机械式矿用挖掘机回转平台结构优化.pdfVIP

露天采矿技术 2014年第5期 ·65 · DOI：10．13235~．cnki．hcm．2014．05．020 机械式矿用挖掘机回转平台结构优化 吴 磊，李海洋 (内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司，内蒙古 锡林浩特 026000) 摘 要：针对挖掘机回转平台建立了2种简化结构模型的力学模型和有限元模型；选取挖掘和回 转2个工况作为计算模型，利用ANSYS对 2种模型进行强度刚度计算，对计算结果进行比较，确 定了较优结构模型。 关键词：回转平 台；机械式挖掘机 ；结构优化 中图分类号：TD422 文献标志码：B 文章编号：1671—9816(2014)05—0065—06 回转平台是挖掘机的重要组成部分，承受着挖 座上，并令左右支座结构相同，并将卷筒周边的提升 掘机主要设备的质量及外载荷的冲击 ，其性能对于 力等效到左右支座上；④平衡重分别由平台的止 口 挖掘机的整机性能有着很大的影响，若强度和刚度 及与平台上部的焊接部位承担，其力学模型如图1。 不满足工程要求，将直接影响回转小齿轮的传动以及 布置在平台上面的传动装置的正常工作，因此，对挖 掘机平台进行分析计算的重要意义显而易见 l-【3】。 中部平台结构一般是 以中央枢纽轴为中心，以 厚板向4个方向辐射或 以交叉纵横梁与上、下盖板 焊接而成的封闭式实腹式钢结构。在小型挖掘机的 平台计算中，认为上、下盖板不承受力矩作用，故去 掉上、下盖板，在计算中，只考虑 2种结构模型：①有 上 、下盖板四周封闭式实腹结构，即原结构模型；② 图 1 回转平台力学模型 无上、下盖板四周封闭式实腹结构，即简化结构模 图 1中：G 为平衡重等效作用在平台止 口上的 型。将通过ANSYS对 2种模型下凭条的强度刚度进 力，N，各止 口上的力为 Cdn，为止 口的个数，n= 行计算，并确定较优模型。 5；F为平衡重G 等效到平台上下端面的力，N； ／2 1 原结构模型平台的结构分析 为作用在 A型架后铰的力，N；q／2为作用在卷筒轴 支撑座的力，N；Fd2为作用在A型架前铰的力 ，N； 1．1 力学模型的建立 、 为分别作用在平台动臂支座上的力，N。 中部平台结构复杂 ，它是 由纵横交叉梁及上下 力学模型约束条件为：①平台中央枢纽轴套筒 盖板组成的封闭型箱形梁结构，在建立力学模型时 内表面承受 、方向力，故整个套简内表面的节点要 必须进行简化 ： 约束 和z方向位移；端面承受Y方向力，故其端面 ①只选平台本身结构作为计算模型，将与平台 上全部节点约束Y方向位移；②平台前端下部环轨 连接的相关件去掉，如A型架、动臂 、平衡箱、车体 与支滚的接触范 围按 一55。～55o考虑 ，平 台前端 去掉，将其作用力等效到相应的支撑点上；②将平台 110。范围的下部环轨约束Y方 向位移。 简化成纵横交叉梁的四周封闭型箱形梁结构；③因 1．2 挖掘工况平台强度和刚度分析 为卷筒轴不传递扭矩，卷筒轴的两端支撑在固定支 1．2．1 挖掘工况下回转平台的计算载荷 收稿 日期：2014—01—20 挖掘机工作时，计算载荷的大小取决于挖掘机 作者简介 ：吴 磊 (1985一)，男