WK-75矿用挖掘机回转平台及A形架结构分析

发布时间：2017-12-09 22:29

  本文关键词：WK-75矿用挖掘机回转平台及A形架结构分析

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【摘要】：我国煤矿、铁矿等矿藏资源丰富,开采方式大多优先采用露天开采,据统计露采占比达到50~89%,而其它矿种如铝矾土、石灰石几乎全部露天开采。在大型露天开采剥离工程中,挖掘装载工序占用时最长,是开采流程的关键工序。矿用挖掘机是露天开的主力设备,其性能决定整个露天开采业的综合经济效益,这对挖掘机的技术和性能提出了更高的要求。因此,如何优选与研制高效率的大型挖掘机械意义重大。论文以露天开采中大型挖掘机械开发应用为工程研究背景,结合国家863计划项目“75立方米大型露天矿用挖掘机研制”(编号2012AA062001),以太原重集团自主研制生产的WK-75大型矿用挖掘机为具体研究对象,应用UG软件对挖掘机的回转平台及A形架进行参数化建模,运用ANSYS Workbench计算机软件对挖掘机A形架及回转平台进行数值计算,根据计算结果得出模型的受力以及变形特征,通过Workbench对回转平台及A形架进行模态分析、疲劳分析及结构优化,为WK-75大型矿用挖掘机结构设计与优化提供科学依据。主要研究结论包括以下几点:(1)根据挖掘机设计、生产图纸,采用扁平化的建模路线,实现模型与参数的关联。使用表达式将模型的各个参数联系到一起,通过参数的修改来控制模型,以此建立回转平台和A形架的模型。基于UG建立并输出可指导生产制作的WK-75型矿用挖掘机回转平台和A形架的参数化模型及工程图。(2)将UG建成回转平台及A形架的三维模型适当简化后导入ANSYS Workbench软件中进行静力学强度分析,得到回转平台及A形架的应力云图和位移云图。数据表明回转平台的前端比后端应力水平高,整体应力大部分均在90MPa以内,最大应力为218.37MPa,最大位移为4.61mm;A形架,最大应力位置为A形架顶端销套与连接片连接处,最大应力为219.69MPa,最大位移为0.60mm。均小于材料的屈服极限,满足结构的强度与稳定性要求。(3)在利用ANSYS Workbench对回转平台及A形架参数化模型与结构分析的基础上,对回转平台及A形架进行模态分析。分析表明:挖掘机整机工作频率在5HZ~15HZ之间,回转平台的最小振动频率为28.799HZ,相差较远,不会产生共振。最大位移量是第12阶时产生的,为0.84237mm,相对于整个回转平台的尺寸,位移量是较小,结构设计是安全的。(4)在ANSYS Workbench回转平台及A形架结构分析的基础上,对回转平台及A形架进行疲劳分析。分析表明:回转台前端的寿命略低于后端,但是最小疲劳寿命部位在动臂支座下的加强板部位,其使用寿命为53582次,安全系数为0.39475;A形架最小疲劳寿命部位是在顶端销套与连接片连接处,其工作状态下最小疲劳应力循环次数为17661次,最小安全系数为0.38844,小于设计寿命,因此存在疲劳破坏的可能,应予以关注。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD422.2

【参考文献】

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1 吴磊;李海洋;;机械式矿用挖掘机回转平台结构优化[J];露天采矿技术;2014年05期

2 许冠能;;基于有限元的某微型车车架强度分析[J];大众科技;2013年05期

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4 阙q诒，

本文编号：1272110