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装载机摇臂结构的改进

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在铲斗翻转过程中,3040摇臂钻发现原有摇臂4圆弧E处焊缝经常出现裂纹,研究后决定改进摇臂焊接结构。  

1.钻铣床厂家原因分析

从受力情况看,3050摇臂钻摇臂主要用于将转斗缸输出的力传递给铲斗,当铲斗绕动臂前孔上下翻转时,摇臂受循环载荷的作用。3080摇臂钻床在交变应力作用下,应力值较大的部位出现疲劳裂纹,在循环载荷的作用下疲劳裂纹开始扩散并zui终导致摇臂的断裂。从B-B裂纹断面来看,开裂焊缝断口呈“年轮弧线”形态,属疲劳断裂。所以,摇臂疲劳强度与应力集中有很大影响,由图2可知,B-B剖面焊缝zui为密集,焊接残余应力较大,另外,摇臂圆弧E处有孔,因此该处应力zui为集中,也就是说,B-B处疲劳强度zui低,摇臂疲劳断裂zui先发生在圆弧E处。

2.改进途径

提高疲劳强度zui有效的措施是:采用合理结构,提高焊缝质量,减缓应力集中,消除焊接缺陷。改进前后的摇臂结构如图2、3、4所示。改进前,在拉力作用下,焊缝处于拉应力较大的位置,属传力焊缝,特别是在圆弧E处应力zui集中,疲劳强度较低,焊缝易开裂。改进后,加固板宽度减小,焊接在两摇臂板之间,焊缝位置改变,而摇臂两端的开档尺寸和中心距等均不变。改进后的摇臂,其B-B剖面在拉力作用下,焊缝不承受拉应力,属非传力焊缝,焊缝不易开裂,疲劳强度相对较高。另外,将摇臂座梁上的摇臂耳座开档尺寸由145 mm改为125 mm,增大了横耳座与动臂板的间隙,提高了摇臂的刚性,进一步消除了焊接残余应力和应力集中现象。

目前生产的G932型装载机摇臂采用的就是改进后的结构。针对该改进进行了为期两年的质量跟踪,未发现摇臂焊缝开裂现象,摇臂的故障率降到3%~5%,证明该改进取得了明显成效。

XG932型装载机铲斗翻转机构工作原理:摇臂4有3组孔,3040摇臂钻其中心孔固定在动臂2上,3050摇臂钻一组孔一头与拉杆5相连,另一组孔与转斗缸3相连。当转斗缸换向阀处于中位时,无高压油进入转斗缸,铲斗不动。当转斗缸换向阀处于左位时,高压油进入转斗缸的无杆腔,3080摇臂钻床推动活塞向前移动,钻铣床厂家从而使摇臂绕动臂中心孔逆时针方向旋转,再通过拉杆使铲斗向上翻转;当转斗缸换向阀处于右位时,高压油进入转斗缸的有杆腔,转斗缸活塞杆回缩,从而使摇臂绕动臂中心孔顺时针方向旋转,通过拉杆使铲斗向下翻转。  
 

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