裝載機工作裝置設計軟體

⑴ 做畢業設計裝載機工作裝置有限元分析時，進行求解時沒有彈出solution is done，大神告訴下是怎麼回事

您好，這個就說明你的問題沒有求解，可能是載入的問題，因為它提示說你的模型出現了3個警告，如果可以計算，它就會忽略警告，但顯然這個錯誤讓ansys不能計算了，建議重新檢查模型，包括載入等

⑵ 裝載機工作裝置常見故障及解決方法

鏟斗收斗不到位

“鏟斗收斗不到位”現象是指裝載機工作裝置工作一段時間後，鏟鬥上的收斗限位塊無法與動臂接觸，收斗角達不到規定值。

該現象的發生主要是由於工作裝置中結構件強度不夠，發生塑性變形引起的。我們在設計工作裝置時，驗算工作裝置的強度往往是在裝載機全負荷進行插入物料掘起時進行受力分析的，我們往往認為在此種工況下，工作裝置受力是最大的。

第一種情況

我們在設計工作裝置時，為了防止裝載機在運輸物料時撒料，通過調整翻斗缸與前車架連接的鉸點位置，使工作裝置從地面收斗位置到規定運輸位置的最高點這一段圓弧運動，鏟斗的收斗限位塊始終是緊緊靠在動臂上的。

這樣可以保護工作裝置免受沖擊，防止物料撒落，而且可以簡化駕駛員的操作，不用地面收斗後，到運輸位置時，再操作一下收斗動作。這種功能就是我們常說的“靠擋塊功能”。

通過運動軌跡，我們仔細分析發現，具有該功能的工作裝置如果沒有收斗限位塊的限制，工作裝置從地面收斗位置到規定運輸位置的最高點這一段圓弧運動中，鏟斗與動臂的相對夾角是逐漸減小的。

在實際工作中，由於收斗限位塊的限制，鏟斗迫使拉桿去拉動搖臂，將翻斗缸活塞桿壓回去。翻斗缸活塞桿被壓回去是通過翻斗缸前腔補油閥進油，後腔泄荷閥回油實現的。一般來說，後腔泄荷閥的開啟壓力是工作液壓系統的系統壓力的1.25倍。

所以，工作裝置從地面收斗位置到規定運輸位置的最高點這一段圓弧運動中，有可能有一點拉桿所收的拉力、搖臂所受的彎矩比地面掘起工況所受的相應力還大。

第二種情況

工作裝置在最高點卸料時，用戶往往為了卸料干凈，首和操縱翻斗油缸，用鏟斗限位塊與動臂進行猛烈碰撞，時間長了，鏟斗限位塊與動臂上都會出現一個凹坑，鏟斗的卸載角已經遠遠超過了設計值，此時的工作裝置連桿機構接近一個死點。

即A、B、C三點幾乎成為一條直線，這時工作裝置再收斗，拉桿和搖臂將會受到無窮大的'拉力。當出現這種現象發生，最有效的辦法可以在搖臂與動臂之間焊接卸載限位塊，避免鏟斗與動臂間產生過大的沖擊。

工作裝置拉桿彎曲

顧名思義，拉桿在工作過程中是受拉力的，只會出現被拉長或鉸接孔失圓的現象，不會出現彎曲現象。因此拉桿在設計中我們只考慮其能承受的最大拉力，不考慮其它力，因而拉桿成為工作裝置中最薄弱的部件者脊盯。實際工作中，如果工作裝置設計不合理或操作不當，將使拉桿承受比拉力還大的其它力。

第一種情況

工作裝置在處於最高位置以下的任意位置卸料後，如果用戶接下來的動作不是下降動臂或收斗，而是直接提升動臂，這時，拉桿受的力就不是拉力野冊，而是壓力。

卸料後，如果立即提升動臂，由於卸載限位塊與動臂接觸，鏟斗與動臂的相對夾角不能再減小，這時拉桿受到鏟斗的推力，該推力通過搖臂作用到翻斗油缸上，將活塞桿往外拉。

而此時的翻斗油缸前後腔都處於封死狀態，必須通過翻斗油缸的前腔泄油、後腔補油才能使工作裝置繼續向上運動，如果拉桿產生的最大推力不能使翻斗油缸活塞桿向外拔出，最後只能使拉桿彎曲。因此，這種情況下拉桿所受的最大壓力是由翻斗缸前腔泄荷閥的壓力決定的。

第二種情況

當工作裝置進行挖掘作業時，這時裝載機的整個重量都落在鏟斗和後輪上，前輪不承受力。鏟斗對地面的切入力是由拉桿對鏟斗的推力提供的，所以這時的拉桿承受的是壓力，其壓力的大小是根據整機的重量和翻斗缸前腔泄荷閥的壓力共同決定的，兩者取其最小者。

第三種情況

當工作裝置在卸料作業時，用戶往往為了卸料干凈，操縱翻斗油缸，用鏟斗限位塊與動臂進行猛烈碰撞，這時搖臂會對拉桿產生一個沖擊壓力，如果不考慮運動慣性力的大小，拉桿所受壓力的大小也是由翻斗缸前腔泄荷閥的壓力決定的，與第一種情況相似，所不同的是這種工況翻斗缸是主動的，而第一種情況翻斗缸是被動的。

以上是拉桿彎曲的三種典型工況，用機械原理中力矩平衡的方法，我們可以找出拉桿受壓力最大的一種工況，對拉桿進行穩定性驗算。對於第三種工況，我們可以在動臂座梁處焊接一個限位塊，可以防止翻斗缸將太多的沖擊壓力傳遞到拉桿上。

對於第一、第二種工況，我們可以調節翻斗缸前腔的泄荷閥壓力不能太高，保證拉桿不被壓彎。

根據經驗，判斷翻斗缸前腔壓力是否太高，我們有一個最簡單的辦法，就是在第一種工況下，讓發動機處於怠速狀況下提升動臂，如果動臂不能被提升起來或感覺到發動機轉速明顯下降甚至熄火，這時是翻斗油缸前腔泄荷閥壓力太高，應該用壓力表測試並調整到規定值。

但不能為了保護拉桿而將該閥的壓力調得太低。如果壓力調得太低，當裝載機工作裝置處於滿斗高位時，由於鏟斗與物料的合重心相對於鏟斗下支點的力臂幾乎為零，鏟斗容易向後翻轉，物料會從鏟斗的斗沿掉落下來，容易砸壞駕駛室，對駕駛員造成人身傷害。

⑶ 裝載機的工作裝置有哪些部分

�0�2�0�2�0�2 裝載機是一種作業效率很高的鏟裝機械，它不僅能對鬆散物料進行裝、運、卸作業，還能對爆破後的礦石以及土壤作輕度的鏟掘丁作。如果交換相應的工作裝置後，還可以完成挖土、推土、起重及裝卸等丁作。因此，裝載機被廣泛應用於建築工程施工中。裝載機主要由工作裝置、行走裝置、發動機、傳動系統、轉向制動系統、液J系統、操作系統和輔助系統組成。 �0�2�0�2�0�2 裝載機的工作裝置主要由動臂、搖臂、鏟斗、連桿等部件組成。動臂和動臂油缸鉸接在前車架上，動臂油缸的伸或縮使丁作裝置舉升或下降，從而使鏟斗舉起或放下。轉斗油缸的伸或縮使搖臂前或後擺動，再通過連桿控制鏟斗的上翻收斗或下翻卸料，由於作業的要求，在裝載機的工作裝置設計中，應保證鏟斗的舉昇平移和下降放平，這是裝載機工作裝置的一個重要特性。這樣就可減少操作程序，提高生產率。

⑷ 裝載機工作裝置的有限元分析的難點在哪

1、 引言
裝載機是工程機械的主要機種之一，廣泛用於建築、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口、碼頭等國民經濟各部門。國外裝載機發展迅速，而我國裝載機在設計上存在很多問題，其中主要集中在可靠性、結構設計強度等方面[1,2]。由於採取「類比試湊」等設計方法在一定程度上存在盲目性，容易形成設計中的「人為」應力集中點，造成機構整體強度的削弱甚至破壞。按這種設計生產出的產品，外觀上看上去很強壯、剛性很好，但卻有內在的設計缺陷，使用過程中常因工作裝置結構強度等原因，產生開焊、甚至斷裂等破壞，致使工作裝置報廢，造成重大經濟損失。
本文將以SDZ20型裝載機為例，建立有限元模型，在典型工況下用MARC軟體進行靜態結構分析，獲得工作裝置整體的應力及變形分布。其結論對該種結構的優化設計有一定的指導意義。
2、 工作裝置結構受力破壞與力學特徵
2.1工作裝置的結構
工作裝置由鏟斗、動臂、橫梁、支撐、搖臂、拉桿等組成。各構件之間由鉸銷聯接，有相對轉動。為了增強搖臂、支撐的剛度，在搖臂及支撐之間有筋板連接，在計算時，可以將其視為一體。動臂上鉸點與裝載機前車架鉸接，中部鉸點與舉臂油缸鉸接；搖臂上鉸點與翻斗油缸鉸接。用MARC對其做有限元靜力分析中，認為工作裝置各鉸接處沒有相對轉動。動臂是工作裝置的主要受力部件，其截面形狀為矩形；又因其長、寬方向遠大於厚度方向，故可以用板殼元對動臂進行離散。橫梁截面為箱形，為焊接結構。搖臂和支撐也是焊接結構，其焊接板的截面均為矩形。考慮各構件的厚度遠小於其它兩個方向的厚度，可以認為均為板類零件。
2.2結構受力與破壞特徵
裝載機整體結構為對稱結構。分析裝載機插入、鏟起、舉升、卸載等的作業過程可知，裝載機載初鏟時，工作裝置受力最大。在整個工作過程中受到的外界載荷為不變載荷，主要是物料的重量以及機構自重。由於物料種類和作業的條件不同，裝載機工作時鏟斗切削刃並非均勻受載，一般可以簡化為兩種極端情況：（1）認為載荷沿切削刃均勻分布，並以作用在鏟斗切削刃中點的集中載荷來代替均布載荷，稱其為對稱受載情況；（2）非對稱受載情況，由於鏟斗偏鏟、料堆密集情況不均，使載荷偏於鏟斗一側，通常將其簡化為集中載荷作用在鏟斗最邊緣的斗齒上。這兩種處理方法都是偏於安全的。當結構受力超過其極限載荷，材料發生塑性變形直至開裂（焊接部位）或斷裂。
3、 有限元模型的建立及邊界條件
工作裝置作為裝載機的主要工作部件，強度和剛度必須有充分的保證。根據工作裝置的結構特徵，建立起與其對應的有限元模型。
3.1單元類型的選取有限元網格劃分
工作裝置的各板厚度均勻，且長寬相比較小的多。根據經典薄殼理論假設，厚度小於中面輪廓尺寸1/5的為薄板。因此可以採用空間板殼單元進行網格劃分。考慮四邊形單元比三角形單元具有更高的計算精度，而三角形單元比四邊形單元更利於擬合過渡，所以採用四邊形單元與三角形單元混合進行網格劃分。
有限元網格按照「均勻應力區粗劃、應力梯度大的區域細劃」的原則進行劃分。按照給定尺寸自動劃分後，對局部（如尖角和軸承孔等部位）進行細劃。有限元模型如圖2所示。
3.2邊界條件的施加
邊界條件包括兩方面：邊界載荷和邊界約束。取額定裝載量，按靜力等效的原則將力施加在鏟斗尖內移約100mm處中部。在初鏟轉斗時，可認為舉臂油缸和翻斗油缸都不動，動臂的兩個鉸銷部位和搖臂的鉸銷部位無相對移動。
3.2.1邊界載荷
額定裝載為2×104N。聯合鏟取的工況進行載入。根據以上假設，可以計算出鏟斗所受水平力Rx和垂直力Ry。
水平力（即插入阻力）的大小由裝載機的牽引力確定
Rx=Pkpmax=4000N 式中，Pkpmax為裝載機的牽引力。
垂直力（即鏟起阻力）大小受裝載機的縱向穩定條件的限制。
Ry=GL1/L=58800x1300/2615.8=26974N 式中，G——裝載機自重，為6000kg（58800N）。
L1——中心到前輪水平距離，為1300mm。
L——垂直力作用點到前輪水平距離，為2615.8mm 。
考慮到鏟斗的特殊性，對其變形及破壞不予考慮。根據聖維南原理，局部載荷不影響遠處應力場的分布，可以知道，在鏟斗尖部附近所施加的點載荷不會影響除去鏟斗外的工作裝置的應力分布。所以這種載入方式是可行的。
3.2.2邊界約束
根據假設，舉臂油缸和翻斗油缸不動。這樣，在油缸與工作裝置的鉸接處和動臂與前車架的鉸接處分別施加對應的邊界條件。
3.3材料性能參數的確定
SDZ20型裝載機工作裝置構件所用的材料為16Mn（包括動臂、搖臂、支撐、橫梁和各筋板、加強板）和Q235（拉桿），變形在彈性范圍內，對應各構件分別施加所需材料常數：
4、 結果分析
用MARC軟體對工作裝置進行有限元分析，得到整個工作裝置的整體應力應變場、變形場分布，圖3給出了工作裝置的局部等效應力分布。
由結果可知，該裝置的結構完全滿足了強度要求。各構件情況是：動臂的危險點在動臂下鉸點及動臂與舉臂油缸鉸接處附近，應力值已經分別達到142.5MPa和118.9MPa，偏載時應力值達到184.5 MPa和153.6 MPa，是正載時的1.29倍，且偏載的一側與橫梁焊接部分出現應力集中，其值已達到100 MPa；搖臂的危險點在搖臂與拉桿鉸接處，應力已達91.7 MPa；橫梁的危險點在橫梁與動臂的鉸接處，應力值已達65.2 MPa；拉桿的危險點在與搖臂鉸接處，應力值已達107.2 MPa。同時，在偏載時，動臂承載了由於偏載所產生的大部分扭矩，而其他構件在偏載時的應力集中相對減小。即使這樣，最大值仍遠小於屈服應力，設計是偏於安全的。

⑸ 裝載機工作裝置常見故障分析

裝載機工作裝置是裝載機的一個重要組成部分，其工作性能的好壞將直接影響到整個裝載機的工作效率，但是，與裝載機的其它系統相比而言，大配鎮穗家對其研究的深度不夠。尤其是近幾年，大家對裝載機的外觀設計越來越注重，而其內在的核心部分卻沒有任何提高。下面，我們根據近年來裝載機工作裝置經常出現的故障，逐一分析一下。
一、工作裝置拉桿彎曲：
顧名思義，拉桿在工作過程中是受拉力的，只會出現被拉長或鉸接孔失圓的現象，不會出現彎曲現象。因此拉桿在設計中我們只考慮其能承受的最大拉力，不考慮其它力，因而拉桿成為工作裝置中最薄弱的部件。實際工作中，如果工作裝置設計不合理或操作不當，將使拉桿承受比拉力還大的其它力。
第一種情況：培卜
工作裝置在處於最高位置以下的任意位置卸料後，如果用戶接下來的動作不是下降動臂或收斗，而是直接提升動臂，這時，拉桿受的力就不是拉力，而是壓力。用下圖來說明：
在圖示位置卸料後，如果立即提升動臂，由於卸載限位塊與動臂接觸，鏟斗與動臂的相對夾角不能再減小，這時拉桿受到鏟斗的推力，該推力通過搖臂作用到翻斗油缸上，將活塞桿往外拉，而此時的翻斗油缸前後腔都處於封死狀態，必須通過翻斗油缸的旅運前腔泄油、後腔補油才能使工作裝置繼續向上運動，如果拉桿產生的最大推力不能使翻斗油缸活塞桿向外拔出，最後只能使拉桿彎曲。因此，這種情況下拉桿所受的最大壓力是由翻斗缸前腔泄荷閥的壓力決定的。
第二種情況：
當工作裝置進行挖掘作業時，這時裝載機的整個重量都落在鏟斗和後輪上，前輪不承受力。鏟斗對地面的切入力是由拉桿對鏟斗的推力提供的，所以這時的拉桿承受的是壓力，其壓力的大小是根據整機的重量和翻斗缸前腔泄荷閥的壓力共同決定的，兩者取其最小者。如下圖所示。
第三種情況：
當工作裝置在卸料作業時，用戶往往為了卸料干凈，操縱翻斗油缸，用鏟斗限位塊與動臂進行猛烈碰撞，這時搖臂會對拉桿產生一個沖擊壓力，如果不考慮運動慣性力的大小，拉桿所受壓力的大小也是由翻斗缸前腔泄荷閥的壓力決定的，與第一種情況相似，所不同的是這種工況翻斗缸是主動的，而第一種情況翻斗缸是被動的。

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