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近幾年，隨著國內(nèi)礦用資源開發(fā)行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)不少工程機(jī)械生產(chǎn)廠家都針對井下作業(yè)推出了井下裝載機(jī)。井下作業(yè)一般具有工作強(qiáng)度大以及連續(xù)作業(yè)時(shí)間長的特點(diǎn)，后車架上的中支承座鉸接銷孔處常出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，如圖所示。中支承座開裂后無法修復(fù)，只能更換整個(gè)后車架，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，增加成本，因此有必要對其進(jìn)行強(qiáng)度分析。
根據(jù)市場反饋信息，開裂位置多發(fā)生在前封板的鉸點(diǎn)A，和后封板的鉸點(diǎn)Az處。基于此，結(jié)合井下裝載機(jī)典型作業(yè)情況，將中支承座的承載狀態(tài)分為以下5種：
(1)工況1在顛簸路面上行駛；
(2)工況2在平坦路面上行駛，突然急剎車，中支承座與擺動(dòng)架在A，端接角碰撞；
(3)工況3在平坦路面上行駛，突然急剎車，中支承座與擺動(dòng)架在Az端接角碰撞；
(4)工況4裝載機(jī)啟動(dòng)后，向前急加速，中支承座與擺動(dòng)架在A，端接觸碰撞；
(5)工況5裝載機(jī)啟動(dòng)后，向前急加速，中支承座與擺動(dòng)架在Az端接觸碰撞。
上述5種工況下中支承座的載荷情況如表所列。k為顛簸行駛時(shí)的沖擊系數(shù)，m為整個(gè)井下裝載機(jī)分配在后驅(qū)動(dòng)橋上的質(zhì)量，g為重力加速度，為急剎車產(chǎn)生的碰撞系數(shù)，F(xiàn)為井下裝載機(jī)位于前進(jìn)擋時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力。
在ANSYS中完成中支承座的單元網(wǎng)格劃分，為了提高有限元分析模型的準(zhǔn)確度，用中間大、兩端小的鉸接銷軸模擬擺動(dòng)架與中支承座之間的連接作用，并采用接觸副單元target 170 , contact 174模擬鉸接銷軸與中支承座銷孔之間的接觸。其有限元計(jì)算模型如圖所示。模型單元類型為SOLID 45，整個(gè)模型共有136349個(gè)單元、63165個(gè)節(jié)點(diǎn)。左右側(cè)板作固定約束，各工況下的作業(yè)載荷施加在銷軸上。
根據(jù)應(yīng)力分布云圖可以看出，大小相同的載荷作用在前、后封板與作用在前、后支承板所產(chǎn)生的應(yīng)力值會(huì)有很大的差別，這是由于板的結(jié)構(gòu)形式不同所致。前、后封板是平板，而前、后支承板是折彎板，折彎的前、后支承板相對于前、后封板而言，力臂縮短了，從而有效降低了鉸孔處的最大彎矩值，因此，應(yīng)力值也較小。
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