大型礦用挖掘機回轉平臺的參數(shù)化建模和結構優(yōu)化.pdf

1、據(jù)國土資源部數(shù)據(jù)，截止2014年末，我國已探明煤炭資源儲量達1.53萬億噸，穩(wěn)居世界第一。煤礦開采的技術水平和機械化程度將直接影響煤炭的開采成本，決定企業(yè)在市場中的競爭力。近年來，越來越多的礦山采用了露天開采技術，這一趨勢對大型礦用挖掘機的需求與日俱增，也對機械式挖掘機的技術和性能提出了更高的要求。
　　大型礦用挖掘機主要包括動臂、斗桿、鏟斗、回轉平臺、A形架和履帶架等部件。回轉平臺承載著上車的動臂、A形架、配重、司機室和卷筒等部

2、件，對挖掘機的整體性能起著重要的作用。目前，對礦用挖掘機的研究主要集中于動臂、斗桿、鏟斗和斗齒等工作部件，對回轉平臺的研究還比較少，對回轉平臺的應力、應變分布規(guī)律的了解還不夠透徹。
　　本文得到了國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）項目“75立方米大型露天礦用挖掘機研制”（項目編號：2012AA062001）的資助，以太原重型機械集團有限公司自主研發(fā)的WK-75型礦用挖掘機回轉平臺為研究對象。首先，對回轉平臺的圖紙進行了分析，根據(jù)

3、其結構特點來確定回轉平臺的總體控制參數(shù)。結合后期回轉平臺使用者對參數(shù)化的功能預期和對回轉平臺的結構分析，本次開發(fā)采用了扁平化的設計方法，基于UG下的WAVE模塊和PTS模塊建立了WK-75型礦用挖掘機回轉平臺和A形架的參數(shù)化模型及人機交互界面，并輸出滿足企業(yè)要求的工程圖，直接指導工廠的生產(chǎn)。
　　其次，將回轉平臺進行合理的簡化，在Workbench軟件中進行靜力學強度分析和收斂性驗證，得到了回轉平臺的應力云圖和位移云圖。分析結果表

4、明：回轉平臺中部應變和應力都較小，與配重連接的后擋板處位移值最大，為3.5627mm；動臂連接支座處的應力值最大，為227.1Mpa，但滿足結構的強度要求。對回轉平臺進行模態(tài)分析和諧響應分析，明確了動臂連接支座上表面為共振時位移最大處，論證了回轉平臺結構設計的合理性。
　　最后，在Workbench中建立了動臂連接支座的參數(shù)化模型，對各板厚進行了應力影響因素分析，運用Design Exploration模塊對其進行優(yōu)化。優(yōu)化完成后