
明确布置与比较条件
升级为更重的斗轮驱动装置后,熟悉的变幅趋势可能无法反映全貌。调整平衡重可能使变幅油缸的静力接近原有数值,而中央连杆仍承受更大的载荷。
在本文所讨论的采用连杆变幅机构的取料机中,中央连杆连接斗轮悬臂与具有独立铰点的平衡重组件。示意图比较的是某一静止变幅位置,且几何形状和其他载荷保持不变。其结果仅适用于该布置及这些假设。
计入安装质量的全部变化
在此示例中,更换后的电动斗轮驱动装置增加了净安装质量。应计入支架及相关新增或拆除部件,并考虑各自的重心位置。相关变化应针对安装后的整体布置,而不是孤立地考虑驱动单元。
在此情况下,调整后的布置增加了绕悬臂主铰点的重力矩。在相同的静止变幅位置,且几何形状和其他载荷不变时,中央连杆必须承受更大的轴力,以平衡增加的力矩。
平衡重可使油缸力在某一位置恢复
假设升级评估确定需要增加平衡重。平衡重绕连杆变幅机构铰点产生的反向力矩,可抵消中央连杆引入的新增力矩。适当调整可能使该位置计算得到的油缸静力接近原有数值。
中央连杆力仍然较高。总支承重量也有所增加:机器现在同时承受斗轮驱动装置增加的安装质量和新增平衡重。
- 中央连杆轴力:在所述比较条件下增大。
- 变幅油缸静力:在评估位置可能恢复到原有数值。
- 总支承重量:增大,因为两项新增质量均保留在机器上。
使油缸力与原值相同,并不能恢复原有结构载荷。
在整个已评估变幅范围内比较升级后的趋势
对于升级后的变幅趋势,应绘制由压力换算的油缸力随悬臂角度变化的曲线,并与修订后的预测进行比较。在整个已评估变幅范围内,应采用等效的载荷和测试条件,包括冲洗状态以及最后一次运动的方向。
对于常规单杆油缸,压力作用于两腔的不同有效面积。以伸出方向为正,理想净液压力等于无杆腔压力乘以活塞总面积,再减去有杆腔压力乘以环形面积。HAWE 指出,摩擦是实际输出力产生差异的原因之一。因此,仅使用单腔压力可能无法准确反映油缸力。[1]
某一位置的一致,并不代表其他位置也一致。熟悉的趋势不能证明中央连杆、其端部连接或悬臂的承载能力。应将该趋势作为支持修订后整机评估的部分证据。
评估驱动装置反力并追踪载荷在整机中的传递
更换后的驱动装置安装结构需要单独评估。应计入允许工作转矩或峰值转矩提高所产生的反力,并与重量及其他适用载荷组合。更重的驱动装置并不必然意味着更高的转矩;应明确拟采用的驱动工作制和允许限值。
应追踪调整后的载荷经中央连杆、端部连接、悬臂、回转轴承及其安装结构,传递至支承结构和行走机构的过程,并纳入整机稳定性评估。各支承反力如何变化,取决于调整后的质量分布和机器位置。
如果升级还改变了油缸布置、压力限值或控制设定,应一并评估变幅系统与控制接口。油缸力比较结果符合要求,并不意味着这些独立核查已经完成。
明确哪些部件可保留,哪些需要处理
ACE 通过整机比较确定哪些部件可保留、哪些需要改造,以及哪些必须验证。评估应明确受影响的部件和连接、支撑计算,以及确定其承载能力所需但尚缺失的信息。
这为项目团队在确定驱动升级方案之前制定安装和验证范围提供了依据。任何尚未解决的假设、载荷工况和调试核查事项,都应在设计记录中清楚保留。
实用检查事项
- 记录净安装质量变化,包括支架、新增及拆除部件,以及重心位置。
- 确认实际连杆机构几何尺寸及比较所涵盖的变幅位置。
- 独立于油缸力结果,对中央连杆、连接和悬臂进行评估。
- 在整个已评估变幅范围内,以等效条件比较实测趋势与修订后的预测。
- 按拟定的工作转矩和峰值转矩限值核查安装反力。
- 追踪调整后的载荷向回转轴承、支承结构和行走机构的传递,并评估整机稳定性。
- 记录哪些部件可保留、哪些需要改造,以及哪些验证事项仍未完成。
在安装更重的斗轮驱动装置之前,应追踪调整后的载荷在整机中的传递,并验证受影响部件和连接的承载能力。
参考资料
1. HAWE Hydraulik SE:活塞:Fluidlexikon
