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伸缩挖掘机工作装置空间力学分析方法

伸缩挖掘机工作装置空间力学分析方法

作者:挖掘机伸缩臂    来源:华湖机械制造    发布时间:2019-03-11 13:35    浏览量:
 13413375251 普通伸缩挖掘机的铲斗只能在一个方向上挖掘。当操作复杂时,需要经常调整整个机器的位置,工作效率很低。此外,伸缩臂挖掘机具有单一功能。更换液压锤时,更换过程复杂且耗时。因此,一些伸缩臂挖掘机配备了快速更换装置,以节省更换设备的时间。倾斜旋转器安装在铲斗和斗杆之间,可实现铲斗等45°左右360°旋转和倾斜,增加伸缩臂挖掘机操作的灵活性。连接在倾斜旋转装置下方的快速更换装置可以方便更换配件,从而使伸缩臂挖掘机可以增加更多功能。在安装倾斜旋转器之后,由于铲斗和其他附件的对称平面可能与工作中的铲斗杆的平面不同,因此向工作装置产生额外的弯矩和扭矩。传统的设计方法是基于同一平面内工作装置的平面力学问题,不再适用。
伸缩挖掘机工作装置空间力学分析方法

  
  本文在考虑了安装倾斜转子,装置结构和工作应力以及利用空间应力分析和计算理论的影响后,推导出一套兼容平面应力分析的计算方法,提出了伸缩臂挖掘机的工作原理。器件组划分,使每个干组具有相似的应力,简化计算,便于编程。
  
  每个杆组由杆部件(连杆,铲斗液压缸,铲斗液压缸,活动臂液压缸)和核心部件(铲斗,摇臂,铲斗,活动臂)组成。杆组的核心部件通过铰接点与杆部件连接。每个棒组的应力是一致的,具体而言,棒处于平面3力平衡状态(考虑重力),棒的两端铰链点的应力是未知的。核心部件处于空间力平衡状态。核心部件和杆之间的连接点处的力是未知的。每个核心组件的连接点处的力是未知的。解决方案如下:核心部件和杆之间的连接点(K,M,E,B)处的力可以分解成两个垂直分量。每个核心部件还有一个铰链点,其应力状态是未知的,这是核心铰接点。一个核心部件的力矩平衡方程可以通过核心铰接点的扭矩建立,然后杆部件的扭矩平衡方程可以通过杆部件的其他铰接点建立。通过共同求解两个扭矩平衡方程,可以解决杆部件和核心部件的铰接点的未知力。此外,每个核心部件具有未知的铰接点应力状态,除了承载能力之外还受到弯曲和扭转。除围绕铰接点旋转外,此点也限制为5个自由度,因此有5个未知力。通过在核心部件上建立空间力的平衡方程,可以获得五种未知的力和扭矩。通过构件的平面力系统的平衡方程也可以获得构件另一点上的力。以杆组1的应力分析为例,上述法则详述如下。
  
  通过上述求解,可以解决杆组1的未知铰接点力。其他杆组的铰接点力也可以通过相同的程序计算。在活动臂杆和斗杆杆组中,铰链点力,可以是活动臂或臂作为核心部件,应用类型(33)〜型也可以是活动臂(37),臂芯部件上除了连杆部分整体作为核心部件的铲斗方向,如图5所示,如图6所示,这可以避免考虑中间铰接点力。
  
  通过对空间应力状态下伸缩式挖掘机工作装置的应力分析,得到各部件的铰点力,并验证了结果。由于条形组的划分具有力相似性的特征,因此只需要验证其中一个条形组。通过比较该方法计算的铲斗和铲斗机构的空间力与简化到平面力的结果,验证该方法是正确的,与平面力计算相容。
  
          在点K处计算的空间力可以与平面力的计算结果兼容。空间力计算中的重力项考虑了倾斜旋转器的重力。如果不考虑结构,即,当没有安装倾斜旋转器时,两个结果完全相同。
  
  3d计算结果考虑了在其偏离工作装置的对称平面之后施加在铲斗上的力,因此围绕Y轴存在扭矩并且围绕z轴存在扭矩。如果不考虑铲斗的偏差,即,当未安装倾斜旋转器时,G12,G13,xQV,xQi和xQV为0,并且没有相应轴的扭矩。此时,平面上的力的结果完全相同。其他三个条组也可以根据第一个条组的计算方法计算,结果很容易证明与平面力的计算兼容。因此,空间力计算可用于获得伸缩臂挖掘机各部分在不同工况和不同位置下的受力,为有限元分析提供载荷数据。

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