液压挖掘机工作装置铰点轴套过盈配合分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com杠械∞莹第46卷I第4期柏加加mo总第498期左泵廑力曲线左压曲线r／1／{——1r√＼i．．Icr、’，，。叭t．c：‘．，V、f，。、V’、fV’_l_．’．～-右；压：曲j零’～_‘右镬压力曲线00．5l1．522．533．544．555．500．5】1．522．533．544．555．56时间，s时问，s图9挖掘工作泵压力曲线(改进后)图8挖掘工作泵压力曲线(改进前)∞窆参考文献m《液压挖掘机》编委会．液压∞挖掘机∞(下册加)【Mm1．华中0科技大通信地址：柳州市柳江县拉堡镇双拥路柳州柳工挖掘机有学出皈社．2

2、0t1．限公司挖掘机研究院(545100)【2】圃济大学，单4液压挖掘机EM】．北京：中国建筑I业出版(收稿臼期：2014-12-15)社，1986．液压挖掘机工作装置铰点轴套过盈配合分析查志锋，刘浩，孙中林，孟庆锋，甘新贵，唐博，仇维蓉，陈刚国机重工(常州)挖掘机有限公司摘要I挖掘机工作装置铰接点的轴套配合间隙，直接影晌工作装置作业的可靠性。轴套过盈配合设计不合理，会造成铰接点失效故障。利用AnsysWorkbench有限元分析软件对挖掘机轴套与支座在过盈状态下应力及变形情况进行分析，并与传统材料力学计算及实测数据进行比较，探索出一套行之有效的过盈配

3、合分析方法。运用该方法能够避免在过盈配合设计中出现塑性变形和不合理的收缩量。关键词：液压挖掘机；铰点；轴套；过盈配合；AnsysWorkbench作者简介：查志锋(1977一)，男，江苏常州人，工程师，硕士，研究方向：挖掘机产品总体设计。20"iS-4I工表械151学兔兔www.xuetutu.com液压-液力HydrostaticsandHydrodynamics液压挖掘机的工作装置要通过多个铰接副来实现不决定性作用；同时还影响生产装配的方便性和可实施性。同的动作和传递载荷。若铰点位置的轴套过盈配合设计不因此，轴套与轴座的过盈量设计至关重要，而合理的

4、取值合理就会导致铰接点失效，常见的失效形式有轴套的窜和科学的分析是铰接点设计的关键。动、跟转，以及销轴的磨损甚至断裂。由于目前缺少更加有效的设计分析方法，一次成功的轴套过盈设计往往需要多2有限元仿真分析示例次试验、验证，从而造成不必要的浪费和设计周期延长。以本公司设计生产的某20t级液压挖掘机为例，运在实际工程应用中，普遍使用的轴套过盈配合分析用AnsysWorkbench有限元分析软件，对最易失效的动臂方法有经验法和传统计算法。对于前者，虽然大多数情况和斗杆铰接位置的轴套和轴座过盈配合进行仿真分析，下也能够满足设计要求，但受到应用范围的限制，不能满并

5、把分析结果与传统计算法[21和实际测量值进行比较，以足多种复杂的应用工况。而后者，利用材料力学相关知识此来验证此分析方法的合理性。计算变形及应力，可以获取较准确的分析结论，但无法详2．1假设条件细地了解轴套的变形及应力分布，也容易造成数值与实有限元分析需要基于一定的理想化模型，一些制造际测量值偏差较大。上的细节以及制造无法达到的因素都应忽略，包括轴套本文利用有限元分析方法的仿真功能对过盈配合状内部油槽，制造过程中材料的成分及热处理组织不均匀态下应力的分布、形变的范围进行非常直观地描述，使其等因素。更接近于实际应用情况，对此类配合的设计有较好的指2．2设

6、计要求导意义。该型挖掘机动臂和斗杆铰接位置的轴套和轴座相对位置关系及相关尺寸如图2所示。其中，轴套材料为451铰接点的连接结构分析钢，轴座为工程机械常用铸钢件，两者都经热处理，达到取液压挖掘机最典型的动臂、斗杆连接铰点进行分的设计参数如下：轴套的弹性模量和泊松比分别为E=析，其连接结构如图1所示，轴套通过过盈配合压入斗杆2．09X10MPa和l=0．269，屈服强度o-s1>I608MPa，许用轴座内，与整个斗杆形成静配合，而销轴通过间隙配合连应力lJ≥475MPa[al；轴座的弹性模量和洎松比分别为接动臂前叉和斗杆，形成动配合。图1挖掘机动臂与斗杆的

7、铰接关系由以上结构分析可看出，整个连接关系中，动、静配合都经轴套传递，轴套与轴座过盈配合的大小，一方面直接影响轴套内孔的收缩量，进而影响轴套与销轴的动配合，造成理想的动配合设计间隙发生变化；另一方面又影响轴套与轴座的静配合，对斗杆与轴套的连接可靠性起图2轴套与轴座过盈配合的尺寸示意图52I工杠械l2015．411学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com