翻译资料
英文题目： ‘Designing-in’failures and
Redesign of bucket excavator
学生姓名：杜海平
学 号：41100924
班 级：机械9班
专 业：机械工程及自动化
指导教师：姚永名
设计中的失败和重新设计的斗轮挖掘机底盘
Srdan M.Bošnjak，卓然D.佩特科维奇'，亚历山大M.西蒙诺维奇'，内纳德Ð。 Zrnic'，内博伊沙·B. Gnjatovic 贝尔格莱德，机械工程学院，Kraljice Marije161112035贝尔格莱德，塞尔维亚的大学
摘要：
在C- 700S轮斗挖掘机的行走机构是两履带式的。底盘和履带梁之间的刚性连接，提供了一个非常高的FAC-安全，以防倾斜，但在同一时间创建器地面不利条件表面适应。履带梁和底盘气缸之间的连接drical梁被张开的横截面（我仲梁连接的方式实现选项）。为了消 除裂纹的发生，原始的底架结构变种I）进行了重新设计（变种二）。其关键思想是加强已在垂直板建设提到连接梁。在这种方式的横截面被关闭，其扭转刚度变得相当大，这就导致了行进机构相对于地表面的适应变得几乎impos -sible 。因为该单独的，并且在很短的时间内重建之后，新裂纹发生在原有的结构元素，甚至在附加的结构元素目。基于有限元分析的结果，可以得出结论，裂纹发生于变余和底架结构的二是由高度明显应力集中引起的。微妙的负载和压力的各种工作机制的分析，文件中提出，导致具有更均匀的成绩再重新设计的底盘结构（变种三）应力分布。在对底盘结构，变体III的临界区应力水平TURE比应力水平大大低于两个变种I（ ％ 2.1倍）和变型II（％ 2.5倍）。要注意的是非常重要的，新的内置元件的重量对于变体II比为变体III的六倍。在随后的开发中极重型的条件下，没有任何损害赔偿所考虑的结构变型III进行观察。 关键词：斗轮挖掘机 底盘 损伤诊断
1. 介绍
在恶劣的工作条件下，表面采矿机的高度显着的流动性提出了沃土各类故障在他们的旅行机制[1-8]。
斗轮挖掘机（BWE）的C-700S（操作重量539吨，理论容量3024米/小时，总高度13 M，共3页长度44.6米，斗轮直径7.7米），图1，被投入了开采过程中1987年的露天矿，科路巴拉 - 塞尔维亚。它的行走机构是两履带式（一个履带式的整体尺寸：长度12米，高度2.45米，宽2.5米）。底盘和履带梁，图之间的刚性连接。 2，提供了一个非常高的因素抗倾倒，但在同一时间的安全使为适应地面的形式不利条件。在恶劣的工作表面采矿机的高度流动性明显。
图。 1。轮斗挖掘机的C-700S
图。 2。原来的底盘设计
底盘圆柱梁，图之间的连接。 2（详细陷害A）和履带梁，图2（框架去尾二）由开放截面（我的部分）连接梁来实现。
底盘倾斜概念的负面影响尤其明显，当BWE斜靠在硬质土壤，煤板凳LEV-埃尔斯。因为不良的地面准备在极端情况下，起落架只支持三个点的定义瞬时支撑平面。除此之外，支承点的交替的现象，即所谓的'看-锯''，也开挖过程中观察到的。
2。年表和故障，维修和重建的说明
底盘倾斜概念的上面介绍的缺点，以及一个履带转向时的方式谈判的曲线，导致不可接受的高应力水平的底盘结构。这是背后的原因围裂缝和修过程中恒常年开采odical外观。为了阻止出现，裂缝荷兰国际集团，起落架结构直观，即增强了直观（仅基于直觉，没有研究）底盘的重新设计已完成，图。 3。如可以看到的，关键想法是通过构建以加强连接桁
图。3。直观的重新设计的底架结构的三维模型
在垂直板。这样，连接梁的开放截面被关闭，其抗扭刚度是考虑 - 巧妙地相乘，履带行走装置，以适应地面的形式的能力几乎是失去了。在其他也就是说，这种直观的改造后，起
落架倾斜概念的优缺点进行了充分强调。这声明由事实证实，在重建后的一段很短的时间内，新的裂缝发生在元素原来的底架结构的目，甚至在加入结构元件，图4
铭记底盘呈现BWE结构的重要组成部分，其故障可能导致总倒塌在[9,10]，应力 - 应变状态的调查进行了以所描述的机器：Bearing in mind
_诊断的裂纹发生的原因
六度分割_检验重建结构
所呈现的结果具有更广泛的意义，因为起落架倾斜的履带上的相同或类似的概念旅游齿轮常用于其他类型的挖掘机和土方机械，以及移动式起重机
2013年3月1日图。 4。直观改造后的裂缝。
3。底盘外部载荷识别
因为它是已知的，BWE属于具有可变几何结构[11]的机器结构类。这一事实使得起落架载荷分析非常复杂。在所考虑的情况下，它是根据代码[12]在一个人为执行NER出现[13]
它斜靠在底盘上板，图5。除了引起上部结构的倾斜的负载时，底盘也暴露所造成的回转和行驶机制荷载作用。
斗轮热潮（BWB）在深切割的位置，放电热潮（DB）是在最低位置，不旋转;（二）CON-成形2 - BWB处于水平位置时，DB是在最低位置时，由角度c旋转=-111.5°，图5C组态配给3 - BWB处于水平位置时，DB是在最低位置时，不旋转。
负载分析包括所有代码[12]规定的影响，根据该BWE的设计。下面载荷工况（LC）被认为是：LC小时 - 主要载荷; LC HZ - 主要和附加载荷; LC HZS - 非凡的负载。
最不利的计算载荷工况（CLC80式通用机）出现在上层建筑配置2，图5。的总负荷底盘结构都考虑负载情况下，表1，是通过作用于部分负荷的重叠而得到回转支承，齿轮圈和履带。
4.底盘设计的应变应力分析
根据设计文档，底盘结构应该是从钢材质量等级制造ST52-3 N（根据DIN17100），这相当于钢材质量等级S355J2G3（根据EN10025）。可允许的根据[12]等效应力对于LC1H，H2和HZS是rHper=270兆帕，rHZper= 300兆帕和rHZSper= 330兆帕分别。
进行底盘的应力 - 应变状态分析的三个变种：（一）变我，图2。中医可以哪些男科疾病 - 原结构;（二）变二，图3。 - 直观的重建后的结构;（三）变三，图。 6。 - 结构重新设计根据[15]。
起落架结构的应力 - 应变状态是通过施加有限元法确定。的先前连续体建模三维几何图形是由4个节点的线性四面体单元离散。
由于所谓的''''跷跷板（见第1节），有限元分析进行了4点和3点起落架贫ING，图。 7和8所示，表2中
图。 5。上层建筑的几何配置2：（一）侧视图;从上文第（b）视图（BW - 斗轮，BWB - 斗轮热潮，DB - 放电热潮，SB - 回转支承，TM - 行走机构
奥尼音箱表1 起落架结构的总外部负载.
图。 6。根据[15]重新设计了底盘
图。 7。中图分类号1位移场：（一）变我;（二）变型二;（三）第三变种
5.讨论
根据第4节中给出的有限元分析结果，它是确定的：
初始裂缝的位置，图4，对应于最大应力计算值的位置的变体I和II，
图。图8a和b;
变化位移场在临界区是比较不利的变种I和II，图。图7a和b，比变种第三图。 7C
在关键区域应力值的变量我是不是允许更高：10％的LC H（CLC1），在LC HZ16.3％（CLC4）
而在LC HZS（CLC5）的应力值大于最小极限拉伸应力值，图9，表3。
在关键区域的变异II应力值大于在LC H（CLC1）和LC HZS最小屈服应力值。（CLC5），而在LC HZ（CLC3）应力值大于最小极限拉伸应力值，图9，表3
图。 8。分布ofvon未命中强调在CLC1：（1）变型I;（二）变体II;（三）变体III（在红区域计算的应力都大于许用应力值rHper=270兆帕）。
表2 最大应力值（兆帕）
基于上文所述，它是确凿的3点倾斜的负面影响是最不明显的变种三。
如果变应力值I（原底盘设计）被接受为作比较，表3的基础，它可以得出结论，在变型II的关键区域相对应力是相当高的（显著大于政府信息公开的意义1，除在CLC5），而不是变种的第三关键区域，他们是在所有中图分类号相当低。
图。 9。强调指出：（一）在4点例倚;（b）在3点倾斜例
所提出的事实，在充分阐明在原来的底架结构裂缝偶尔外观（变种I）常年开采，以及相当数量的裂缝之后立即出现的直观的下重新设计的车厢进行（变种二）。在同一时间，他们指出了起落架结构的优点变三 - 根据[15]被重新设计。要注意的是直观的重建（从过渡期间是非常重要的我变变式二）大约5,000公斤钢材被内置于结构，但应力状态是显著AL-tered恶化。另一方面，在各种工作条件微妙负载分析，通过适当的软件燮口，使得有可能实现相当低的应力状态为相对于底架结构变体三变体I和II，通过在一个相对较小的权重％800千
克，图结构元件构建。 10。除此之外，该重建文献[ 15 ]提出了结构探讨解决方案满足两个基本要求： （一）在很短的时间的重新设计制作地幔的一部分，在野外条件下进行重建（二）的可能性，无需拆卸上盖BWE
图。10。细节及（B）底板框架的细节（一）上板强化：底盘根据[15]重建的详细信息加强
6.结论
裂缝外观的主要原因在原有底盘的结构分别为：
不足的概念底盘倾斜的;圆筒形梁和连接梁之间严重字形路口，它靠在履带式横梁。
直观试图通过加强大梁连接，以消除裂缝的出现是不成功的。刚性连接梁被大大相乘，而圆筒形梁的刚性保持不变，以及作为其结的几何形状。这是导致频繁出现裂缝和他们的快速支撑，主要的原因重建进行了agation之后。因此，原因在双方的裂痕外观原始和直观的重新设计的底盘结构是设计缺陷，即所谓的“设计 - 在”缺陷[16,17]。
该问题的解决方法被发现在圆筒形梁和连接之间的接合处的重新设计大梁。这样，应力集中区是脱臼，应力集中的负面效应减弱和用更均匀的应力分布相当低应力水平的实现。
比较的应力 - 应变分析 - - 的实施方法的有效性，以及重新设计的解决方案是重建后failureless BWE剥削无疑证实。
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