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时间:2020-03-09
《液压挖掘机动臂优化设计的探析.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、液压挖掘机动臂优化设计的探析摘要:在挖掘机构架中,动臂被看作必要部分,是承重的关键。施工的各阶段内,动臂都承受着冲击性的瞬时荷载,因而很易扭曲变形或是隐含裂痕。从根本上看,动臂是否符合最佳的刚度及强度要求,密切关系到液压挖掘机整体操作的质量。优化设计动臂,可以防控某一时段的应力聚集,减轻动臂自身的重量。经过优化以后,设计出更合适的动臂尺寸。针对于液压挖掘机,采纳有限元解析的方式予以优化设计,从根本上提升了挖掘机的精度,优化生产实效。关键词:液压挖掘机;动臂;优化设计在各类工程范围内,液压挖掘机都经常被选用。挖掘机可用于节省劳动,
2、减低了劳动强度。对于土石方施工、搬运及机械施工,都可优先选用液压式的挖掘机。液压挖掘机配备了动臂,可以承载瞬时的较强负荷[1]。在施工进程屮,动臂应能维持于最佳的运转状态,慎重防控突然的断裂及损伤。对于此,有必要解析动臂设计的优化方式,在各类方案中筛选最适宜的优化措施。一、总体的优化思路技术快速进步,与之相伴的工程机械也表现出更优的质量水准。在新的阶段内,工程机械配备了计算机软硬件,优化了H常施工的方式。针对于零部件及整体机械,都可采纳微机辅助下的优化。在解析机械构架时,也可选取有限元的特定方式。从现状来看,某些软件增设了配套性
3、的接口,也配备了CAD平台用于制作模型。这样做,从根本上提升了解析时的精确性。然而,在转换模型时,仍会耗费较多精力及时间用于修补原先的模型,因此制作出来的模型并没能完全吻合设置的目标。若能采纳有限元特定的解析方式,即可优化现有的动臂参数。设定参数范I韦I,而后寻求最优的数值信息[2]。液压挖掘机装置中,动臂是关键的构件。挖掘机在运转时,动臂也承载了较大的上侧负荷。然而日常施工的流程内,冲击性的瞬间负荷通常都会较高,这种状态下的挖掘机很易超越设定的变形限度,造成弯曲变形。同时,设置动臂也耍兼顾本身的刚度及强度。这是由丁,配置的动臂
4、是否合适,直接关系到应力聚集的程度及挖掘机的顺利运转。优化设计要借助于有限元软件,创造无缝集成。这样做,确保符合了设定的精度,提升优化的成效并且可以指引实践。二、设计系统架构通常来看,若耍解析某一问题,在工程学角度下先耍予以抽象。在这之后,采纳数学建模的设计方式。从这种角度看,优化设计的根本宗旨即为构建模型。液压挖掘机设有动臂,这种构件应能顺利运转并口运送原料。但是与此同时,动臂也承受着较多的作用力。在优化设计中,先要构建必备的物理模型,考虑动臂本身的特性。给出限定条件,而后拟定必备的变量参数。经过全方位优化,即可配备最适宜的动
5、臂性能指标。因此从整体来看,数学模型涵盖了约束条件、设计的变量、相应的目标函数。液压挖掘机这类装置包含了动臂、铲斗及配套的油缸,此外还配备了箱体的焊接结构。在动臂的根部,衔接了钱接的销轴,平台中部及前端也配备了必要的焊接结构。转台设置了支撑性的动力油缸,在较接作用下油缸将会反复伸缩,带动了升降运动的动臂结构[3]。三、构建数学模型挖掘机在运转的进程中,动臂表现出举伸的作用力。唯有这样,才会确保最合适的挖掘总量。对于此,液压系统及配套的发动机都应提升可承载的负荷总量,尽量满负荷运转。借助于发动机,提升了整体的挖掘机功率,获取优良的
6、经济成效。经过解析可得,若油缸完全伸缩,那么斗杆及动臂将会维持于同样的基准线。在这时,动臂的较接点表现出最大受力,举伸的作用力也可达到最佳。这种状态下,动臂油缸可被提升至最高,目标函数设定为最小的比值。经过有限元分析,先要配备动臂的几何模型。选取特定的软件,快速生成更精准的有限元模型。优化后的动臂模型表现岀三维的实体性,可以输入信息。在这种基础上,改进了各部分动臂原有的尺寸。在焊接动臂时,可选取多型号的钢材用于焊接。最好选取某一模型钢材,设定合适的弹性模量及密度,泊松比也要适当。针对动臂的运转特性,有限元分析包含了饺接转台的自由
7、移动度,应当增设必要的自由度约束。在轴承方向上,还需施加荷载来表示各类支点分布的受力形态,因此可以确定优化后的动臂设计⑷。四、解析动臂的灵敏性有限元分析中,配备了灵敏度分析的必要模块,可用于评价定量及定性的动臂误差。在模型校止及参数化过程中,有限元分析都被看作最合适的用具,它表征了描述系统时的不可确定性。从根木上看,局部及全局性的灵敏度解析都被包含在内。优化设计动臂时,不需考虑衔接性的其他装置构件。从力学原理来看,动臂钱接点分布的应力状态都会带来某些影响。为此,就要设置最佳敏锐度的动臂结构,优选合适的参数。除了全局的敏锐度,还需
8、衡量局部性的动臂敏锐程度。具体来看,周部的解析针对于变化中的单个参数,设置了精准的评价模型。筛选几个参数,而后辨析了综合设计带来的动臂灵敏度影响。全局的优化设计更注重于整体优化,解析了参数相互的作用。在这种基础上,确定了最大范围内的动臂性能影响,找出最合适的优化
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