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目前，國產(chǎn)履帶式推土機(jī)的車架結(jié)構(gòu)大都為傳統(tǒng)的八字梁支承型式，鏈輪軸不僅傳遞牽引力，同時(shí)還起支承作用，對(duì)于大功率推土機(jī)而言，其機(jī)重都較大，因此鏈輪軸承受的載荷較大(尤其在偏載情況下)；而新結(jié)構(gòu)型式車架的鏈輪軸只傳遞牽引力并承受鏈輪傳動(dòng)裝置自身的小部分重量，機(jī)身重量由后支承軸和平衡梁來承受，從結(jié)構(gòu)上講，雖然多了后支承軸，但省去了復(fù)雜的八字梁，因此，該種結(jié)構(gòu)不但改善了驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的受力狀況，而且也簡化了結(jié)構(gòu)。
新車架的基本結(jié)構(gòu)型式和受力情況如圖所示。圖中為提升油缸對(duì)車架的作用力，為后支承軸對(duì)車架的作用力，為鏈輪通過最終傳動(dòng)殼體作用于車架上的力，為平衡梁作用于與車架鉸接處的力，為車身上部所受各部件，為車架自身重力。除重力外，以上各部位受力會(huì)由于偏載的作用而出現(xiàn)左右不對(duì)稱的情況，實(shí)際的受力是按偏載進(jìn)行分析的，圖僅是其平面示意圖；另外，為簡化起見，圖中是以集中力的形式表示的，在對(duì)模型進(jìn)行實(shí)際加載時(shí)，是按各部件實(shí)際連接情況對(duì)集中力分解后加上的(不一定均布)。由于結(jié)構(gòu)上的變化改變了車架的受力狀況，因此須對(duì)車架進(jìn)行整體的強(qiáng)度有限元分析。
車架是一空間焊接結(jié)構(gòu)，且以板類結(jié)構(gòu)件為主，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其強(qiáng)度分析變得十分困難，為此，借助于有限元方法用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算。
車架主要為板類材料焊接而成，因此，在建立有限元模型時(shí)首先考慮以板類空間單元為主，將這些板類結(jié)構(gòu)件分為平面、柱面和空間曲面3類，對(duì)中間有孔的結(jié)構(gòu)同時(shí)也考慮在內(nèi)，按以上類別把車架結(jié)構(gòu)整體劃分為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的子域，將子域邊界特征編成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，輸入專門的分析軟件，由其根據(jù)網(wǎng)格的稀密度要求對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣也避免了對(duì)個(gè)別零部件進(jìn)行單獨(dú)劃分時(shí)帶來的節(jié)點(diǎn)處連接不好的問題，利用該軟件，在實(shí)物結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，建立了該車架的有限元網(wǎng)格模型，如圖所示。
參照文獻(xiàn)，推土機(jī)工作裝置強(qiáng)度計(jì)算的工況主要有5種，通過分析，選擇以下兩種最惡劣工況作為受力分析及強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。
工況1：推土機(jī)水平地面作業(yè)，鏟刀側(cè)角頂?shù)秸系K物；鏟刀全力下壓進(jìn)行強(qiáng)制切土的同時(shí)，推土機(jī)以最大頂推力向前運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，推土機(jī)在可能產(chǎn)生抬頭失穩(wěn)的同時(shí)履帶滑轉(zhuǎn)。
工況2：推土機(jī)水平地面作業(yè)，鏟刀側(cè)角頂?shù)秸系K物，裸升油缸裸升的同時(shí)以向前運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，推土機(jī)在可能產(chǎn)生翹尾失穩(wěn)的同時(shí)雁帶滑轉(zhuǎn)。
根據(jù)以上選定的工況，分別以整機(jī)、頂推架及相土鏟、臺(tái)車、平衡梁及車架為隔離對(duì)象進(jìn)行受力分桿(車架受力情況見圖)，建立靜力學(xué)平衡方程組。
該方程組包括了各部件在空間所受的全部力禾力矩，其具體受力分析過程：①首先根據(jù)上述工況又整機(jī)進(jìn)行受力分析得出鏟刀和履帶的受力。②將針斗、頂推架及相應(yīng)連桿機(jī)構(gòu)作為隔離體進(jìn)行受力為析得出頂推架對(duì)臺(tái)車架、提升油缸對(duì)機(jī)頭架的作拜力。③將臺(tái)車架、驅(qū)動(dòng)鏈輪作為隔離體進(jìn)行受力分桿求出其對(duì)平衡梁、后支承軸及最終傳動(dòng)連接處的作用力。④將車架作為隔離體，考慮平衡梁鉸接中心提升油缸鉸接處、后支承軸連接處、最終傳動(dòng)連接列的受力，其上安裝的其他零部件總成(發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、離合器、制動(dòng)器、駕駛室等)的重力及車架自身重量，求出車架的受力。上述整個(gè)過程較為繁雜，在此不作詳細(xì)討論，而只對(duì)車架的受力作一簡要說明。
按有限元分析計(jì)算的要求，需建立相應(yīng)的邊雋約束條件并在適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)上施加載荷。
為了使模型能按要求進(jìn)行計(jì)算并使其不發(fā)生位移，通過分析，給以下幾處施加邊界約束條件：在后部與中心軸連接對(duì)稱位置上左右各選一個(gè)約束其向位移；在與平衡梁接觸的鉸銷列選一個(gè)節(jié)點(diǎn)約束其)向位移。這樣，就車架整體在空間3個(gè)方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驗(yàn)證分析計(jì)算的正常進(jìn)行。
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