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推土机推土工作装置强度的4632299永利皇宫网址_首页欢迎您

发布于:2021-07-06 20:06
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       推土机在土石方工程中被广泛应用,推土工作装置是其承受工作载荷的主要部件。在复杂多变的工作外载作用下,分析计算推土工作装置在不同工况、不同部位危险点的应力分布,是推土机工作装置设计所必需。在这方面,国内学者开展了不少相关的研究工作。曹善华等开发了一套用于静定结构的推土机工作装置力分析程序,但对于多数超静定结构的推土机工作装置来说结构强度计算受到限制。石则昌等运用大型4632299永利皇宫网址_首页欢迎您结构静、动力分析程序SAP5进行推土机工作装置结构强度计算,由于该程序是通用性很强的大型程序,企业设计人员掌握非常困难,运行程序时要在大量的程序作业卡上填写各节点信息及必要的控制信息,难以在企业中推广使用。靳晓雄等利用试验模态分析和理论计算相结合的方法,进行推土机工作装置结构动态应力计算。这种方法必须先进行模态试验,获取推土机刀板的固有频率、固有振型、阻尼因子和冲击响应位移时间历程等,虽然具有理论研究价值,但难以在更大范围内推广。卢耀祖等有限元方法建立大型推土机工作装置的计算模型,虽然得到了闭式箱形结构推土板内力和应力的分布规律,但有限元程序和前处理程序的编制工作量却很大。本文运用强度理论对大型推土机推土工作装置进行4632299永利皇宫网址,建立了在偏载工况下推土机推土工作装置超静定体系发生组合变形时的应力计算模型。
       载荷工况:推土机铲刀的一个侧角顶到障碍物,即偏载工况。
       计算条件:推土机在水平地面作业,带载的推土机铲刀从切削位置提升到运输位置,且以最大顶推力工作。将铲刀反力PN看作一个集中载荷,作用在铲刀偏刃上。
       将铲刀反力PN分解为水平反力Px和垂直反力Pz。Px的最大值取决于推土机的牵引性能,Pz与铲刀切削角和土与钢铁摩擦角有关,铲刀极限提升力S1取决于提升油缸内径、工作油压。计算表达式可参阅文献。
       以整个工作装置为研究对象,如图1所示。分别对Z轴取力平衡方程式和对X轴取力矩平衡方程。
       将Px和S1转换到顶推梁平面上,其合力为在顶推梁平面内,构件具有3个多余约束,即顶推梁支座多余一个约束及水平支臂多余两个约束。由于力P1作用在推土板角部,载荷既不是对称的,又不是反对称的,因此,可将P1的作用变为由两个对称载荷作用和两个反对称载荷作用的构件基本体系,如图2所示。参照构件基本体系图2,绘制两个系统的基本结构,如图3所示,其中P1’=P1/2,图中两水平支臂的约束相同或相反,所以此计算位置可简化为两个两次超静定体系的组合,求解这两个超静定系统,解出支反力和两个水平支臂的约束反力,再将两个系统进行叠加就等价于原系统。
       在顶推梁、铲刀以及支臂组成的组合结构中,支臂可认为是二力杆。在计算变形时,支臂轴向力引起的变形是不能忽略的,因此,在利用维利沙金法进行支臂变形计算时,不仅要考虑弯矩的影响,也要考虑轴向力引起的变形。计算出在对称载荷作用体系和反对称载荷作用体系中X1′、X2′值,然后进行叠加,得出原载荷作用体系中结构的X1、X2,进而求出结构在P1、X1、X2作用下的铰点反力Xc1、Xc2、Yc1。
       顶推梁的变形是扭转、弯曲和轴向压缩的组合变形,因此,在计算顶推梁的强度时,要考虑这几种变形的联合作用,并应用强度理论分段进行危险截面的强度计算。在顶推梁上距铰点C1距离为x处截取截面,该截面所受的内力有轴向力N,Y′轴方向剪力Qy′,Z′轴方向剪力Qz′,对Y′轴弯矩My′,对Z′轴弯矩Mz′和扭矩MN,可以导出x截面处内力的表达式。
       推土机在偏载工况下作业时,其推土工作装置的受力状况是极其恶劣的。将推土工作装置在偏载工况下的超静定体系,简化为在对称载荷作用下的两次超静定体系和在非对称载荷作用下的两次超静定体系的组合,依据强度理论,同时考虑推土工作装置工作时,顶推梁将发生扭转、弯曲和轴向压缩等多种组合变形,进行了顶推梁4632299永利皇宫网址。用这种计算模型编制了计算机程序,并以新型235.3 kW履带式推土机推土工作装置的结构参数为例,对其工作装置顶推梁进行了4632299永利皇宫网址,获得了令人满意的结果,说明此种方法对于推土机顶推梁4632299永利皇宫网址是可行的。该模型结构简单,易于编程,是工程设计人员比较容易理解、接受、实现的一种工程方法。


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