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1、叉車傾斜缸耳環(huán)斷裂分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)顧文鈞金汝燈段全軍劉軍1杭叉集團(tuán)股份有限公司叉車門架研究所臨安3113002西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院西安710072摘要：對(duì)叉車傾斜缸耳環(huán)斷裂現(xiàn)象進(jìn)行了分析，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，取消了不必要且影響受力的油杯孔，使整體最大等效應(yīng)力降低了40．81％；然后進(jìn)行以主要結(jié)構(gòu)尺寸為變量、整體最大等效應(yīng)力值和局部最大等效應(yīng)力值為優(yōu)化目標(biāo)的設(shè)計(jì)研究和目標(biāo)優(yōu)化；優(yōu)化后的整體最大等效應(yīng)力值進(jìn)一步降低了15．6％，局部最大等效應(yīng)力值降低了40．1％。關(guān)鍵詞：叉車；傾斜缸耳環(huán)；設(shè)計(jì)研究；優(yōu)化設(shè)計(jì)；An
2、sysWorkbench中圖分類號(hào)：TH242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—0785(2014)09—0105—04Abstract：Thepaperanalyzesthebreakageofearingoftiltingcylinderofforklift，withstructureoptimizationtoelimi—nateunnecessaryoilcupholeafectingload—carryingcondition，SOthattheoveralJmaximtlmequivalent
3、stressreducesby40．8l％；thedesignstudyandtargetoptimizationisconductedwiththemajorstructuralsizeasvariable，overa]]andlocalmaximumequivalentstressValuesasoptimizationtarget；theoptimizedoverallm~imumequivalentstressvaluereducesby15．6％．a(chǎn)ndlocaloneby40．1％．Keywo
4、r~：forklift；tiltingcylinderearing；designresearch；optimaldesign；AnsysWorkbench公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的某型號(hào)7噸級(jí)叉車，經(jīng)過(guò)試該孔注入。驗(yàn)測(cè)試后，在使用頻率較高、使用強(qiáng)度較大的場(chǎng)2受力分析地進(jìn)行實(shí)際使用觀測(cè)。3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)其傾斜缸耳環(huán)處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，該耳環(huán)材料為35號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)如圖1所示，叉車門架垂直于地面，貨物起構(gòu)鋼，其內(nèi)圈與銷軸之間安裝有一個(gè)關(guān)節(jié)軸承，升到最大高度時(shí)，傾斜缸耳環(huán)受力最大。以耳環(huán)經(jīng)分析，該耳環(huán)斷裂處裂紋漸變現(xiàn)象不明顯，沖處c
5、點(diǎn)為支點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行受力分析。擊載荷對(duì)零件的疲勞損失不是耳環(huán)斷裂的主要圖3為門架受力示意圖。設(shè)傾斜缸拉力為、原因。其與軸的夾角0；驅(qū)動(dòng)橋?qū)﹂T架支反力為F。，為查找耳環(huán)斷裂的主要原因，本文從耳環(huán)結(jié)與y軸的夾角為0，其對(duì)C點(diǎn)的水平力矩為構(gòu)、主要幾何尺寸等方面著手，利用AnsysWork．。Y、垂直力矩為HQx；貨物重力為G，重力G對(duì)Cbench軟件對(duì)其進(jìn)行有限元分析，對(duì)應(yīng)力最大處和點(diǎn)的水平力矩為L(zhǎng)。；門架自重為，其對(duì)C點(diǎn)的危險(xiǎn)部位進(jìn)行校核，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。水平力矩為c。。C點(diǎn)在、y方向受力平衡，得到如下方
6、程組1叉車門架基本結(jié)構(gòu)Fc：FQx叉車門架是叉車的主要部件，是叉車的工作G+G0+Fcy=F0y裝置。叉車通過(guò)叉車門架實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的叉取、升GLG+G0Lc0+FQyLQy=F日降、碼垛等作業(yè)。叉車門架結(jié)構(gòu)如圖1所示，門即架通過(guò)軸承座、傾斜缸耳環(huán)與整車相連。傾斜缸Fccos0。=Focos0耳環(huán)通過(guò)傾斜缸座實(shí)現(xiàn)對(duì)叉車門架的前傾、后傾，G+G0+Fcsin0：F0sinO是叉車門架上的主要受力部件。每臺(tái)叉車門架上G+G0LG0+FQsin0·LQy=FQcosO‘HQX有2個(gè)傾斜缸耳環(huán)，分布于叉車門架的左右兩
7、側(cè)。、其中，F(xiàn)、為3個(gè)未知數(shù)，其余為已耳環(huán)的初始結(jié)構(gòu)如圖2所示，其上部有一個(gè)知數(shù)。裝設(shè)潤(rùn)滑油油杯的孔，日常維護(hù)時(shí)，潤(rùn)滑油可從經(jīng)計(jì)算，滿載時(shí)，傾斜缸拉力為54．364kN，《起重運(yùn)輸機(jī)械》2014(9)一105—桿的交界面容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，且其局部最大等從表2可以看出，各優(yōu)化目標(biāo)對(duì)的敏感度效應(yīng)力也較大，因此，ES：的值越小越好。都較小，且影響裝配的互換性，故不作為設(shè)同時(shí)，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程而言，零件互換性越高計(jì)變量；各優(yōu)化目標(biāo)對(duì)、的敏感度也小，故越好，因此，確定傾斜缸座的優(yōu)化目標(biāo)為：在零也不作為設(shè)計(jì)變量。件互換性
8、高的前提下，ES和ES取極小值。4．3優(yōu)化計(jì)算4．2設(shè)計(jì)研究?jī)?yōu)化目標(biāo)對(duì)變量、敏感度較大，優(yōu)各設(shè)計(jì)變量都可能會(huì)對(duì)優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生影響，化目標(biāo)ES對(duì)變量、敏感度較小，取變量、故首先分析優(yōu)化目標(biāo)對(duì)各設(shè)計(jì)變量的敏感度。從作為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。利用AnsysAnsysWorkbench的GoalDrivenOptimization模塊可Workbench的GoalDrivenOptimization模塊對(duì)目標(biāo)得到各設(shè)計(jì)變量敏感度，見表
