叉车倾斜缸耳环断裂分析及改进设计-论文.pdf

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1、叉车倾斜缸耳环断裂分析及改进设计顾文钧金汝灯段全军刘军1杭叉集团股份有限公司叉车门架研究所临安3113002西北工业大学航空学院西安710072摘要：对叉车倾斜缸耳环断裂现象进行了分析，首先进行结构优化，取消了不必要且影响受力的油杯孔，使整体最大等效应力降低了40．81％；然后进行以主要结构尺寸为变量、整体最大等效应力值和局部最大等效应力值为优化目标的设计研究和目标优化；优化后的整体最大等效应力值进一步降低了15．6％，局部最大等效应力值降低了40．1％。关键词：叉车；倾斜缸耳环；设计研究；优化设计；An

2、sysWorkbench中图分类号：TH242文献标识码：B文章编号：1001—0785(2014)09—0105—04Abstract：Thepaperanalyzesthebreakageofearingoftiltingcylinderofforklift，withstructureoptimizationtoelimi—nateunnecessaryoilcupholeafectingload—carryingcondition，SOthattheoveralJmaximtlmequivalent

3、stressreducesby40．8l％；thedesignstudyandtargetoptimizationisconductedwiththemajorstructuralsizeasvariable，overa]]andlocalmaximumequivalentstressValuesasoptimizationtarget；theoptimizedoverallm~imumequivalentstressvaluereducesby15．6％．andlocaloneby40．1％．Keywo

4、r~：forklift；tiltingcylinderearing；designresearch；optimaldesign；AnsysWorkbench公司设计生产的某型号7吨级叉车，经过试该孔注入。验测试后，在使用频率较高、使用强度较大的场2受力分析地进行实际使用观测。3个月后发现其倾斜缸耳环处出现断裂现象，该耳环材料为35号优质碳素结如图1所示，叉车门架垂直于地面，货物起构钢，其内圈与销轴之间安装有一个关节轴承，升到最大高度时，倾斜缸耳环受力最大。以耳环经分析，该耳环断裂处裂纹渐变现象不明显，冲处c

5、点为支点，对其进行受力分析。击载荷对零件的疲劳损失不是耳环断裂的主要图3为门架受力示意图。设倾斜缸拉力为、原因。其与轴的夹角0；驱动桥对门架支反力为F。，为查找耳环断裂的主要原因，本文从耳环结与y轴的夹角为0，其对C点的水平力矩为构、主要几何尺寸等方面着手，利用AnsysWork．。Y、垂直力矩为HQx；货物重力为G，重力G对Cbench软件对其进行有限元分析，对应力最大处和点的水平力矩为L。；门架自重为，其对C点的危险部位进行校核，进而对其进行改进设计。水平力矩为c。。C点在、y方向受力平衡，得到如下方

6、程组1叉车门架基本结构Fc：FQx叉车门架是叉车的主要部件，是叉车的工作G+G0+Fcy=F0y装置。叉车通过叉车门架实现对货物的叉取、升GLG+G0Lc0+FQyLQy=F日降、码垛等作业。叉车门架结构如图1所示，门即架通过轴承座、倾斜缸耳环与整车相连。倾斜缸Fccos0。=Focos0耳环通过倾斜缸座实现对叉车门架的前倾、后倾，G+G0+Fcsin0：F0sinO是叉车门架上的主要受力部件。每台叉车门架上G+G0LG0+FQsin0·LQy=FQcosO‘HQX有2个倾斜缸耳环，分布于叉车门架的左右两

7、侧。、其中，F、为3个未知数，其余为已耳环的初始结构如图2所示，其上部有一个知数。装设润滑油油杯的孔，日常维护时，润滑油可从经计算，满载时，倾斜缸拉力为54．364kN，《起重运输机械》2014(9)一105—杆的交界面容易出现质量缺陷，且其局部最大等从表2可以看出，各优化目标对的敏感度效应力也较大，因此，ES：的值越小越好。都较小，且影响装配的互换性，故不作为设同时，对于生产过程而言，零件互换性越高计变量；各优化目标对、的敏感度也小，故越好，因此，确定倾斜缸座的优化目标为：在零也不作为设计变量。件互换性

8、高的前提下，ES和ES取极小值。4．3优化计算4．2设计研究优化目标对变量、敏感度较大，优各设计变量都可能会对优化目标产生影响，化目标ES对变量、敏感度较小，取变量、故首先分析优化目标对各设计变量的敏感度。从作为设计变量进行多目标优化。利用AnsysAnsysWorkbench的GoalDrivenOptimization模块可Workbench的GoalDrivenOptimization模块对目标得到各设计变量敏感度，见表