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某型裝載機(jī)支承座的強(qiáng)度分析

發(fā)布于:2016-04-28 19:07
強(qiáng)度分析

      近幾年,隨著國(guó)內(nèi)礦用資源開(kāi)發(fā)行業(yè)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)不少工程機(jī)械生產(chǎn)廠家都針對(duì)井下作業(yè)推出了井下裝載機(jī)。井下作業(yè)一般具有工作強(qiáng)度大以及連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),后車(chē)架上的中支承座鉸接銷(xiāo)孔處常出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象,如圖所示。中支承座開(kāi)裂后無(wú)法修復(fù),只能更換整個(gè)后車(chē)架,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,增加成本,因此有必要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析。
      根據(jù)市場(chǎng)反饋信息,開(kāi)裂位置多發(fā)生在前封板的鉸點(diǎn)A,和后封板的鉸點(diǎn)Az處。基于此,結(jié)合井下裝載機(jī)典型作業(yè)情況,將中支承座的承載狀態(tài)分為以下5種:
      (1)工況1在顛簸路面上行駛;
      (2)工況2在平坦路面上行駛,突然急剎車(chē),中支承座與擺動(dòng)架在A,端接角碰撞;
      (3)工況3在平坦路面上行駛,突然急剎車(chē),中支承座與擺動(dòng)架在Az端接角碰撞;
      (4)工況4裝載機(jī)啟動(dòng)后,向前急加速,中支承座與擺動(dòng)架在A,端接觸碰撞;
      (5)工況5裝載機(jī)啟動(dòng)后,向前急加速,中支承座與擺動(dòng)架在Az端接觸碰撞。
      上述5種工況下中支承座的載荷情況如表所列。k為顛簸行駛時(shí)的沖擊系數(shù),m為整個(gè)井下裝載機(jī)分配在后驅(qū)動(dòng)橋上的質(zhì)量,g為重力加速度,為急剎車(chē)產(chǎn)生的碰撞系數(shù),F(xiàn)為井下裝載機(jī)位于前進(jìn)擋時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力。
      在ANSYS中完成中支承座的單元網(wǎng)格劃分,為了提高有限元分析模型的準(zhǔn)確度,用中間大、兩端小的鉸接銷(xiāo)軸模擬擺動(dòng)架與中支承座之間的連接作用,并采用接觸副單元target 170 , contact 174模擬鉸接銷(xiāo)軸與中支承座銷(xiāo)孔之間的接觸。其有限元計(jì)算模型如圖所示。模型單元類(lèi)型為SOLID 45,整個(gè)模型共有136349個(gè)單元、63165個(gè)節(jié)點(diǎn)。左右側(cè)板作固定約束,各工況下的作業(yè)載荷施加在銷(xiāo)軸上。
      根據(jù)應(yīng)力分布云圖可以看出,大小相同的載荷作用在前、后封板與作用在前、后支承板所產(chǎn)生的應(yīng)力值會(huì)有很大的差別,這是由于板的結(jié)構(gòu)形式不同所致。前、后封板是平板,而前、后支承板是折彎板,折彎的前、后支承板相對(duì)于前、后封板而言,力臂縮短了,從而有效降低了鉸孔處的最大彎矩值,因此,應(yīng)力值也較小。


                                                                                  專(zhuān)業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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