WK-35矿用挖掘机铲斗结构特性分析研究.pdfVIP

第 33卷第 0l期 煤 矿 机 械 V0l_33No．O1 2012年 O1月 CoalMineMachinery Jan．2012 WK-35矿用挖掘机铲斗结构特性分析研究 李爱峰 。高素荷 (太原重工股份有 限公司 ，太原 030024) 摘 要：应用有限单元法中非线性接触算法，对WK一35矿用挖掘机铲斗2种结构形式进行强 度及刚度分析研究．选择几种典型的设计工况 ，分析其应力分布状态，为今后矿用挖掘机铲斗结构 合理设计提供理论依据 关键词 ：矿用挖掘机铲斗 ；有限元法；非线性接触分析 中图分类号：TD422．2 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003—0794(2012)01—0107—03 WK一35M iningExcavatorBucketStructureCharacteristicsAnalysis LIAi-feng，GAO Su-he (TaiyuanHeavyIndustryCorporation，Taiyuan030024，China) Abstract：Theapplicationoffiniteelementmethodinnonlinearcontactalgorithm onstructurestrength andstiffnessanalysisofWK一35twokindsminingexcavatorbucket，selectionofseveraltypicaldesign conditions，toanalyzethestressdistribution state，forfutureminingexcavatorbuckethasreasonable structuredesigntoprovideatheoreticalbasis． Keywords：miningexcavatorbucket；finiteelementmethod；nonlinearcontactanalysis 1 力学模型的建立 根据铲斗的结构特性 ，建立以QUAD(41三维板 WK一35矿用挖掘机铲斗由斗前壁 、斗后壁 、斗 壳单元及三维实体单元 HET(8)为基本单元的铲斗 唇、斗齿及斗底几部分组成。其 中，斗前壁、斗齿为 力学模型 为了解铲斗内加强板的作用 ．特建立有 铸件 ．外侧焊有加强肋 ．以减小斗前壁与物料的摩 加强板与无加强板 2种力学模型 擦 斗后壁及斗底为钢板焊接件．是箱形焊接结构。 计算参数：(1)有加强板结构 节点总数35074；单 斗前壁与斗后壁用方钢塞柱焊接在一起，以增加铲 元总数 29119；(2)无加强板结构 节点总数 34664； 斗整体联接刚度 。斗底与斗后壁采用销轴联接 ，并 单元总数28739 通过开斗销与斗前壁联接 ．当开斗销插入 ．斗底与 2 边界约束条件的确定 铲斗本体 内部可装人物料 当开斗销拔 出．斗底打 铲斗斗后壁与斗杆及连杆铰接 ．提升力通过提 开 ．完成卸料动作。其中。斗齿为耐磨铸件 ，与斗唇 梁作用于斗体上。因采用接触算法 ．故只约束附加 销紧 斗齿损坏后可及时更换 。另外 ，为减小铲斗变 梁单元 自由端节点的位移及转角 自由度。 形 ．在斗内增设 了加强板 ，将铲斗一分为二 ，形成既 3 载荷工况的选取 隔也通的斗 内结构 挖掘机工作时．在推压力和提升力的作用下． 由于斗体与斗底为 2个独立的结构．煤、矿岩 铲斗必须克服挖掘阻力来完成挖掘、装料、卸料等 等物料重力主要通过斗