挖掘机铲斗强度分析

274Vol.27No.4200712JOURNALOFLIAONINGUNIVERSITYOFPETROLEUM&CHEMICALTECHNOLOGYDec.2007:1672-6952(2007)04-0045-03邓子龙,高财禄,付越(,113001):以WY100C液压挖掘机(斗容量为1m3)为样机,对挖掘机反铲工作装置)))铲斗应用Pro/E建立实体模型,并应用Pro/MECHANICA模块对挖掘机铲斗的设计模型在受最大应力的危险工况下进行有限元强度分析分析结果表明,挖掘机铲斗的前部斗齿斗后壁耳板的根部铰接处和补强区域是最危险的部分,设计时应重点考虑其强度要求,其它部分相对较安全挖掘机反铲工作装置-铲斗的强度分析为铲斗的设计及改善铲斗的性能提供了理论依据:液压挖掘机;Pro/E;铲斗;有限元分析;强度分析:TH123+.3:AIntensityAnalysisoftheExcavatorBucketDENGZi-long,GAOCai-lu,FUYue(SchoolofMechanicalEngineering,LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology,FushunLiaoning113001,P.R.China)Received21July2007;revised16October2007;accepted20October2007Abstract:TakingWY100Chydraulicexcavator(bucketcapacityfor1m3)asaprototype,aphysicalmodeloftheexcavatorbackhoeworkingdevice(bucket)wasestablishedbyPro/E.ThefiniteelementintensityanalysisofthedesignmodelofthebucketwasmadeunderthecircumstanceofdangerousworkingconditionofthelargeststressthroughPro/MECHANICAmodule.Theresultsindicatethatthebucketteethinthefrontofthebucket,therootsofthebucketbacklug,thehingeareasandthereinforcementareasarethemostdangerousparts.Designersshouldespeciallytakeintensityrequestsoftheselocationsintoaccount.Otherpartsarerelativelysafe.Theintensityanalysisoftheexcavatorbackhoeworkingdevice(bucket)providesatheoreticalbasisnotonlyforbucketdesign,butalsoforimprovingtheperformanceofbucket.Keywords:Hydraulicexcavator;Pro/E;Bucket;Finiteelementanalysis;IntensityanalysisCorrespondingauthor.Tel.:[phone];fax:[phone];e-mail:[e-mail],,()3,[1],,,,[2],,,:2007-07-21:邓子龙(1967-),男,辽宁葫芦岛市,副教授,硕士WY100C,,1强度分析模型的建立1.1:¹,,,,;º;»,,[3-4]Pro/MECHANICA,,,Pro/E,,,Pro/MECHANICA1.2,Pro/EWY100C,,,,111.3WY100C20CrMnMo,16Mn20CrMnMo,,,16Mn20CrMnMo16Mn,,11性能参数20CrMnMo16Mn杨氏模量/(N#mm-2)210000206000泊松比0.30.3屈服强度/(N#mm-2)885345抗拉强度/(N#mm-2)1175660密度/(kg#m-3)7.85@1097.90@1091.4,[5],Pro/MECHANICAMOTION,Pro/MECHANICAMOTION,,Pro/MECHANICAMOTION,,,,,[6],,90b,:83074.6N,49656.6N,9039.27N(9800mm/s2)1.5Pro/MECHANICA,,:,,,,175mm5mm,8021221.6Pro/MECHANICA,,4,,,[7],32有限元强度分析结果(),246272最大剪切应力/MPa最大拉应力/MPa最大等效应力/MPa最大位移/mm122.9250.6222.95.78893,Pro/MECHANICA,4,5[8]453铲斗强度校核及结果分析3.1[9]:[R]=Rlim/[S]Rcamax:Rcamax=222.9N/mm2[R]=243.13N/mm2,[R]Rcamax,,5.7889mm,,,,100MPa3.2(1),,,(2)(3),(4),,(5),,,[10];,,;,,;,,,,Pro/EWY100C,,(),,,,(50)474.;,;,4(a),(b)4(b),,4(d),,,,,,,,ANSYS/FLOTRAN,,,,(a)星形(b)筋片形(c)三角形(d)无稳流器4[1]列别捷夫BM.喷灌机械理论和构造[M].中国农业机械出版社,1981.[2]脱云飞,杨路华,郭涛,等.圆锥形喷嘴水头损失的计算公式及试验研究[J].节水灌溉,2005(4):14-15;18.[3]RochesterEW,FloodCAJr,HackwellSG.Pressurelossesfromhosecoilingonhard-hosetravelers[J].TransactionsoftheASAE,1990,33(3):834-838.[4]高兴军,赵恒华.大型通用有限元软件ANSYS简介[J].辽宁石油化工大学学报,2004,24(3):94-98.[5]林清宇,冯庆革.用ANSYS预测内置叶轮机的换热管内流动场[J].广西机械,2003(3):33-36.[6]魏青松,史玉升.董文楚.新型灌水器快速自主开发数字试验研究[J].节水灌溉,2004(2):10-14.[7]朱向哲,谢禹钧,苗一,双螺杆反应器同向啮合螺纹元件的三维流场分析[J].石油化工高等学校学报,2004,17(3):66-69.[8]郑治余,鲁钟期.流体力学[M].北京:机械工业出版社,1979.(Ed.:ZW,Z)(47)[1]黄东胜,邱斌.现代挖掘机械[M].北京:人民交通出版社,2003:6.[2]董建勋.重型液压挖掘机铲斗和斗杆的有限元分析及传动杆的形状优化设计[D].太原理工大学硕士学位论文,1999:18.[3]鞠俭,张科,李力.利用NX3.0对装载机铲斗进行有限元分析[J].新疆农机化,2006(5):34-35.[4]王家禾.重整反应扇形管有限元简化模型的建立与分析[J].石油化工高等学校学报,2006,19(4):72-75.[5]于硕,张建宗,孔喆.液压挖掘机动臂的有限元分析[J].工程机械,2002(11):8-10.[6]陈玉峰.液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究[D].重庆大学硕士学位论文,2005:59.[7]祝凌云,李斌.Pro/ENGINEER运动仿真和有限元分析[M].北京:人民邮电出版社,2004:194-200.[8]方建军,刘仕良.机械动态仿真与工程分析-Pro/ENGINEERWildfire工程应用[M].北京:化学工业出版社,2004:224-269.[9]孙志礼,冷兴聚,魏延刚,等.机械设计[M].沈阳:东北大学出版社,2000:5-9.[10]丁华,朱茂桃,赵剡水.液压挖掘机动臂的有限元分析[J].中国公路学报,2003,16(4):118-120.(Ed.:ZW,Z)5027