由于主臂销轴、副臂销轴及撑臂销轴的尺寸不同,故要对其分别建模进行计算。  云梯车臂架系统的销轴联接结构由叉头、凸耳和销轴3个零件组成。首先应用特征建模技术分别建立叉头、凸耳和修复改造云梯车主梁的新技术———预应力张拉器系列新产品桥、门式云梯车(含单梁)是各行业广为使用的特种设备,设计制造使用中的种种因素使云梯车主梁常产生下挠变形,其危害表现在大车啃轨、小车爬坡溜车、起重量下降等方面,易发生事故危及安全。该技术是修复1～20t云梯车,恢复主梁上拱,提高设备起重量的新技术,其特点是:云梯车原位不动,不落车,不占场地,结构简单,体积小,重量轻,易制造,成本低,安装更方便,停机时间短, 修复彻底可靠,一次投资,长期受益。应用该技术将挽救一大批处于报废边缘的云梯车。

     销轴联接结构 1.叉头  2.销轴  3.凸耳  4.主弦杆销轴等3个零件的三维实体特征模型,  再进行组装组成销轴联接的有限元分析计算的几何模型,其中副臂销轴联接实。图2销轴联接实体模型.

     有限元模型的建立   (1)结构离散用ANSYS软件中的网格自动划分功能,对销轴联接的三维结构进行了快速有限元网格剖分,采用SOLID458节点6面体单元进行处理。分别对主臂、副臂、撑臂的销轴进行网格划分,主臂销轴整体模型共分60508个单元,12008个节点;副臂销轴整体模型共分42642个单元,8760个节点;撑臂销轴整体模型共分54703个单元,11278个节点。

     (2)边界约束的目的是为了消除整体模型的刚体位移,根据销轴联接的工作状况,我们对叉头左端面实施全约束,程序再自动将约束转移到端面各节点上。

    (3)载荷条件在建立整机有限元模型时,等效梁单元所受载荷对实体销轴进行加载。销轴联接所承受的机械负荷有轴向拉伸力、剪力、扭矩、绕X轴和绕Z轴的弯矩。基于云梯车的工作特点,只考察轴向拉伸力和绕X轴的弯矩。选取云梯车工况主臂66.32m、副臂54m、吊重41t时,不同位置销轴的载荷情况进行销轴计算。

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       对于不同位置的销轴受力情况,考察了4个高应力区域的应力状态,其中1区为弦杆与销轴连接处,  2区为叉头内壁,3区为凸耳内壁,  4区为凸耳拐角处,5区为销轴上受剪面,6区为销轴上受剪面。各位置销轴计算结果等效应力值对比如表2所示。从表1可看出,销轴最大应力出现在销轴剪切面。因此,应力严重系数=区域5值/材力计算值。通过计算结果的对比分析,可以得出以下结论:

     (1)云梯车主弦杆与销轴连接部位、叉头内壁、凸耳内壁及销轴剪切面(即图4所示的6个区域的应力值较大。

    (2)销轴受剪面的应力值罪大。

    (3)副撑臂中部、根部连接销应力值较大。

    (4)可以看出主臂销轴的应力严重系数在6～7之间,副臂销轴与撑臂销轴的应力严重系数为4.5～5.5之间。

       

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