基于参数优化方法的挖掘机动臂轻量化设计

摘要：以某液压挖掘机动臂为研究对象,运用有限元分析软件ANSYSWorkbench建立动臂参数化模型,并对其结构进行静力学分析。选取动臂参数化模型中主要设计参数作为结构轻量化设计的优化变量,利用优化软件OptiSLang对结构进行优化设计。以动臂总质量最小为优化目标,在保证结构具有足够刚度和强度的条件下,寻求最优设计方案,使动臂结构具有最佳承载形式,并通过对优化后的动臂结构进行刚度及强度校核,验证该优化方案的可行性。     

挖掘机动臂半自动化机加工制造的探讨

对挖掘机动臂半自动快速定位装置及其使用方法进行了探讨，重点介绍了焊接结构件快速机加工的方法和原则，通过对快速定位装置和动臂定位的分析，提出了定位位置和机加工位置相统一的原则，确定了结构件制造过程中组焊定位位置和机加工位置相统一的系统定位原则，并说明了实现半自动机加工的基本原理。     

挖掘机动臂动态特性分析

对挖掘机动臂的模态分析有助于动臂动态特性识别及性能改进,利用有限元软件ANSYS和Pro/MECHANICA分析了动臂实际工作状况下的约束模态,得到了其固有频率和振型;并利用脉冲激振法对动臂进行了模态试验,将两种方法得到的结果进行了对比。     

液压挖掘机动臂优化设计

动臂是挖掘机的关键部件,也是主要承力部件.在挖掘机施工过程中,动臂常常受到复杂的瞬态冲击载荷,造成其结构出现裂纹或变形超出范围,而动臂强度、刚度是否满足要求,将直接影响挖掘机工作安全.对动臂进行优化设计,在满足其强度的条件下,可以减轻重量,减少应力集中,使动臂几何尺寸更加合理.利用有限元软件Pro/MECHANICA中的灵敏度分析方法对动臂进行优化设计,能够实现实体建模和有限元分析的无缝集成,并且能够保证有限元分析的精度,可以提高优化设计的效率,对生产实践有着重要的指导意义.     

挖掘机动臂强度对比分析

利用有限元方法对挖掘机动臂在两种工况下的强度进行了对比分析。分析结果显示,在有偏载和横向载荷的情况下,动臂的局部内应力相对很大;对比两种工况,无论有无偏载和横向载荷,某些部位都存在较大的应力,这也是动臂发生破坏的主要原因之一,因此,在结构设计和加工工艺中对这些部位应予以重视。     

FL25/30动臂式塔机结构应力测试分析

沈阳建筑机械厂参照POTAIN MR系列研制开发了FL25／30动臂式塔式起重机，其结构形式采用固定基础，上回转自升式，可带载动臂变幅，吊臂根部后置(见图1)。通过对该塔机应力测试，笔者觉得该机的平衡臂和塔身结构应力变化与其它常见类型塔机有较大区别，有必要进行分析与介绍。     

钢筋切断机的动态测试

钢筋切断机的动态测试太原工业大学机器厂樊智慧使用电测方法对机器进行动态测试，是对机器结构性能进行考察的重要手段。为了进一步提高产品质量，改善机器性能，优化设计，我们对ＧＱ４０Ｂ型钢筋切断机进行了动态测试。１测试内容及目的（１）测定剪切钢筋过程中机体各...     

挖掘机动臂故障排除一例

某型挖掘机阀组拆检修复后,动臂举升缓慢且不能回落,通过分析、拆解,发现故障是因动臂换向阀阀杆装配错误所致,重新装配后故障消失.     

挖掘机动臂与转台连接轴损坏的原因分析

动臂铰点到变幅缸垂直距离Ｅ=653mm转台最大回转速度为13r/min,即＝1.36rad/s制动时角减速度=0.964rad/s2动臂铰点至回转中心的距离Ｋ=145mm转台两立板中心间距Ａ=572mm动臂对动臂轴作用点的间距(简化)Ｂ=444mmｍ1=720kgｍ2=400kgｍ3=1460kgｍ5=145kgｍ6=100kgＬ1=2145mmＬ2=4765mmＬ3=5753mmＬ5=2948mmＬ6=5335mmｈ1=824mmｈ2=497mmｈ3=632mmｈ5=1328mmｈ6=574mm设回转惯性力为Ｆa,离心力为Ｆn,各部件至回转中心的距离分别为ｒ1、ｒ2、ｒ3、ｒ5、ｒ6,则动臂Ｆa1=ｍ1ｒ1=ｍ1(Ｌ1+Ｋ)=1589NＦn1=ｍ12ｒ1=ｍ12(Ｌ1+Ｋ)=3050N斗杆Ｆa2=ｍ2…     

挖掘机动臂衬套安装孔的修复

液压挖掘机在恶劣的环境下作业,其工作装置在作业过程中承受着复杂的动载荷。特别是挖掘到硬质岩块时,所产生的撞击力极具破坏性,由于使用及保养不当等原因,会发生动臂或斗杆衬套与销轴烧死的现象,致使衬套相对其安装孔滚动,进而安装孔磨损,必须及时修复,否则挖掘机将无法正常工作。 由于动臂较长,必须在大型镗床上镗孔,加工费用很高,并且受工件往返运输,及在镗床上的装卡调试等诸多因素的影响,导致修复时间长。关键设备损坏,导致停产或半停产,影响工期。间接经济损失很大。 在小浪底水利枢纽工程中曾利用自制胎具,手工镗孔…     

挖掘机排气系统的测试与优化设计

液压挖掘机是工程机械的重要组成部分,广泛应用于建筑工程、城市改造、道路修复、混凝土破碎、地下电缆自来水管道铺设、园林施工、水利工程、机场港口建设等基础设施施工,机械施工替代人力,实现施工机械化,在国民经济建设中发挥着非常巨大作用。随着人们环保意识的增强,对工程机械发动机尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格。     

挖掘机臂销磨损与断裂分析

Ｗ４－６０型挖掘机在我国使用广泛,在使用过程中,大臂、小臂和挖斗之间的连接轴销常因过量磨损或断裂而无法使用。本文就其现象进行磨损与断裂的原因分析和研究。１　轴销的结构 如图１所示,连接轴销呈“Ｔ”型结构,Ａ—Ａ剖面为实心圆柱面,前端为锥形,以便于穿插安装,后端为圆柱形,并去对应边,以便锁定,防止工作时转动。轴销的作用在于连接各转动副。２　轴销的工作环境 连接轴销串联着两个转副,轴销与转副之间有衬套阻隔,并有润滑脂润滑。挖掘机工作时,轴销承受变化的冲击载荷,如挖土时载荷为： 提斗和卸土时载荷为： 其载…     

液压挖掘机动臂静强度的灵敏度分析

灵敏度分析用于计算设计变量的变化对应于结构响应的变化率,将必要的变化率信息传递给优化器,以期达到最优化设计的目的.它是一种极为有效的方法,能够充分挖掘设计潜力.在介绍结构灵敏度分析基本原理的基础上,建立了某履带式液压挖掘机主要工作部件一动臂的有限元离散模型,进行了最大挖掘载荷工况时的结构静强度有限元分析,得出了动臂上结构强度的危险部位.在结构静强度分析的基础上,对液压挖掘机动臂上关键部位板件的厚度进行了基于静强度响应的灵敏度分析.结果表明,在满足静强度条件下增加动臂侧板和前包板的厚度可以减小局部应力的大小;在一定程度上减小加强板和上、下盖板的厚度也可以减小局部应力大小.通过对挖掘机动臂板件厚度进行合理修改,可有效地降低相同工况下挖掘机动臂的局部应力值,提高动臂的强度,为动臂的优化设计提供有效途径.     

液压挖掘机动臂有限元分析

针对传统设计方法设计时间长、资源消耗大的缺点,在柳工某型液压挖掘机动臂的设计中,应用有限元分析的方法,选取了较优设计方案并经试验验证。该分析方法对动臂的设计、改进具有一定的参考价值。     

CATE240C型挖掘机动臂举升缓慢的原因分析和排查方法

一台CAT E240C型挖掘机在装车时动臂举升缓慢,其它工作正常;当只做动臂举升时,速度稍微快一点。     

液压挖掘机工作装置型式试验强度测试

为进行液压挖掘机型式试验中的强度试验,对挖掘机工作装置进行静态与动态应变测试.根据箱形断面在各种外力作用下的应力分布特点,在动臂、斗杆等应力集中的位置布置14个测点,采集铲斗斗齿挖掘受阻时各测点的静态应变时域信号和空载下降冲击、满载铲斗最快速度下降止动、满载铲斗最快速度上升止动过程中各测点的动态应变时域信号,在进行时域...     

地铁车站结构邻近土体动应力振动台试验研究

研究地铁车站在地震中的响应对于地铁建设和安全运营非常重要。针对北京地区的地质条件和典型的地铁车站结构进行了大型振动台试验,对动土应力时程进行了分析,得出如下结论:埋深小于结构顶板和埋深大于结构底板的土中动土应力不随输入波强度与埋深变化而变化;在输入波强度低时,侧墙上各点的动土压力相等;在输入波强度高时,侧墙上各点的动土压力随输入波强度的增高而逐渐增大,且动土压力变化幅值随埋深增加而不断增加。通过以上分析,说明在地震强度小时,地下结构对土的水平向动应力影响很小,在地震强度大时,因地下结构的修建进行的开挖削弱了土体,其对土的水平向动应力影响变大。作者还对对结构底板的水平向动切应力进行了拟合,发现:底板的动切应力呈梯形分布,中点处最大,两个端点处最小;底板各点的动切应力随地震波强度的增加呈指数函数增加。为应用方便将底板中点的动切应力与地震波加速度峰值之间的关系简化为:当地震波峰值加速度不大于0.4 g时,峰值切应力为常数;当地震波峰值加速度大于0.4 g时,峰值切应力为直线分布。