垃圾车拉臂装置的有限元分析与结构优化.pdf

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1、·32·垃圾车拉臂装置的有限元分析与结构优化李永湘(贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550003)摘要；为改善拉臂式垃圾车的性能，优化拉臂装置结构，建立了各工况下拉臂所受载荷的数学模型，利用C0SMOSWorks软件对拉漕进行结构有限元分析。获得了该结构在各种实际工况下的应力应变分布，在此基础上以拉臂质量最，3、值为目标函数进行结构优化设计，使其性能得到了改善在满足结构强度要求的前提下，拉臂质量减少了20．4％。鬟键词：垃圾车拉臂有限元分析结构优化中图分类号：0224文献标识码；A文章编号：lo02—6886~(2

2、010)Ol-0032—03nfliteElementAnalysisandStructureOptimizationforHooldiftArmDeviceofHooldiftGarbageTruckLIYongxiangAbstract：Hookliftgarbagetruckisaspecialenvironmentalsanitationvehiclewhichcanautomaticallyloadandunloadgarbagecontaineranddumpgarbage．Forimprovingi

3、tsperformanceandoptimizingthestructureofhookliftarnadevice，mathematicalmodelsoftheloadonhookliftarmdeviceinvariousworkingconditionsareestablished．StructuralfiniteelementanalysisiscarriedoutinCOSMOSWorkssoftware．Thestressandstraindistributionsofhookliftarlllde

4、vicestructureinvariousworkingconditionsareobtained．Theminimummassofhookliftarlndeviceisusedasobjectivefunction．Structureoptimizationofhookliftarmdeviceiscarriedoutandtheperformanceofhookliftgarbagetruckisimproved．Wi出inthepermissiblestressrange．themassofhookli

5、fiartndeviceisreducedby20．4％．Keywords：garbagetruck；hookliftarmdevice；finiteelementanalysis；structure；optimization的铰接点；Ⅳ点是垃圾车在进行装卸作业时垃圾厢底部与车O引言架滑轮的接触点；K点为垃圾厢后滚轮与垃圾厢本体的铰接拉臂式垃圾车是一种可自动装卸垃圾厢和自动卸载垃点。圾的专用环卫车，主要由汽车底盘、垃圾厢和拉臂装置三大部垃圾车拉臂装置主要有卸厢、装厢、卸料、从卸料位置收分组成。该车结构简单，工作效

6、率高。其基本工作原理为：回垃圾厢等九种工况J。要对拉臂装置进行有限元分析与当垃圾车行至垃圾中转站，首先由拉臂装置将垃圾厢卸下并结构优化设计，首先必须确定拉臂在各种工况下所承受的载放到地面上，以降低装载垃圾的高度，垃圾厢装满垃圾后，由荷，这些载荷主要由垃圾厢与其所装垃圾对拉臂装置的作用拉臂装置将垃圾厢吊上垃圾车运往垃圾填埋场，最后通过拉力产生。显然，拉臂装置最大受力只会出现在垃圾厢满载的臂装置将垃圾卸出。拉臂式垃圾车同时具有自动卸载垃圾情况下，所以设计时优先考虑满载装厢和卸料工况下拉臂所和自动装卸垃圾厢两种功能，而

7、且这两种功能都由拉臂装置承受的载荷，其它几种工况可作为检验工况。完成。因此，优化拉臂装置结构对提高拉臂式垃圾车承载能1J装厢作业时拉臂装置的受力分析力具有重要意义。1．1．1垃圾厢底梁未接触到导向滑轮(H点)且厢体后滚轮未离开地面时的情况l拉臂装置的受力分析图1中A点接近垃圾厢的左上角顶点，点接近垃圾厢垃圾车拉臂装置如图的右下角顶点，点接近日点，故可以简化拉臂装置的力学模1所示，图中A点是拉臂上型，如图2所示。图中F、为满载垃圾厢对拉臂挂钩的的挂钩对垃圾厢的吊点；作用力，G为垃圾厢重力与其所装垃圾重力之和，为垃圾

8、点是液压缸与垃圾车副车厢后滚轮与地面之间的摩擦力，F为地面对垃圾厢后滚轮的架的铰接点；C点是液压支撑力，为液压缸油缸对拉臂的作用力。Z为A点与点之缸与拉臂的铰接点；E点间的长度，f，为A点与C点之间的长度，f3为c点与D点之间】拉臂2液压缸3翻转架4垃圾厢是翻转架与垃圾车副车架图1拉臂式垃圾车结构示意图的长度距离，h为垃圾车副车架与距离地面之间的高度。为作者简介：李永湘(