斗杆内表面无法加工, 其4 块钢板下料后, 需先用校平机校平, 再铁上、下封板的2 个侧面 " 为保证4 个平面的相互垂直度, 焊接时使用工艺块对接左侧钢板和上、 下封板 " 去掉工艺块后 , 再焊接右侧 钢 板 " 如 图5 所示。

3.斗杆受力分析

伸缩 臂结构 中的斗杆主要承 受弯矩 ,在装配过程中曾出现O 点钢板弯曲变形问题 " 现把斗杆、 四连杆和铲斗作为一个独立体进行受力分析 " 当斗杆完全伸出后, 独立体受力情况如图6所示。

由于C 点的弯矩M "二O, 按下列公式计算凡数值:G x L,=F*L2经计算, fd为12 497N " 厂d作用于图

7所示钢板上的受力可简化为简支梁, 即假设力凡均匀作用于钢板受力面上, 如图8所示 " 其均布载荷q的计算如下:q=凡 /L二107485 N #m该钢板中点处弯矩M 计算如下:M 二qLlZ s 二ss7 N #m式中: q) 均布载荷:七) 钢板长度"该钢板抗弯截面系数四计算如下:四二hb Z 16二2 4 x lr m 3

式中: 卜一一钢板宽度;

h ) 钢板厚度 "

正应力a 计算如下:

G ) 独立体重力 C 一. 斗杆端部上侧受力点 D ) -斗杆端部 下侧 受力点

气~ 形小臂C 点处对独立体的力 气) 箱形小臂D 点对独立体的力

与) G 到C 点的垂直投影距离 LZ- sere汽到C 点的垂直投影距离考虑到该钢板受力不均匀和受力点选取的误差等, 取安全系数n为2 5,则许用应力 =a 2计算如下:[ a 2 =345/2 .5二138 M P a经过以上计算, 得出正应力 " > 许用应力 =u 2 , 说明斗杆口点强度不够 "由于铲 斗对D 点产生 的力矩最 大(见图6 ) , 因此减小铲斗的质量并提高铲斗的切削力, 将起到事半功倍的效果"铲斗 的切 削边 ! 刀刃 ! 斗 壁和铲斗 的尺 寸对切 削力影 响较大 " 为此将 铲斗侧壁后缩, 并适当减小铲斗宽度, 以增大铲斗的切削力 " 在保证强度的前提下, 通过优化铲斗结构尺寸, 共将铲斗质量减小30 gk 。

通过以上结构改进, 得厂d=20 k N ,均布载荷Q计算如下:q二凡/L 二2 0 0 0 00 .2二10 0 K N /ma 二MI W 二53 72 .4 X 10 七二22 3 M P S暂选Q 34 5A 高强度结构钢作为该处板材 , 其屈服点应 力为43 5M 户a 。

4.改进斗杆结构强度方案根据斗杆受力分析, 决定从以下几方面改进斗杆 结构强度:

将受力板厚度h , 由12 m m 增加至61 m m ; 在结构允许的情况下增大受力板宽度b , 以增大受力面积, 同时适当减小乌尺寸 ! 增大姚尺寸, 以减小凡 "斗杆材料选用Q 460C 高强度结构钢板材 " 选用此种钢板, 一方面可使斗杆的矩形箱体板厚度适当减小, 从而减小斗杆质量: 另一方面可将许用应力增大至460 M 尸a , 若还取安全系n为2 .5 , 则许用应力 =a 2 将增加到148 M 户a "伸缩臂比普通臂长, m 多, 当斗杆完全伸出去后会影响整机的稳定性, 因此当使用伸缩臂作业时, 应选配小质量铲斗, 附表为常用2 种铲斗技术参数"中心处的弯矩计算如下:

M 二q LZ za 二s oo N #m抗弯截面系数四计算如下:2 00=w b的6二Q二坚夕卫坦三4.= Zx ,护m3O正应力! 许用应力计算如下:a 二M /四 二5 004 2 X 10 毛= 119 M P S

[ a ] 二46021 .5二148 M P a由于许用应力 1o 2 为184 M P a ,大于正应力, 说明结构强度满足要求。

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