术改造方案。底架作为箕斗关键承托部件，很大程度决定了箕斗的重量、安全性及工作能力。即提升设备底架的强度和结构改进是矿井提升设备设计和开发过程中相当重要的环节。
      斜坡道人车箕斗底架为边梁式结构，由2根纵梁和7根不均匀分布的横梁组成，横梁的两端铆接在纵梁两侧。该底架纵、横梁均由6.Smm钢板冲压成型，断面为槽形，材料为16Mn。考虑到底架是复杂的高次超静定薄板、梁、块体组合结构，采用壳单元shell63对纵、横梁及加强板等结构进行离散，悬架吊耳用刚性梁模拟，钢板弹簧用柔性梁模拟，纵、横梁的铆钉联接采用MPC多点约束算法来模拟。其中，壳单元46860个，MPC单元1228个。
      矿井箕斗运行在长540m，倾角为34°的斜坡铁轨上。其上负有箕斗、牵引装置、卸载装置和人车厢。底架除承受自身及部件的自重外，主要还承受矿石的重力，以及提升装置的牵引力。由于人车箕斗底架纵梁上表面与载荷方向有34°的夹角，引入表面效应单元Surf154，此单元可以对表面加载任意方向的均布载荷。按照静载荷的建立原则，人车箕斗底架的载荷简化示意如图所示。约束的施加关键是耦合板簧刚性梁与对应吊耳处节点的自由度，约束点建在板簧刚性梁的中间节点上。载荷施加和约束添加后的有限元模型，用ANSYS求解器计算满载静弯曲工况下的等效应力。由强度分析可知，在满载静止工况时，底架的弯曲应力最大值为131MPa，处于纵梁下翼与第四横梁左侧面接触处。应力较大部位分布在左右纵梁的下翼，数值在80-110MPa之间。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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