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《装备维修技术》2021年第1期
管道封堵器
引言
蝶形胶布
随着经济的高速发展，国家基础建设的规模越来越大，近些年履带起重机的市场保有量逐年攀升，特别在风电吊装领域，履带起重机更是发挥着举足轻重的作用。支腿液压缸是履带起重机的重要组成部部分，其主要作用是支撑底座以方便拆装履带架。支腿液压缸支反力的计算是履带起重机设计计算中非常重要的环节，是支腿液压缸设计的前提，同时也是支腿结构和底座结构设计计算的依据。由于底座刚度较大，而支腿和地面有弹性时，常会出现1个支腿离地而形成3点支撑的情况。目前关于支腿液压缸支反力的计算主要有3点支撑及4点支撑两种计算方法，这两种方法如何选取，以及能否满足履带吊起重机在主动顶升及360°全回转两种工况的要求，是设计时重点关注的问题。本文将以三一650A 型履带起重机为例，通过理论计算及现场实测，总结支腿液压缸选型的一般原则及压力变化的一般规律。 1 优化设计原理
结构优化设计是在给定的约束条件下，按照某种目标（如重量最轻、刚度最大等）求出最好的设计方案。传统的结构优化设计实际上指的是结构分析，其过程为假设-分析-校核-重新设计，重新设计的目的
也是要选择一个合理的方案。由于计算机技术的发展，现在的结构优化设计指的是结构综合，其过程为假设-分析-搜索-最优设计，其中搜索过程是修改并优化的过程。优化设计的方法［1］有简单的图解法或解析法、准则法，从工程和力学观点出发，提出结构达到优化设计时应满足的某些准则（如同步失效准则、满应力准则等），然后用迭代方法求出满足这些准则的解；数学规划法，就是将问题归纳为一个数学规划问题，包含线性规划和非线性规划等；近些年也发展起来一些启发式算法，有遗传算法、神经网络算法、模拟退火算法等。不管是哪种方法，要想实现高效的优化设计，都必须借助优化分析软件，其中，ANSYS 就提供了优化设计模块，通过一系列的分析、评估和优化的循环过程，进行算法的实现，这一循环过程重复进行，直到所有的设计要求都满足为止，优化设计过程。
2 固定支腿结构特点及加工分析
全地面起重机固定支腿结构为半封闭式箱型结构，内部有挤压块，分布在支腿结构前中后三处位置，挤压块共6块，分为上下挤压块，两侧腹板上各焊有3块挤压块，前端及中部为4块下挤压块，后端为2块上挤压块，上挤压块下部挤压面与下挤压块上部挤压面间距有尺寸公差要求固定支腿结构加工设备为主轴直径为160mm 的镗铣床，刀盘采用直径为315mm 的三面刃铣刀盘。因设备的局限，焊成封闭结构后将无法加工挤压块，故在焊接固定支腿结构时，不焊接上盖板，先加工挤压块，再焊接上盖板，固定支腿结构内部为空腔，在首次加工挤压块过程中固定支腿结构为π形梁。加工过程中支腿平放，开口侧对床头，下部用方箱支撑，上部用压板向下将固定支腿结构压紧，压紧力作用在靠近挤压
块200mm 处。将固定支腿结构几何模型导入HyperWorks 软件专门的前、后处理器Hypermesh 模块中，对其进行六面体网格划分后，得到有限元模型，节点数为19078个，单元数为9538个。设置材料的密度为7.9×103kg/m3，泊松比为0.3，杨氏弹性模量为2.1×105MPa 。对固定支腿结构下腹板及下盖板侧棱挤压块的位置作全约束处理，在固定支腿结构上腹板距挤压块200mm 处施加载荷为压紧力19839N 。将有限元模型提交到OptiStruct 求解器中进行求解，得到固定支腿结构加工装卡时的位移分布图。
3 有限元分析结果
3.1广泛适用性的实现
提桶装置的设计提升质最一般不小于３００ｋｇ，挂桶高度不大于８１０ｍｍ，挂板应既满足裝载１２０Ｌ、２４０Ｌ规格的标准塑料垃圾桶，又可以选挂满足提升６５Ｌ圆形胶桶的挂桶总成，故对垃圾桶夹持要可靠，垃圾桶倾倒角度不小ｆ５０°，确保垃圾桶内不残留
垃圾；同时在ＩＩ板前设有缓冲装置，可减少垃圾桶的冲击力，保护垃圾桶不变形和损坏ｓ.
3.2固定支腿结构工艺筋板拓扑优化
建立拓扑模型，固定支腿结构设置为非优化区域，工艺筋板设置为优化区域。以工艺筋板的单元密度
为设计变量，体积最小为目标函数，以挤压块位移不大于0.1mm 为约束条件对其进行拓扑优化设计。将优化工艺筋板后的固定支腿结构几何模型导入HyperWorks 软件专门的前、后处理器Hypermesh 模块中，对其进行六面体网格划分后，得到有限元模型，节点数为19822个，单元数为9901个。按上述定义材料属性及施加约束边界条件和施加力边界条件。提交到OptiStruct 求解器中进行求解，得到优化工艺筋板后的固定支腿结构加工装卡时的位移分布图。从位移分布图中可以看出，优化工艺筋板后的固定支腿结构刚性较好，挤压块处位移最大达到0.0742mm ，在允许变形范围内，大大节约了工艺筋板的材料。
3.3翻转减速装置
高清视频传输大部分的餐厨垃圾处理中心远离市区，为节约收运成本，集中型收运模式应运而生。集中型收运模式要求餐厨垃圾车的装载量大，且收集时工作效率高，因此，作为上料功能的提桶装置必须运行速度快。为了保证整个机构运行平稳、可靠，整个运行过程采用分段变速运行，上升、下降加速，，上翻、倾倒、下翻设置减速装實ｐ减速装置是通过在其导轨固定架的上端合适位置安装一个接近开关，当加速运行的提桶装置上升感应到接近开关，此时系统开始自动减速／当垃圾倾倒入餐厨车投料Ｕ磨提桶裝下翻，下翻后感应到接近并关，系统开始自．动加速下降，在整个提桶过程高效运行的同时确保桶在倾倒时平稳缓慢，垃圾不外洒。
3.4生成分析文件
夫妻草>煤炭水分
建立分析文件有两种方法：用系统编辑器逐行输入；交互式地完成分析，将ANSYS 的LGW 文件作为基础建立分析文件。两种方法各有优缺点，用系统编辑器生成分析文件是通过命令输入来完全地控制参数化定义，该方法可以省去了删除多余命令的麻烦，但对于ANSYS 命令集不熟悉的用户来说这种方法是不方便的，交互式地完成分析需要在GUI 下操作时尽量地简化，必须准确无误，不能弹错误窗口，这样生成的分析文件不需要后期修改，才能适合循环分析，所以这里选择第二种方法。
结束语
优化设计过程非常复杂，当多个参数同时作为设计变量优化时，需要凭借自己的经验确定哪几个设计变量作为优化的首先考虑因素，ANSYS 作为一个计算工具，能够提供计算的便利性，而不能完全代替思考。所以需要提前对模型进行分析，确定有用且重要的设计变量，以减少设计变量的数目，使计算结果更加准确，从而减少设计弯路。
参考文献：
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特种设备安全技术,2018(06):30-32.
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息,2018(33):74-75.
［3］黄伟莉，范芳蕾，徐英帅，张克义，周重军.某32/5t 门式起重
机刚性支腿结构设计与分析[J].装备制造技术,2018(10):69-72.［4］于万成，程兆辉，曹天浩，王鹏.门式起重机结构有限元分析
[J].起重运输机械,2018(08):111-115.
［5］刘贺，周静，刘康.基于ADAMS 在不同地面条件下汽车起重
机的稳定性分析[J].装备制造技术,2018(06):157-160.
摘 要：支腿是工程起重机关键零部件之一，对起重机整体抗倾覆起决定性作用。履带起重机支腿的结构形式为箱型悬臂，用传统
的方法进行设计，计算工作量大，容易出错，需要反复验算修改，并且等强度设计精确度不容易控制，借助优化分析软件ANSYS，能够准确快速地求解出满足要求的最优方案，实现等强度支腿设计，从而节约用料成本。
关键词：履带起重机；支腿液压缸受力；研究
履带起重机支腿液压缸受力研究分析
方婷婷
（江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏 无锡 214000）
耙式浓缩机
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