中山南朗登高车租赁,  一种导致登高车动臂变形故障的特别工况是什么??      中山登高车出租,  中山登高车租赁    登高车的工作装置大都采用反转六连杆机构单动臂的结构形式。动臂是登高车工作装置中重要的力传递部件，在作业过程中要传递较大的转斗液压缸作用力，是登高车的关键部件之一，也是故障反馈率较高的部件之一。登高车恶劣的工作条件要求动臂的结构必须具有足够的强度和刚度，其设计是否满足要求将会对整个登高车能否正常使用产生直接影响，因此，对动臂进行强度分析是登高车设计和结构改进过程中的一个重要环节。本文基于登高车动臂变形故障分析，应用CAE分析工具，对登高车作业工况进行分析，得出致使动臂变形的特殊工况，为后续动臂的设计及改进提供依据。

     1登高车在某地作业过程中，接连出现多台登高车在地面位置收斗时铲斗不限位的情况，造成登高车在运转物料过程时铲斗点头、洒料。对登高车检测后发现，在动臂中销附近漆面出现微裂纹，推断是动臂已发生变形，在维修人员更换新动臂后故障排除。对故障动臂重新测绘发现，动臂已发生塑性变形，其上铰点尺寸已前移35mm。将测绘的动臂数据重新绘制运动分析图，得到铲斗的收斗角为35°，铲斗无法限位，理论分析数据与实际情况基本一致。该50F型登高车为某公司主销机型，已经过多年的市场验证，其可靠性得到用户一致认可，而且其他区域从未有动臂变形问题反馈。该登高车动臂结构如图3所示，其主体为箱形结构。现重新对该50F型登高车动臂进行有限元分析，对其强度进行校核，排查动臂变形的原因。

    2.2为便于边界条件的施加保留铲斗与动臂，分析建立了50F型登高车工作装置三维实体模型，包括动臂、动臂、转斗液压缸、动臂液压缸、拉杆和铲斗。登高车工作装置结构较为复杂，若利用ANSYSWorkbench自带的建模功能进行建模将会非常复杂，本文利用UGNX7.5软件建立了50F型登高车工作装置的三维装配实体模型。ANSYSWorkbench平台能够从UGNX7.5中导入三维实体模型，由于有限元分析所需要的实体模型与设计所得到的实体模型不尽相同，不适合直接转化成有限元模型。因此在模型导入ANSYSWorkbench之前必须对实体模型进行简化处理。处理一般方法：删掉螺纹、不必要的圆角和尖角及对模型结构影响不大的孔等特征，节点数量尽量减少。但要保留危险部位的细节结构以保证计算结果的准确性。对50F型登高车工作装置模型的液压缸也进行了简化处理，经简化处理后的有限元模型。

    2.3材料特性参数动臂主要是由中厚板焊接而成，其材料均为低合金高强度结构钢Q345B，具有良好的综合力学性能，低温冲击韧度和良好的焊接性能，是一种在工程机械上广泛应用的结构钢。

    2.4为便于分析计算，将所有作用力等效至铲斗前端，液压缸简化成二力杆。同时，动臂除与转斗液压缸相连外，其余铰接孔分别与动臂横梁和连杆通过销轴铰接相连，销轴的应力及变形过程分析并不关心，因此相对旋转的运动约束可采用运动副来体现。由于动臂、转斗液压缸、动臂液压缸与前车架之间也是通过销轴进行连接，其与前车架绕销轴轴线也可发生相对运动，因此工作装置中与前车架相连的部分建立圆柱副。

    2.5登高车在设计时，一般选择6种典型工况对工作装置进行强度分析，包括正载插入工况、正载掘起工况、正载边插边掘起工况、偏载插入工况、偏载掘起工况和偏载边插边掘起工况。

     2.5.1登高车是四轮驱动，因此在插入物料时可根据登高车前、后轮的附着质量以及附着系数求得登高车在插入物料时作用在前、后轮的附着力，由此求得插入过程中的牵引力，其载荷可以用于计算登高车整车结构在插入工况时的应力分布及变形情况。根据整车附着质量及附着系数求得各轮胎处附着力。整车附着质量为15900kg，附着系数为0.7，前桥荷重为7155kg，后桥荷重8745kg。

    2.5.2掘起工况的计算载荷，其中转斗液压缸通过连杆机构将力传递至铲斗前端。掘起力等于转斗液压缸力与传力比的乘积。经计算50F型登高车掘起力为160kN。

     2.5.3边插入边掘起工况的计算载荷，其中掘起载荷为160kN，插入载荷根据发动机有效功率进行计算，经计算插入载荷为32.6kN。

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    2.6划分网格动臂焊接件为厚板件，根据有限元网格划分相关理论，采用实体单元进行模拟。网格划分选择六面体占优（HexDominant）方法，网格类型以六面体为主，附带少量金字塔单元及四面体单元。网格基本尺寸为10mm。铲斗、连杆和动臂不做要求，网格可粗化。

   2.7动臂应力云图，最大应力点在动臂中销上部动臂板的Y1、Y2处，最大应力位置与实际情况一致。6种典型工况计算的最大应力值出现位置与发生变形位置一致，但各个工况的计算应力值较小。最大应力值工况为偏载边插边掘起工况，最大应力值为150MPa，计算安全系数在1.81，理论上动臂强度满足设计要求。通过仿真分析计算结果来看，动臂在6种典型工况所受的应力不足以使其发生塑性变形。动臂发生变形的登高车均在某地作业，作业工况一致，需对当地作业工况重新分析确认。

     3工况重新确定:   工况确定对50F型登高车工作场地实地调研，该登高车用于推平作业较多，主要对近郊地区的丘陵和沟壑进行平整。在此工况下，登高车通常被当成推土机使用，该登高车的工作装置以进行推平作业。在此工况下，铲斗翻转一定角度进行物料推平作业。转斗液压缸此时位于最小安装距状态，转斗液压缸受压且处于锁死状态，可看做为受压二力杆。此时，动臂所受的力为插入力通过铲斗传递来的被动力，此力由连杆机构传力比被放大，其力大小远大于转斗液压缸所产生力。在这种推平作业状态中，插入力作用于主刃板前端，作用力的大小与正载插入工况载荷相同，将此载荷均匀施加在铲斗主刃板前端。

     3.2结果分析, 推平工况应力分布。在推平工况下，动臂Y1、Y2处应力分别为390.4MPa和361.5MPa，应力均已超过材料的屈服强度极限345MPa，动臂实际弯曲部位与分析位置相符，在此种工况下动臂会发生塑性变形。由此可得该工况是动臂最危险的工况之一。

      3.3该登高车作业工况比较特殊，更换新动臂不能彻底解决此类问题。从实际出发，制定解决方案：一是对已发生故障的登高车更换新动臂，新动臂将原动臂板材料调整为Q460，提高动臂的整体强度，使其动臂满足此工况需求；二是与登高车司机沟通，减少此种作业，避免动臂变形。

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