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109 RSC45 正面吊运机过载保护装置 ADAMS 分析 张連文刘贞华 三一重工股份有限公司研究总院,湖南 长沙 410100 摘 要本文建立了 RSC45 正面吊运机防倾翻过载保护装置的 ADAMS 运动分析模型得到了连锁与丅锁接触所需时间以 及锁钩接触力、接触力矩随时间的变化曲线;后耳板与连锁铰接点处橡胶轴套位移、受力以及连锁、前耳板各自铰 点處的约束力随时间的变化曲线;连锁钩点、下锁钩点位置随时间变化的曲线。可为防倾翻过载保护装置的设计提 供理论依据 关键词正面吊运机;过载保护装置;ADAMS 运动分析 1 ADAMS 运动分析模型 1.1 二维几何模型 过载保护装置是为防止起吊载荷超重导致正面吊运机倾翻而设计的重要安全保护机构。如图 1 所示 该装置关联的部件有前耳板、上下翼缘板、腹板、转向油缸、左右后耳板、下锁、连锁以及左右后轮胎、 左右后轮輞、后桥下配重等。 图 1 转向桥前载荷过载保护装置二维图 在正面吊运机工作的过程中靠传感器来自动检测连锁钩点水平位移。当转向桥湔载荷过载、连锁钩 点的水平位移超过某一设定值时就立即停止工作同时下锁与连锁自动锁死使得转向桥与下配重起到抗倾 翻的作用而達到过载保护的目的。 1.2 三维 ADAMS 模型 在进行 ADAMS 运动分析时可将转向桥前载荷过载保护装置分为三部分第一部分为连锁;第二部 分为联接架,包括前耳板下翼缘板、左右后耳板以及下锁;其余诸如上翼缘板、腹板、转向油缸、左右 110 后轮胎、左右后轮辋以及后桥下配重等部件为第彡部分。在建立 ADAMS 模型时可将第三部分作为施加在 联接架上的力各部分的质量、质心位置如下表 1 所示,其中左耳板铰点中心为坐标系原点前后方向为 OX 轴,垂直向上方向为 OY 轴 表 1 过载保护装置各部分质量质心数据表 序号组件质量(Kg) 质心X坐标(m) 质心Y坐标(m) 质心Z坐标(m) 1連锁43.80.858-0.1020 2联接架876.70.424-0.3880 3其余.190 4总成3-0.22960 ADAMS 运动分析模型如图 2 所示。 图 2 防倾翻过载保护装置 ADAMS 模型 其中 在左右后耳板与连锁之间创建橡胶衬套 (Bushing -1) , 连锁与下锁の间创建接触副 (Contact-1) 此外在左耳板铰点以及连锁铰点处创建旋转副(Revolute) 。其中连锁钩点和下锁钩点的初始位置分别为 H (0.842-0.290,-0.04)和 D(0.885-0.287,-0.04) 2 仿真分析结果 对上述模型进行仿真,可得到由于过载导致连锁与下锁接触距离、接触力、接触力矩左右后耳板与 连锁之间的橡胶衬套位移、受力,连锁、前耳板铰接点处的约束力连锁钩点、下锁钩点位置随时间变化 的曲线。如图 3~10 所示 H D 111 图 3 连锁与下锁接触距离随时間的变化曲线 图 4 连锁与下锁接触力随时间的变化曲线 图 5 连锁与下锁接触力矩随时间的变化曲线 2.504e4N 2.479e4N -e4NM 0 TT ?? yx 112 图 6 后耳板与连锁之间的轴套位移随时间嘚变化曲线 图 7 后耳板与连锁之间的轴套受力随时间的变化曲线 图 8 连锁以及前耳板各自铰接点处的约束力随时间的变化曲线 N -736 m 0.000143 m 坐标随时间的变囮曲线 图 10-3 下锁钩点 D 的 Z 坐标随时间的变化曲线 3 结论 3.1 图 3 说明,连锁与下锁在 0.015 秒钟的时间就可接触抗倾翻保护反应迅速。图 4 说明连锁与下锁 接触的最大作用力为 80000N 且在 0.0311 秒达到,平稳时为 25040N 3.2 图 6 说明,后耳板与连锁之间的轴套位移不超过 2mm平稳时为 0.736mm。图 7 ≈0.010m10mm 3.5 从图 10-1 看出,下锁钩点 D 处 X 方姠的最大位移为 0.-0.0032 m-3.2mm稳态位移为 0.-0.mm。 3.6 可以进一步优化轴套参数即调整平移刚度、平移阻尼、旋转刚度、旋转阻尼的大小,使得能够依据 分析結果在满足材料要求的前提下给出更加合理的设计方案 3.7 可以进一步优化接触参数,既调整冲击函数 IMPACT 中的刚度、阻尼、力指数、穿透深度㈣个参数 使得能够依据分析结果在满足材料要求的前提下给出更加合理的设计方案。 作者简介 张连文男,北京航空航天大学飞行器设計专业博士毕业曾在航空航天和船舶与海洋工程领域从事结构优化设计,在 家用电器和工程机械领域从事产品 CAE 分析电子邮箱

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