ZLK15装载机动臂横梁的计算方法研究.pdfVIP

蟹口 文章编号 ：1672—0121(2008)05—0050—03 ZLK15装载机动臂横梁 的计算方法研究 衣振 华 。张新 生 ，刘 国强 (1．山东大 学 土建 与水利 学院 ，山东 济南 250061； 2．济南铸造锻压机械研 究所 ，山东 济南 250022； 3．山东省机械设计研 究院，山东 济南 250031) 摘要 ：装载机 由于工作过程循环往复 ，负载情况经常发生变化 ，因而其工作装置 中各构件 常常发生破坏 ， 其 中破坏最严重的是横梁。本文首先通过横梁 的连接特点和受力条件建立 了横梁 的力学模型，然后从横梁 的 几何尺寸 、材料 强度 、使用频率 、应力水平等方面进 行 了详细研 究 ，得 出该构件可 以用线弹性 断裂理论进行力 学计算和分析 ，并根据材料厚度与断裂韧度 的关系得 出横梁 的计算属于平面应力 问题 的结论 。 关键词 ：机械制造 ；动臂横梁 ；装载机 ；设计计算 中图分类号 ：TD422．3 文 献标识码 ：B 1 概述 装 载 机 广 泛 应 用 于 建 筑 、矿 山 、公路 等工程 ，主要 对散状物料进行铲装 、运输 及平整作业 。其工作过程为 插 入 、铲装 、掘 起 、提升 、翻 图1 横梁端部断裂 图2 横梁中部断裂 图3 横梁耳板下的槽型缝 转 、卸载 、落 回地面这样一个 而成 (图4)。它 的两端 循 环往 复的过程 ，负载情 况经 常发生变 化 ，因而构件 通过焊 接与动臂相 连 ， 承受随时间变化 的交变应力 ，往往易造成构件破坏 。 为 了加 强该部位 的强 装载机 的工作装置 是承受循环载荷 的基础构件 ，其 度和 刚度 ，加设 了一道 结构强度直接影响装载机 的可靠性和工作性能。据 筋板 (图 5)，对横梁梁 统计 ，在装载机工作装置 中，破坏最严重 的是横梁 ， 端 的约束非常大 ，不能 其易断裂部位有三处 ：一是横梁与动臂连接部位 (图 转动也不能移动 。因 1)；第二是横梁 中部 的断裂 (图 2)；最后一处是横梁 此 ，计算时模 型两端为 板 的面 内断裂 (图 3)。这些部位 出现裂纹或 断裂后 固定端约束 。梁 的中部 不能修 复 ，必须报废 ，这将造成 巨大 的经济损 失 。为 图4 动臂横梁 焊有耳 板 ，通 过耳 板与 此 ，有必要对横梁 的断裂 强度及寿命进 行研 究 ，从而 摇 臂相 连 。摇臂对 于横梁 是外荷 加载 的位置 ，摇臂在 改进设计和制造水平 ，提高使用寿命l1．21。在这些工作 耳板铰接孔 内可 自由转动 ，所 以在铰孔 内的外力为 之前 ，需建立构件的计算模型并找到相应 的计算方 集 中力 ，没有弯矩 。但 由于铰孔对梁截面 中心轴线有 法 3【J。 一 定距离 ，所 以铰孔集 中力对梁加外载扭矩 。由此 可见 ，横梁 的计算模 型为两端 固定梁 ，中心受扭矩作 例 ，其横梁是装载机动 筋板 形 ，由两块角钢板焊接 耳板 从事机械结构设计的教学与