汽车起重机伸缩臂结构有限元分析及优化
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汽车起重机吊臂伸缩机构故障检查及解决方法汽车起重机的伸缩臂机构是其主要部件之一,可以实现提升和悬挂重量物品的功能,但由于长时间使用和操作不当等原因,机构可能会出现故障,影响车辆使用和安全性。
下面介绍伸缩臂机构故障的检查及解决方法。
一、无法伸缩1. 检查电动油泵是否正常工作。
应该检查电动油泵是否在运转,且油量是否足够。
2. 查看油缸是否堵塞。
应该检查油缸、管路、电磁阀是否可通畅。
3. 检查机械故障。
如果以上两个原因都不会导致伸缩臂无法工作,则需要检查伸缩臂机构的机械部分。
检查伸缩臂机构的接线、联轴器和减速箱等部位是否正常。
4. 检查液压系统的阀门是否有问题。
如果是液控阀出现了问题,则需要进行更换。
二、伸缩缓慢1. 油管阻塞。
可以通过排除管路中驻留的气体来解决。
2. 液压瓶内部泄漏。
检查是否存在液压泵内部的漏油口。
3. 液体温度过高。
应该检查液压油的油温是否过高,是否符合标准。
4. 液压系统密封性不好。
检查密封件是否有损伤、老化等情况。
三、伸缩中断1. 车辆欠压。
这种情况下,事先保证车辆电瓶电量充足。
2. 机械部分故障。
检查减速箱和联轴器等机械部件是否正常工作。
3. 液压系统阀门问题。
检查液压系统的阀门是否可靠地关闭。
四、伸缩卡住1. 机械部分故障。
如减速箱、联轴器等损坏或老化。
2. 液压系统问题。
尝试检查油位是否过低,油泵是否正常运转。
3. 伸缩导轨有问题。
检查导轨有无杂质、严重坑槽影响使用。
总之,对于伸缩臂机构的故障检查,要充分查明故障原因,系统排除不良现象,细心耐心去解决问题,确保汽车起重机的正常使用。
汽车起重机伸缩机构的改进设计策略摘要大型汽车起重机的伸缩机构通常采用单缸插销伸缩技术实现吊臂伸缩。
起重机使用插销将吊臂逐级的固定,这种机构对吊臂截面形状和尺寸做出了改善,减小了吊臂自身重量,增强了起重机的起重能力。
文章简要分析了大吨位汽车起重机的伸缩机构和起重原理,针对使用过程中的不足,做出了改进分析。
关键词单缸插销伸缩机构;工作原理;改进设计随着我国经济建设的发展,大型起重机的技术也逐渐提升,为建筑工程做出了不小的贡献。
汽车起重机的承重构件是伸缩臂,伸缩臂技术能保障大型起重机的工作性能。
伸缩臂的核心技术在于起重机的伸缩机构。
大型起重机通常采用单缸插销机构的形式,这种伸缩形式结构简单,受到的局限性很小。
但在实际应用中仍存在一些问题,需要做出进一步的改进。
1 起重机单缸插销伸缩机构的工作原理该机构由吊臂、臂销、缸销、伸缩缸等多种部件组成的。
单缸插销伸缩机构液压系统由换向阀、平衡阀等组成,系统结构如图(一)。
其中,①A8V0主泵;②先导控制油泵及双联齿轮泵;③远程控制阀块;④多级溢流阀;⑤缸臂销控制阀;⑥伸缩平衡阀;⑦缸销缸;⑧臂销缸;⑨缸臂销切换控制阀;⑩主泵变量机构。
大吨位起重机伸缩机构液压系统包括卷扬系统、伸缩系统等4个系统[1]。
伸缩臂依靠液压油缸,并结合控制缸销、臂销间的切换进行伸缩,伸缩臂有七节,最粗的是一节基本臂,和伸缩缸连接。
伸臂时,七节臂会首先伸出去,七节臂上带有吊钩,之后是六节臂、五节臂、四节臂,按照顺序伸缩。
缩臂时的顺序和伸臂的顺序正好相反。
伸缩缸的动力源来自A8V0变量双泵,通过改变主轴和缸体轴线的角度,能使变量泵的排量发生改变。
液压系统中不同泵的作用也不一样,卷扬泵是为液压系统当中主、副卷扬供油。
伸变泵是为变幅系统和伸缩系统供油。
单缸插销伸缩臂依靠臂销切换的配合,供油泵结合电磁阀使得缸销、臂销在不同工况下完成动作切换,系统中安装应急控制阀块以防止系统失灵[2]。
2 伸缩机构的不足和原因该伸缩机构在运行时容易出现一些故障,如插销、拔销困难、伸臂速度比较慢、不能完全伸展、效率较低等。
起重机伸缩臂结构工况与力学设计分析摘要:随着国内基础设施建设的不断发展, 操作便捷灵活的汽车起重机在整个工程领域中所占比重不断上升。
由于行业内部竞争激烈和施工现场不确定因素的增多, 导致需求者对汽车起重机的起重性能、承载能力和安全性要求也逐渐提高。
起重臂作为起重机的主要受力构件 , 其强度和刚度的强弱必然会对整机的性能造成一定的影响。
所以对起重机伸缩臂的强度和刚度分析以及结构的优化设计研究具有现实意义。
本文把汽车起重机伸缩臂作为研究对象,先结合起重机设计规范和相关力学知识对伸缩臂结构进行必要的力学分析。
然后据实际工程作业情况,对起重机实际工况作出分析,选择其中三种典型工况进行了相关分析研究。
关键词:伸缩臂;工况分析;力学计算引言我国城镇化建设的快速发展,促使建筑业也蓬勃发展,造就了一批高大宏伟的建筑物。
近年来,居民楼也由传统的多层发展为高层,并且外观造型新颖奇特,深受人们青睐。
对如何维护新型建筑外观的清洁与美观提出了新的要求,所以对施工作业设备在日常施工、安装以及维护有了更高的要求。
此外,在经济迅速发展,国家对基础设施建设投入也逐渐增大,在建设规模越来越大的环境下,对起重安装工程设备的需求量也随之加大,并由之前传统的半自动化作业向自动化,半机械化向机械化过渡,因此工程起重机的需求量开始快速增长,产量也是日新月异地刷新纪录。
值得一提的是,国内外有一个共通点——发展最为迅速的是汽车起重机。
而汽车起重机关键部位在于吊臂,利用吊臂卸载负荷,可以提高起重机的作业范围和作业难度。
而汽车起重机的主要承载构件是吊臂,担负着起重机的各种负荷,因而耗钢量很大。
其结构设计好坏,对起重机整体性能以及生产成本的控制将产生直接影响。
因此很有必要对汽车起重机吊臂的结构设计、力学性能等进行充分的分析与辩证。
汽车起重机的吊臂伸缩形式分类1、顺序伸缩机构–伸缩臂的各节臂以一定的先后次序逐节伸缩。
2、同步伸缩机构–伸缩臂的各节臂以相同的相对速度进行伸缩。
设・计计!算Design and Calculation第38卷2007年9月工程机械箱形伸缩式吊臂结构由于结构紧凑、空间刚度大、抗扭性能好,广泛应用于汽车起重机中。
伸缩式吊臂多数制成矩形截面的箱型结构,箱体结构内装有伸缩液压缸,在吊臂的每个外节段内装有支承内节的滑块支座,各节臂之间可以相对滑动;吊臂根部与转台铰接,靠近吊臂根部装有变幅液压缸,可实现吊臂在变幅平面内自由转动。
吊臂是一个主要承受轴向压力、弯矩,以及转矩的构件。
吊臂的常规设计计算通常的方法是将吊臂结构视为梁模型进行强度及刚度等方面的分析。
使用有限元法计算易于电算化,并且商业有限元软件功能强大,技术上非常成熟,所以在吊臂力学分析中运用越来越多。
纪爱敏等[3、4]使用ANSYS 的板壳模型对QY25、QAY125型汽车起重机的吊臂进行有限元分析,获得了比较准确的结果,并与试验结果相符;吴晓[5]、王立彬[6]、靳慧[7]均使用super SAP 的板单元分别对SQTJ160型铁路救援起重机、100t 铁路起重机的吊臂进行分析,得出吊臂受力最不利的工况位置,并与试验结果进行对比,提出改进建议。
蒋红旗等[7、8]使用ANSYS 的实体单元对QD20型起重机吊臂、高空作业车作业臂进行有限元分析,提出了吊臂设计改进意见。
但在上述建模过程中,过多的模型细节将使板壳、实体平面琐碎,必须通过GLUE 命令使其边界条件连续,而且容易导致局部网格过密,增加建模过程复杂程度,加大计算成本,降低工作效率。
起重机在一般情况下只要求计算结构的静态刚度和应力强度校核,为了提高有限元分析效率,在ANSYS 中利用自定义截面单元直接建立梁模型进行有限元计算,并与理论解析解进行比较,计算结果较为精确,具有实际参考意义。
1计算工况及受载分析以Q2-16型汽车起重机为例,在三节吊臂全伸(20m ,工作幅度R=4.25m (吊臂仰角!=79°,吊重Q=60kN ,吊臂自重G 0=2.5kN 的工况下进行计算。
内燃机与配件0引言汽车起重机在工程建设中发挥着重要作用,是项目施工无法替代的设备。
随着国家提出中国制造“2025”、“一带一路”等国家战略的颁布和实施,必将促进汽车起重机市场需求。
随着吊装作业的复杂工况及操纵者的需求,市场对起重机的臂长和吊载性能要求越来越高。
大部分主机生产单位都在起重机伸缩臂在强度和刚度上,进行相应的优化,采用一些新的技术来满足上述需求。
起重机臂体伸缩使用频率高,工况复杂,使得起重机伸缩臂在使用过程中容易出现一些故障。
本文主要阐述了汽车起重机伸缩臂故障排查方法,同时论述了具体的改进措施。
1汽车起重机伸缩臂常见故障和原因分析起重机伸缩臂在使用的过程中经常会出现一些问题,主要包括抖动和异响。
首先,汽车起重机伸缩臂在使用过程中会出现下沉的现象,通过原因分析可以知道,主要是因为臂体内部伸缩钢丝绳受力后发生弹性变形,或者平衡阀内泄。
其次,汽车起重机伸缩臂在运行过程中出现响动,汽车起重机每节伸缩臂和臂筒之间的间隙比较小,臂体加工误差容易导致臂体伸缩过程中,相邻臂体之间干涉摩擦,伸缩钢丝绳和伸缩臂之间出现摩擦,导致响声的出现。
为此,在使用汽车起重机伸缩臂之前需要排查故障,检查伸缩钢丝绳是否有过松现象,若发现需进行调整。
然后进行伸缩平衡阀内泄确认,可使臂体在一定角度下,打开伸缩平衡阀进油口,若进油口持续有油液流出,可判断为平衡阀内泄,此时进行平衡阀拆解清洗或更换消除故障现象。
最后,伸缩钢丝绳在使用的过程中很容易出现磨损的问题,或者在安装的过程中出现问题,使用一段时间之后,伸缩绳问题显现,直接造成钢丝绳和滑轮支架之间的接触导致钢丝绳被磨损,从而影响起重机的正常工作,而设备的维修将直接影响工程施工的顺利进行和进度,造成严重的经济损失。
在装配的过程中需要做好伸缩绳的标记工作,保证钢丝绳不会使用错误,从而避免重大质量事故的发生。
此外,伸缩钢丝绳没有润滑或润滑不当也会造成问题的出现,为此,必须保证伸缩钢丝绳的润滑,加强对不易看到和不易接近的部位的润滑,使钢丝绳表面形成一层保护膜。
汽车起重机伸缩臂结构有限元分析及优化
汽车起重机伸缩臂结构有限元分析及优化
引言:
汽车起重机作为一种重要的工程机械设备,在建筑、物流等行业中起着重要的作用。
而在汽车起重机的设计中,伸缩臂结构是其关键组成部分之一。
伸缩臂结构的合理设计和优化可以提高汽车起重机的工作效率和承载能力,降低其重量和成本。
因此,对汽车起重机伸缩臂结构进行有限元分析与优化具有重要的理论意义和实际应用价值。
1. 伸缩臂结构的设计和工作原理
汽车起重机的伸缩臂结构由伸缩臂筒、伸缩臂滑块、伸缩臂大臂、伸缩臂小臂等组成。
其工作原理是通过液压系统控制伸缩臂筒的伸缩,从而实现伸缩臂的变化和起重高度的调节。
伸缩臂结构的设计直接影响汽车起重机的工作性能和稳定性。
2. 有限元分析的原理和方法
有限元分析是一种数值分析方法,通过将结构离散化为有限个小元素,利用数学和力学原理对每个小元素进行计算,最后得到整个结构的应力、应变、位移等相关信息。
有限元分析方法可以精确计算伸缩臂结构在不同工况下的受力情况,为优化设计提供基础。
3. 初始结构的有限元分析
首先,采用有限元分析方法对汽车起重机初始伸缩臂结构进行分析。
通过初始结构的有限元模型建立和边界条件的设定,计算得到伸缩臂结构在不同工况下的受力情况,包括应力、应变、变形等参数。
利用有限元分析结果,可以评估初始结构的工作性能,并确定需要改进的方向。
4. 结构优化设计与分析
基于初始结构的有限元分析结果,可以进行伸缩臂结构的优化设计。
结构优化的目标是提高结构的工作效率和承载能力,降低结构的重量和成本。
通过在有限元模型中进行参数化设计和分析,可以获得不同设计方案下的结构性能指标。
综合考虑结构的强度、刚度、轻量化等因素,选择最优设计方案。
5. 优化设计的验证与验证
对优化设计方案进行验证与评估是优化过程的重要环节。
通过将优化设计方案转化为实际工艺制造过程中的参数,并制作样件进行实际测试和评估,可以验证优化设计方案的有效性,并进一步优化设计方案。
结论:
通过有限元分析和优化设计,可以对汽车起重机伸缩臂结构进行全面的评估和改进。
通过合理的优化设计,可以提高汽车起重机的工作效率和承载能力,降低其重量和成本,提高其竞争力和市场价值。
同时,针对不同工况下的应力和变形情况,还可以引导相关工程师改进和优化结构设计,提升汽车起重机的安全性和可靠性。
因此,汽车起重机伸缩臂结构的有限元分析和优化设计具有重要的理论和实践意义
综合利用有限元分析和优化设计方法对汽车起重机伸缩臂结构进行评估和改进,能够有效提高其工作性能和承载能力,降低重量和成本,提升竞争力和市场价值。
通过合理的优化设计,可以针对不同工况下的应力和变形情况进行改进,从而提高结构的安全性和可靠性。
汽车起重机伸缩臂结构的有限元分析和优化设计在理论和实践上具有重要的意义。