液压挖掘机履带行走装置故障机理研究

发布时间：2017-03-30 15:24

  本文关键词：液压挖掘机履带行走装置故障机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压挖掘机履带行走装置在工作过程中承受着整机重量和工作载荷,其可靠性直接影响挖掘机的作业效率和安全性。本文结合校企合作项目,对WY16液压挖掘机履带行走装置故障机理进行了研究,包括驱动轮连接螺栓断裂、支重轮密封失效和支重轮早期磨损失效等。通过解析计算和数值模拟分析了驱动轮连接螺栓失效的原因,并提出了改进方案;对支重轮密封失效位置和失效机理进行分析,应用有限元分析软件ABAQUS和流体仿真软件FLUENT模拟了浮封环受到的压力,分析了支重轮转速对密封性能的影响,确定了影响支重轮浮动密封性能的主要因素,讨论了提高浮封组件密封性能的相关措施;针对支重轮磨损失效的问题,研究了支重轮磨损与支重轮表面强度的关系。在阅读国内外相关文献基础上,介绍了液压挖掘机履带行走装置的组成及工作原理,阐述了国内外履带行走装置故障机理研究现状,对WY16液压挖掘机履带行走装置在工作过程中常见的故障进行了说明。研究了驱动轮连接螺栓在工作过程中的失效问题,分析了螺栓在典型工况的受力,利用有限元分析软件ANSYS对连接螺栓进行了分析计算,得到了连接螺栓失效的原因是对预紧力控制不够及未考虑螺栓防松,提出了连接螺栓的改进方案。介绍了支重轮密封结构和原理,对浮封环位置处的密封失效进行了研究,基于有限元软件ABAQUS,建立了支重轮的整体有限元模型,得到橡胶对浮封环的作用力,利用流体仿真软件FLUENT建立了浮封环间隙内润滑油流动计算模型,计算了不同转速时润滑油对浮封环的压力,分析了支重轮转速与密封性能的关系,初步确定了造成支重轮密封失效的原因,讨论了改进支重轮密封性能的方案。液压挖掘机在原地转弯过程中支重轮外缘与链轨节磨损比较严重,本文在RecurDyn中建立了挖掘机整机动力学模型,确定了支重轮所承受的最大侧向力,讨论了支重轮磨损量计算方法,并提出了减少支重轮磨损的措施。本文基于数值模拟技术对液压挖掘机履带行走装置故障机理进行分析,并提出了改进措施,为挖掘机履带行走装置的改进设计提供了参考。
【关键词】：液压挖掘机 履带行走装置 支重轮 故障 磨损 密封
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU621
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 液压挖掘机履带行走装置简介11-12
• 1.3 履带行走装置故障机理研究现状12-14
• 1.3.1 履带行走装置故障机理国内研究现状12-13
• 1.3.2 履带行走装置故障机理国外研究现状13-14
• 1.4 WY16挖掘机履带行走装置主要故障14-19
• 1.4.1 关键零部件磨损失效14-18
• 1.4.2 驱动轮连接螺栓失效18
• 1.4.3 支重轮密封失效18-19
• 1.5 论文主要研究内容19-20
• 第2章 履带行走装置驱动轮连接螺栓失效机理及改进措施20-38
• 2.1 驱动轮连接螺栓受力分析20-26
• 2.1.1 驱动转矩作用螺栓受力情况21-22
• 2.1.2 松边和紧边拉力作用螺栓受力情况22-24
• 2.1.3 驱动转矩和松边及紧边拉力作用螺栓受力情况24
• 2.1.4 倾覆力矩作用螺栓受力情况24-26
• 2.2 单个螺栓所能承受的最大预紧力26-28
• 2.3 连接螺栓强度的有限元计算28-32
• 2.3.1 建立有限元模型28-29
• 2.3.2 施加载荷和约束29-30
• 2.3.3 分析结果30-32
• 2.4 连接螺栓改进方案32-36
• 2.4.1 螺栓预紧力的施加方法32-34
• 2.4.2 螺栓防松措施34-35
• 2.4.3 改进方案35-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第3章 WY16挖掘机支重轮密封失效分析38-60
• 3.1 WY16挖掘机支重轮结构及密封原理38-40
• 3.1.1 WY16挖掘机支重轮结构38
• 3.1.2 支重轮浮动密封工作原理38-40
• 3.2 WY16挖掘机支重轮主要漏油位置及原因分析40-43
• 3.2.1 确定主要漏油位置40
• 3.2.2 轮轴两端与支座及O形圈处漏油原因及解决方法40-41
• 3.2.3 油塞与注油孔处漏油原因及解决方法41-42
• 3.2.4 浮封组件漏油原因42-43
• 3.3 浮封组件密封性能有限元分析43-48
• 3.3.1 创建分析模型44-46
• 3.3.2 设定分析步46-47
• 3.3.3 定义接触47
• 3.3.4 定义边界条件和生成网格47-48
• 3.4 有限元分析结果48-51
• 3.4.1 支座内部浮封组件计算结果48-50
• 3.4.2 轮体内部浮封组件计算结果50-51
• 3.5 润滑油流动对浮封环作用分析51-58
• 3.5.1 流体运动的连续性方程式51-53
• 3.5.2 理想流体运动微分方程53-54
• 3.5.3 实际流体运动微分方程54-55
• 3.5.4 建立FLUENT计算模型55-57
• 3.5.5 确定边界条件57
• 3.5.6 计算结果分析57-58
• 3.6 本章小结58-60
• 第4章 WY16挖掘机支重轮磨损失效分析60-72
• 4.1 粘着磨损60-62
• 4.1.1 粘着磨损定义60
• 4.1.2 粘着磨损产生机理60-61
• 4.1.3 粘着磨损计算公式61-62
• 4.2 磨粒磨损62-64
• 4.2.1 磨粒磨损定义62-63
• 4.2.2 磨粒磨损产生机理63
• 4.2.3 磨粒磨损计算公式63-64
• 4.3 确定支重轮侧向力64-69
• 4.3.1 建立液压挖掘机整机虚拟样机模型65-68
• 4.3.2 计算结果68-69
• 4.4 支重轮磨损及改进措施69-71
• 4.4.1 支重轮磨损率与表面强度的关系69-71
• 4.4.2 减少支重轮轮体外缘磨损的改进措施71
• 4.5 本章小结71-72
• 第5章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-80
• 作者简介及其科研成果80-82
• 致谢82

【参考文献】

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本文编号：277473