【摘要】：工作裝置是裝載機(jī)的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理將直接影響到裝載機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)成本。如何在保證工作裝置使用、安全等性能和成本控制的前提下,將輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)、新材料技術(shù)、制造工藝三大技術(shù)有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)工作裝置的輕量化,成為裝載機(jī)技術(shù)研發(fā)的方向。雖然通過采用新的材料的方法可以有效的減輕裝載機(jī)質(zhì)量,但是這些新興材料制造工藝復(fù)雜,成本較高,短時(shí)間內(nèi)難在裝載機(jī)上有所應(yīng)用,因此基于拓?fù)鋬?yōu)化的工作裝置結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)。本文以ZL50G輪式裝載機(jī)的工作裝置為研究對象,進(jìn)行了五種典型工況的靜力學(xué)分析,在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì),結(jié)果表明在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下實(shí)現(xiàn)了工作裝置的減重。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)工作裝置有限元建模。首先利用CATIA軟件創(chuàng)建工作裝置的三維模型,將其導(dǎo)入Hypermesh軟件中對其進(jìn)行幾何簡化,幾何清理,選取合適的單元對工作裝置進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立該工作裝置的有限元模型。(2)工作裝置靜力分析。為了預(yù)測工作裝置在使用中的疲勞破壞和承載能力,在Hypermesh軟件中對工作裝置進(jìn)行正載插入工況、正載掘起工況、偏載插入工況、偏載掘起和動(dòng)臂舉升卸載五種工況下的強(qiáng)度分析,得到其應(yīng)力和位移云圖,并分析工作裝置的變形和應(yīng)力狀況,以此評價(jià)工作裝置的靜力特性。結(jié)果表明,該工作裝置的強(qiáng)度、剛度滿足使用要求,具有輕量化潛力。(3)工作裝置模態(tài)分析。通過模態(tài)分析,得出動(dòng)臂的固有頻率以及固有振型,為工作裝置是否產(chǎn)生共振提供理論依據(jù),為后續(xù)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可靠的參考依據(jù)。(4)動(dòng)臂輕量化設(shè)計(jì)。本文基于靈敏度分析對工作裝置進(jìn)行尺寸優(yōu)化,其次對動(dòng)臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化;再對優(yōu)化后的模型進(jìn)行強(qiáng)度、模態(tài)校核驗(yàn)證。分析結(jié)果表明,動(dòng)臂在滿足性能約束的前提下,尺寸優(yōu)化后的動(dòng)臂較之原動(dòng)臂質(zhì)量減輕了4.68%,拓?fù)鋬?yōu)化后的動(dòng)臂較優(yōu)化前減輕了19.25%,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)臂的輕量化,說明本文提供的動(dòng)臂輕量化思路是可行的,對今后動(dòng)臂的設(shè)計(jì)、優(yōu)化有一定的參考意義。
【圖文】：

圖 1.1 ZL50G 輪式裝載機(jī)機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀的技術(shù)革新很快，已廣泛使用自動(dòng)故障診斷系統(tǒng)、電子裝載機(jī)進(jìn)行輕量化研究，，采用超高壓液壓系統(tǒng)以及獨(dú)立智能化、輕量化方面發(fā)展，使裝載機(jī)更經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)能程機(jī)械技術(shù)水平代表的美國 Caterpillar 公司，是裝載機(jī)機(jī)的領(lǐng)先企業(yè)，特別是其生產(chǎn)的裝載機(jī)更是全球裝載機(jī)名的小松公司生產(chǎn)的裝載機(jī)位居第二;作為享譽(yù)全球的主要有以下著名企業(yè)：瑞典沃爾沃、意大利菲亞特、阿上述公司生產(chǎn)的小噸位產(chǎn)品主要在本地市場，而進(jìn)入中載機(jī)為主，與此同時(shí)各國企業(yè)也在積極研發(fā)適合中國市占有率，提高市場份額[7]。

3.落物保護(hù)裝置；4.駕駛室；5.空調(diào)；6.轉(zhuǎn)向系裝置；10.制動(dòng)系統(tǒng)；11.電氣系統(tǒng)；12.外殼圖 2.1 裝載機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖部件主要是工作裝置，主要由動(dòng)臂、鏟部件組成，工作裝置性能對裝載機(jī)的工L50G 型輪式裝載機(jī)采用的是反轉(zhuǎn)六連桿 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH243

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663777