微型挖掘机伸缩底盘的设计

□ 乔玉钢 □ 吴海波 □ 李 瑞

柳工常州机械有限公司 江苏常州 213168

1 工作原理

针对微型挖掘机作业空间狭窄的情况,以及整机结构紧凑、外形尺寸较小的要求,设计了微型挖掘机伸缩底盘。

微型挖掘机伸缩底盘主要由底架、左履带梁、右履带梁,以及用于驱动伸缩的动力源和液压系统等组成,工作原理如图1所示,状态如图2所示。底架、左履带梁、右履带梁及相关轮系的支撑骨架承载液压、动力、电气、司机室等系统。

2 动力源

微型挖掘机伸缩底盘工作的动力源是发动机,目前主要采用传统燃油发动机,随着技术的革新,后期将逐步升级为电驱动。

3 执行元件

微型挖掘机伸缩底盘的执行元件主要是液压油缸,后期将逐步升级为电动油缸。

4 有限元校核

微型挖掘机伸缩底盘宽度可以在980～1 300 mm之间自由切换,满足狭小空间的作业需求。通过仿真软件计算,进行对比分析,确认微型挖掘机在斜向挖掘且整机倾覆时,伸缩底盘的受载最大。按照极限受载情况进行微型挖掘机伸缩底盘的有限元强度校核。

以微型挖掘机伸缩底盘斜对角分割,进行两种极限受载情况的力加载,如图3、图4所示。力加载情况一为左前端加载2/3整机重力,右后端加载1/3整机重力。力加载情况二为右前端加载1/3整机重力,左后端加载2/3整机重力。进行力加载时,对回转支承上表面进行固定约束。

在两种力加载情况下对微型挖掘机伸缩底盘进行变形与应力分析,力加载情况一对应的履带梁引导轮支座最大变形为1.6 mm,主要受力区域应力均小于200 MPa,力加载情况二对应的履带梁引导轮支座最大变形为2.1 mm,主要受力区域应力均小于200 MPa,相关云图如图5～图8所示。以上有限元强度校核显示,微型挖掘机伸缩底盘强度能够满足使用要求。

5 结束语

通过设计和有限元强度校核,确认微型挖掘机伸缩底盘可以满足不同工况的使用需求,使微型挖掘机进出狭窄通道方便,适用于室内装修等场合。