全站搜索
资讯搜索
新闻详情
文章正文
轮式工程机械底盘测功机滚筒的研究
作者:管理员    发布于:2017-10-25 13:50:17    文字:【】【】【

  目前国内的轮式工程机械整车动力性能检测主要依靠道路行驶人工观测,测量误差大,人为因素对检测结果的影响较为明显。轮式工程机械底盘测功机是用来检测轮式工程机械道路模拟行驶性能的大型数据我们可以看出常用的不同工程-),男,安徽阜阳人,硕士,主要从事军用机械装备机电一体化技术研究。

  测功机滚筒结构滚筒间距过大时,车轮外径较小的装备安置角较大,可能导致小轮胎机械不能顺利驶出测功台,且过大的滚筒间距也易造成检测线体积过大,结构不够紧凑。当滚筒间距过小时,车轮外径较大的装备安置角较小,易在检测过程跑出测功平台,有一定的安全隐患。为使滚筒间距既能满足车轮直径较大工程机械不驶出。为满足测功机通用性需求,必须满足大质量工程机械在测功机上安全运行。假设工程机械自重为20t,每组滚筒上将承重5t,滚筒和轮胎接触面宽度以工程机械车轮宽度计,以最大质量工程机械轮胎直径所对应的安置角确定加力方向。利用所示受力分析,取出工程机械轮胎和滚筒的接触面位置,将工程机械重力以压力的形式施加在接触面上。重力作用于滚筒中间部位,并施加扭矩。设计最大吸收扭矩为10000(Nm),因此,假定分配到一组滚筒上扭矩为5000(N 4.2设计网格模型根据初步设计,设定滚筒外径为400mm,内径为360mm,并据此确定了滚筒间距以及安置角的大小,这些参数是否能够满足测功系统要求还需要进行强度较核。同时,当车轮在两滚筒中间旋转时,不只滚筒受到扭矩和重量的作用,连接轴也受到扭矩和工程机械的重力的作用,连接轴的强度校核也很关键。

  采用有限元方法对滚筒、连接轴的强度进行校核4.由测功机工作过程及原理可以分析得出:测功机和滚筒之间的连接轴承受工程机械本身重力和扭矩的共同作用,是整个测功机中的最危险部位,为有限元分析的重点考察部位,滚筒以及连接轴的的应力和变形也是计算的考核对象。大型有限元分析软件ABAQUS功能强大5,可以针对不同的问题设置不同的计算方案,得到计算模型中关键部位的应力、应变的结果。有限元计算可以解决试验中测量结果单的缺点,为分析问题提供有力依据。

  网格的划分是有限元计算中的重要一环,其划分依据是在计算机资源允许的条件下尽可能精密的划分网格63.由于计算模型比较庞大,模型长宽比较悬殊,在划分网格时进行特别处理,对不同部位施加不同的网格密度。在受力较大的连接轴进行了网格密化处理,滚筒处网格较大,这样可以节约计算资源,同时又可达到计算精度。模型总体网格数量为271995,节点数为464817,网格质量能够达到计算要求。设计中滚筒及连接轴材料为45号钢,其他部件取为Q235,材料具体属性见表3所示。

  表3滚筒及连接轴材料属性材料弹性模量(MPa)泊松比疲劳极限45号钢4.3强度与刚度分析根据工程机械在测功机上运行过程中的受力分析,滚筒的应力主要集中在连接滚筒的轴与轴承之间以及车轮与滚筒接触面;最大应力(vonMisesstress)在轴与轴承接触处=75.2MPa,根据强度轴(材料45号钢)的。2=15MPa,滚筒的安全系数―般为1~1.5,则安全系数满足强度要求,即:测功机滚筒在扭矩与车轮压力的综合作用下的应力与径向变形如~6所示,由可知,从图中可以看出:支架所受应力较小,应力分布在10MPa以下;右边滚筒只受车轮压力作用产生的应力,连接轴部位处Mises应力大小为27.52MPa,左边滚筒承受扭矩、压力综合作用,连接轴部位处Mises应力大小可见,在整个测功机装置中,扭矩起到主要作用。

  连接轴部位受力最为明显,仅在扭转力矩的作用下Mises应力值为65.7MPa,如所示。

  扭矩与压力的综合作用下Mises应力分布扭矩作用下Mises应力分布从中可以看出,在车轮压力的综合作用下,滚筒发生了微小变形,最大变形量为0.1136mm,变形量较小,筒皮的变形最大为01136mm,而滚筒刚度是指传动轴的刚度,YMAX=0.31mm.根据式(4)得Y=0.68,满足YMAx=0.31mm矣Y,滚筒符合刚度要求:=28oa:A为两轴承座轴承中心距,取1900mm.由可以看出,扭转力矩和车轮压力的综合作用并没有传递到中间连接轴,可以认为不必将连接轴做成通轴,减轻滚筒与连接轴质量,减小转动惯量,提高测量精度。通过受力分析与计算,滚筒与连接轴在测功机运行过程中满足强度与刚度的要求。

  扭矩与压力的综合作用下变形量分布图扭矩与压力的综合作用下Mises应力分布切面。4设计实现4.4.1连接轴承的选取当连接轴直径为105mm时,测功台可以满足强度要求,因此,选择轴承直径为105mm,根据受力分析,可得出连接轴最大应力为75. 2MPa,因此,选择UP220带立式座轴承,能够满足要求08.表4滚筒表面处理技术与粘着系数表面处理技术开有纵向浅槽的金属滚筒表面粘有表面具有表面带有熔烧铝矾嵌砂啧焊高娃合金特殊水泥土砂粒金属滚筒层的金属滚筒铸铁滚筒覆盖层的滚筒附着系数4.4.2滚筒表面材料选取工程机械在滚筒上行驶,滚筒模拟路面给轮胎施加摩擦阻力,为了防止滚筒与车轮之间发生相对滑动,必须提高轮胎与滚筒的摩擦系数,对滚筒表面进行处理09.如表4所示,根据不同处理方式的表面附着系数、使用耐久性以及工程机械质量大的特点,轮式工程机械底盘测功机滚筒采用喷砂、镀铬处理,喷砂后要形成较粗糙的表面,镀铬厚度为。4mm,经过处理后,滚筒表面附着系数可达0.9,该处理方式能够使滚筒更好的模拟出路面的实际运行状况,滚筒制作完成后如所示。

  测功机滚筒装置5结论根据常用工程机械车轮参数设计双滚筒的底盘测功机,对滚筒直径与间距进行分析计算;应用有限元技术对测功机滚筒进行了建模与仿真以及应力应变分析。并根据仿真结果对滚筒及其连接轴强度和刚度进行分析。

  设计合适的滚筒间距与滚筒直径,当滚筒间距为820mm,滚筒外径为400mm时,最大车轮外径工程机械所对应的安置角为26°,最小车轮外径工程机械对应的安置角为36°,满足国家标准规定,可以顺利进行跑和与测功,并消除了安全隐患。

  (上接第22页)的求解程序(追赶法)程序框图、、、6、的求解程序框图以及计算R、R(°、O、2的程序框图。并应用一系列实例进行了计算验证,说明准确可靠、效果良好卜10.计算vem、。的程序框图转鼓的静力有限元仿真表明:滚筒及其连接轴的最大应力在轴与轴承接触处,在滚筒装置受力过程中,扭矩起到主要作用,连接轴部位受力最明显。

  在车轮压力的综合作用下,滚筒发生了微小变形,扭矩和车轮压力的综合作用并没有传递到中间连接轴,可以认为不必将连接轴做成通轴,可以节省材料和减小装置质量,减小滚筒转动惯量,提高测量精度。

脚注信息
版权所有 Copyright(C)2012-2013 淄博电动滚筒-淄博奥耐尔机械制造有限公司 技术支持:淄博电动滚筒
友情链接: