混凝土泵车新型双油缸臂架连杆机构有限元分析.pdfVIP

学兔兔 混凝土泵车新型双油缸臂架连杆机构有限元分析 口 郭承志 口 缪雄辉 口 李建涛 口 夏益民 口 刘石坚 三一重工股份有 限公司 长沙 410100 摘 要 ：分析 了混凝土泵车传统臂架连杆机构的运动链 ，提 出了一种双油缸连杆机构 。对该种连杆机构进行 了几何 建模 ，并把模型导入 了有限元软件 中进行 了分析 。分析结果显示 ：新型双油缸连杆机构与传统连杆机构相 比，具有重量轻、 受力简单以及油缸力小的特点。该连杆机构设计对混凝土泵车设计具有一定的参考价值。 关键词 ：混凝土泵车 运动链 双油缸 臂架连杆机构 有 限元分析 中图分类号：THl22 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2013)01—0011-03 混 凝 土泵 车臂 架属 于 — 产 — 了 — — — — 悬 臂 梁结 构 ．一 般 由 4～7 连杆构1＼连杆构2／连杆机／构3l连杆机／构4 ／ 连杆机／构5 节 臂 架和 其相 邻 的连 杆机 { 骨挈1 ＼ 骨架2 ＼ 骨 3 ＼ 骨雒4 骨 5 构组 成 ．图 1所示 为 5节 二 生二= ≥ = ： -二一===l——— 一— 一 一 臂架 系统 完全 水平 展 开 的 情 况 臂 架之 间 的连 杆机 ▲图 1 泵车臂架结构简图 构 皆为平 面连 杆机 构 ，一般 采用 液压 油 缸驱 动 。臂架 系 统 相 当于 一个 巨型 机械 手臂 ． 由5个 自F}1度 为 l的平 面 闭式 链 通过 臂架 串联 成一 个 自由度 为 5的平 面开式 链 机构 臂 架 系统 的最 大优 点是 动 作灵 活 ．在其 工作 范 围 (a) (b) (c) 内 (除臂 架 完 全伸 长 的情况 外 )，臂 架 末端 在 某 一 点 上 工作 时 ．臂架 系统 有无 穷种 姿 态可 以实现 。实 现这 一 ＼ F E 点 需 要 臂 架 之 间 的转 角 要 很 大 ．一 般 要 求 转 角 超 过 18O。．有 的甚 至 超 过 270o。臂 架 之 间 的连 杆 机 构 一 般 D 根 据 空 间 限制 、转 角需 求选 用 不 同类 型 的连 杆 机 构 。 对 于泵 车 臂架 的设 计来 说 ．重 量是 一个 十分 重要 的参 ▲图2 臂架连杆机构一般化运动链 数 ．如 何设计优 化 连杆 机构 ．并使之 符合 空 间限制 的要 求 成 为关 键 本 文 基 于 6杆 机 构 提 出 了 双 油 缸 驱 动 的 7杆 机 构 ，与传 统 6杆 机构 性 能 相 比 ，具 有 更 多 优 点 ，对 混 凝 土 泵 车设计 具 有一 定 的参考 价值 1 新型双油缸连杆机构 ▲图3 新型臂架连杆机构 对 现 有混凝 土 泵车 臂架 系统 连杆 机 构进 行一 般化 的环 ，将 图 2(a)中 3副 件 1变成 2个 2副 件 ，自由度 处 理 [1-2]，归 纳 出 3种 运 动链 型 ，如 图 2(a)～(c)所示 ，它 增加 1的 6杆