山東礦井用的裝載機小鏟車廠家
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 1、 引言 
　　礦井裝載機是工程機械的主要機種之一，廣泛用于建筑、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口、碼頭等國民經濟各部門。國外礦井裝載機發展迅速，而我國礦井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]。由于采取“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。 
 
　　本文將以礦井裝載機為例，建立有限元模型，在典型工況下用MARC軟件進行靜態結構分析，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征 
　　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。動臂上鉸點與礦井裝載機前車架鉸接，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、寬方向遠大于厚度方向，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于其它兩個方向的厚度，可以認為均為板類零件。  
　　2.2結構受力與破壞特征 
　　礦井裝載機整體結構為對稱結構。分析礦井裝載機插入、鏟起、舉升、卸載等的作業過程可知，礦井裝載機載初鏟時，工作裝置受力大。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。由于物料種類和作業的條件不同，礦井裝載機工作時鏟斗切削刃并非均勻受載，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，并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，由于鏟斗偏鏟、料堆密集情況不均，使載荷偏于鏟斗一側，通常將其簡化為集中載荷作用在鏟斗邊緣的斗齒上。這兩種處理方法都是偏于安全的。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  
　　工作裝置作為礦井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征，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，厚度小于中面輪廓尺寸1/5的為薄板。因此可以采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于擬合過渡，所以采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。

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