凿岩钻机大臂轴头装置有限元分析

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1、DesignandCalculation工程机械第41卷2010年8月显然称重层和搅拌层的一阶振型为轴向一阶设振动，二阶振型为横向二阶振动，三阶为扭转振动，参考文献计·但其固有频率均远离搅拌机的作业频率。[1]龚曙光，黄云清.有限元分析与ANSYSAPDL编程及计高级应用[M].北京：机械工业出版社，2009.算4结论[2]任重.ANSYS实用分析教程[M].北京：北京大学出版社，2003.本文利用ANSYS软件，通过建立搅拌楼主梁[3]黄长征，谭建平.2HLS360搅拌楼主要钢结构有限元力结构的参数化有限元模型，对混凝土搅拌站主机进学分析[J]

2、.工程机械，2005（9）：43-45.行了有限元分析计算。以内力分析为依据，对各结[4]黄伟，潭建平，黄长征.混凝土搅拌楼骨料储料仓的有构件重新进行截面尺寸的合理设计，优化斜撑结构限元力学分析[J].工程建设与设计，2006（2）：23-25.的布置，进一步降低了主梁的最大弯曲应力；对称[5]徐继付.混凝土搅拌楼输送机结构稳定性分析[J].山西重层和搅拌层进行动力分析，计算出主梁的固有频建筑，2007（2）：340-341.率，为混凝土搅拌作业的频率提供依据。以上结果通信地址：江苏省镇江市江苏大学机械工程学院（212013）很好地满足了混凝土搅

3、拌站主机的设计要求。（收稿日期：2010-02-11）凿岩钻机大臂轴头装置有限元分析施皆佩，陈炳发（南京航空航天大学机电学院）"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!摘要：根据履带式凿岩钻车的大臂轴头装置实际结构特点，利用Pro/E和ANSYS软件，建!!立了轴头装置的三维模型，并进行了静力学有限元分析，揭示大臂轴头装置在各极限和普通工况!!!下的最大变形值与最大应力值。计算结果分析表明，该履带式凿岩钻车的大臂轴头装置满足各工!!!况下强度要求，对轴头装置的优化改进有一定的参考价值!!!!!!!!!。!!!"

4、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"关键词：凿岩钻车;轴头装置；有限元分析露天凿岩钻机是一种十分重要的施工设备。随露天凿岩钻机的大臂轴头装置连接大臂系统着石方开挖施工技术的发展及小型露天矿山先进和钻机车架，在液压缸的作用下，主要起提升和摆生产工艺的日趋成熟和推广应用，用户对凿岩钻孔动大臂系统的作用。本露天凿岩钻机的大臂系统采机械的要求也在不断提高。用折叠结构，大臂系统和推进梁系统相连，并通过露天凿岩钻机主要由动力装置、液压凿岩机、推进梁俯仰液压缸相联系。大臂系统、推进梁系统、行走系统、空压机、除尘系推进梁系统依靠推进梁摆角液压缸、俯仰

5、液压统、司机室以及控制系统等组成。其中大臂轴头装缸的作用可进行俯仰和水平摆角运动。大臂系统是置对整机的布局和稳定性影响很大，本文以某公司钻车的关键部件，它支撑并移动推进梁使其上的凿生产的一种全液压顶锤式露天钻机的大臂轴头装岩机能有效地钻凿工作面上所有不同位置和角度[1]置为研究对象，分析轴头装置在凿岩钻机各极限和的炮孔。在大臂的下部装有大臂提升液压缸和进普通工况下的变形和应力的分布规律，并对大臂轴给液压缸，来保证大臂的举升和进给运动。头装置进行静力学有限元分析。1.2机构分析履带式凿岩钻机的大臂、推进梁机构运动简图1大臂轴头装置的受力规律如图1所

6、示。由于推进梁系统的摆角动作对轴头装1.1大臂系统及轴头装置置的应力影响远没有俯仰动作的影响大，而在后面作者简介：施皆佩（1985—），男，江苏启东人，在读硕士，研究方向：机械设计及理论。—44—第41卷2010年8月工程机械DesignandCalculation1中心的距离；设计·β———大臂提升液压缸推进力与水平方向的夹角；Fx———大臂在铰轴1处水平方向的受力；计Fy———大臂在铰轴1处垂直方向的受力。算显然，大臂轴头装置受到的力为F，Fx，Fy的反作用力。2大臂轴头装置的有限元模型图1大臂、推进梁机构运动简图2.1大臂轴头装置几何模型简

7、化的受力分析中，又都以推进梁已进行了延伸补偿来设计中，完全严格地按照结构的实际情况进行分析，故推进梁系统的摆角液压缸、进给液压缸都力学分析，是很难做到的，也是不必要的。因此，对没有在图中体现。在平面内该机构有7个构件，轴实际结构进行力学分析时，整个模型必须遵循以下[2]头装置固定，其余6个构件为运动构件，其中主动原则做一些必要的简化：件为大臂提升液压缸10、大臂进给液压缸11、推进1）保留大臂轴头装置原有的结构和整体受载梁俯仰液压缸12。工作部分为大臂系统1-5-8和推特点；进梁系统8-9，其中后臂为1-5，前臂为5-8。转动副2）模型应具有良好

8、的经济性。在不影响精度的有1～9，移动副有10～12，其中转动副1为大臂和情况下做一些必要的简化处理，如将一些不必要的轴头装置铰接而成，