挖掘機(jī)關(guān)鍵零部件力學(xué)性能分析.pdf

1、挖掘機(jī)的工作裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)作為直接受力結(jié)構(gòu)，其各方面的性能對(duì)挖掘機(jī)整機(jī)的工作性能、可靠性等方面有著重要的影響。由于作業(yè)對(duì)象的復(fù)雜性、挖掘姿態(tài)的多變性等因素的影響，工作裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)受力情況十分復(fù)雜，挖掘機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下工作，動(dòng)臂、斗桿及轉(zhuǎn)臺(tái)等關(guān)鍵零部件的應(yīng)力集中位置可能會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋甚至發(fā)生斷裂，因此，須通過有限元法對(duì)挖掘機(jī)關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度分析。
　　本文利用ANSYS對(duì)某21噸液壓挖掘機(jī)的工作裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行有限元分析，確定其的危險(xiǎn)

2、部位，為挖掘機(jī)載荷譜測(cè)試提供參考依據(jù)。根據(jù)強(qiáng)度分析結(jié)果以及室內(nèi)加載試驗(yàn)的實(shí)際情況確定試驗(yàn)姿態(tài)，通過對(duì)各試驗(yàn)姿態(tài)下工作裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)模型施加不同的力以確定各構(gòu)件上應(yīng)力與所施加載荷之間的關(guān)系，為疲勞試驗(yàn)載荷譜的施加提供參考。首先，根據(jù)挖掘機(jī)作業(yè)對(duì)象及切削過程、挖掘受限因素以及偏載情況，對(duì)挖掘阻力、理論挖掘力和側(cè)向挖掘力進(jìn)行分析；確定7種典型的挖掘姿態(tài)，并計(jì)算各姿態(tài)下的切向理論挖掘力和側(cè)向理論挖掘力。其次，建立工作裝置及轉(zhuǎn)臺(tái)的整體有限元模型，采用

3、桿單元模擬液壓缸，運(yùn)用耦合自由度的方法對(duì)銷軸連接進(jìn)行處理，分別對(duì)正載和偏載工況下各姿態(tài)的整體模型進(jìn)行有限元分析，確定動(dòng)臂、斗桿和轉(zhuǎn)臺(tái)上的危險(xiǎn)部位，其中，動(dòng)臂上的危險(xiǎn)部位主要在耳板與動(dòng)臂的焊接處和軸套（動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸連接銷軸軸套）與動(dòng)臂的焊接處；斗桿上的危險(xiǎn)部位主要集中在斗桿與動(dòng)臂連接的鉸孔處以及該鉸孔所在的板邊緣處；轉(zhuǎn)臺(tái)上的危險(xiǎn)部位主要位于與動(dòng)臂油缸連接的耳板下端與轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接處、與動(dòng)臂連接的耳板下端與轉(zhuǎn)臺(tái)的焊接處。最后，根據(jù)強(qiáng)度分析結(jié)果