装载机侧置式油箱的有限元分析与改进设计

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1、机械设计与制造第8期MachineryDesign&Manufacture2010年8月文章编号：lOOt一3997(2olo)o8—0024—02装载机侧置式油箱的有限元分析与改进设计冰王虎奇1,2何海钊卢海燕(1广西工学院机械工程系，柳州545006)(广西大学机械工程学院，南宁530004)ThefiniteelementanalysisandimprovementofIoadersideoiIboxWANGHu—qi1,27HEHai—zhao。LUHal—yan(GuangxiUniversityofTech

2、nology，MechanicalEngineeringInstitute，Liuzhou545006，China)(GuangxiUniversity，CollegeofMechanicalEngineering，Nanning530004，China)【摘要】对装载机侧置式油箱的结构特点与承载特点进行分析，总结出油箱在装载机作业过程中的载荷工况。充分利用PRO／Engineer、HyperMesh与ANSYS软件接口，实现对油箱快速准确的建立有限元计算模型，并计算出各工况下油箱应力分布云图，从而正确指导油箱设计改进

3、。改进后的油箱4~g．-馈率大大的降低，改进效果明显。同时，分析计算结果与改进思路可为装载机制置式油箱设计提供有价值的参考。关键词：装载机；侧置式油箱；载荷计算；有限元分析【Abstract】TheloadconditionsofoilboxintheworkoflOaderaresumupbytheanalysisofs批c—turalandloadingcharacteristicofloadersideoilbox．Finiteelementcalculationmodelisfoundedandthestres

4、siscalculatedrightandquicklybyinterfacebetweenPRO／EngineerandHyperMeshandANSYS，theresuhissuedtoimprovedesignofoilbox．Improvedoilboxisbetterthanbeforeinefectandfeedbackislreducedgreatly．Simultaneo，theresuhandide。is“szreferencefordes0厂f0aderside。ilbox．1Keywords：Lo

5、ader；Sideoilbox：Loadcalculation；Finiteelementanalysis；0∽0∽0∽0∽0々∽0∞00∽∽0∽∽∽0∽∽∽々∞∽∽∽∽∽∽0々∞∽∽∽∽∽∽々∽0∽∽0々々∽0々0∽0∽00∽々∽∽00∽∽0々∽々々：中图分类号：TH12，0241．82文献标识码：A2007年下半年以来，某大型工程机械公司生产的某型号装1概述载机的侧置式油箱不断接到市场反馈，油箱出现板材开裂与焊缝装载机的油箱一般指液压油箱与燃油箱。油箱的主要作用包开裂，导致油箱漏油、报废。并且损坏位置集中出现在两个

6、部位，括：存储燃油与液压油，冷却油温，过滤与分离油液中的气体与杂如图3所示。质。目前，装载机油箱的安装与布置方式大体上分为两种：侧置式与后置式，如图1、图2所示。这两种布置方式各有优劣：侧置式油箱，安装与使用维护较简单方便，并且管路的布置与走向简洁；由于油箱是悬挂两侧外露的，装载机作业时容易把油箱刮伤、碰坏；后置式油箱，能够较好的保护油箱并且油箱的承载较合理，但安装与使用维护、管路布置都比侧置式的复杂。图3油箱的开裂、漏油部位2工况与载荷分析装载机的油箱不直接承受工作载荷。当装载机作业时，行驶油箱(安装于车架左右两侧)

7、于不平整路面，前进中刹车，后退中刹车，都会导致油箱里的液体图1侧置式油箱晃动，液体晃动产生的惯性冲击力作用于箱体内壁，从而使油箱承受冲击载荷。从装载机常用作业循环的过程，如图4所示。可以作更详细的分析。由A点驶向物料堆B点，一般不需要刹车；铲装好物料后，由B点退回A点，后退到A点时需要刹车；然后向卡车c点前进，接近卡车时刹车、卸料；然后倒车，到达点时刹车，完成图2后置式油箱一个工作循环。★来稿日期：2009—10—10★基金项目：广西青年科学基金资助项目(桂科青0832015)，广西教育厅科研资助项目(200708LX

8、188)第8期王虎奇等：装载机侧置式油箱的有限元分析与改进设计25图7所示。图4装载机作业循环过程图7工况一的应力分布云图从上述分析看出，在一个工作循环过程中，装载机前进中刹工况二：颠簸行驶并且后退中刹车。施加载荷FY与FXR，如车1次，后退中刹车2次。行驶过程中刹车是油箱承受液体冲击图8所示。的主要原因，冲击力的大小则与司机的操