大型擦窗機(jī)行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化

大型擦窗機(jī)行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化擦窗機(jī)作為高空作業(yè)的特種非標(biāo)產(chǎn)品,己經(jīng)成為高層及超高層建筑外墻維護(hù)、清潔的重要機(jī)械設(shè)備。隨著異形墻面建筑的發(fā)展,為擴(kuò)大擦窗機(jī)作業(yè)范圍,滿足更高的作業(yè)要求,臂長超過30m的大型擦窗機(jī)逐漸發(fā)展,且伸縮臂型屋面軌道式擦窗機(jī)逐漸成為主流機(jī)型。擦窗機(jī)伸縮臂節(jié)數(shù)的增加和長度的增長,會使整機(jī)的質(zhì)量及重心發(fā)生改變,對作為擦窗機(jī)整機(jī)的支撐基礎(chǔ)部件的行走機(jī)構(gòu)帶來不利的影響,直接影響整機(jī)的性能及安全性。擦窗機(jī)結(jié)構(gòu)的失效可能會造成重大事故,產(chǎn)生嚴(yán)重后果,故擦窗機(jī)的大型化對其行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行及承載能力均提出更高的要求。本文首先利用SolidWorks三維建模軟件建立擦窗機(jī)整機(jī)的三維模型,將其導(dǎo)入ADAMS仿真軟件中,完成擦窗機(jī)的虛擬樣機(jī)模型。根據(jù)擦窗機(jī)完整工作循環(huán)過程進(jìn)行動力學(xué)仿真分析,獲得擦窗機(jī)運(yùn)行的速度、加速度,輪軌接觸力等運(yùn)動特性和動力參數(shù),找到危險工作位置,為擦窗機(jī)行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化做準(zhǔn)備并提供數(shù)據(jù)支持。行走機(jī)構(gòu)分為承重輪和框架結(jié)構(gòu)兩部分,針對行走機(jī)構(gòu)的承重輪,分別運(yùn)用赫茲接觸理論和有限元彈性接觸分析的方法對承重輪與軌道進(jìn)行彈性接觸分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有限元彈性接觸分析的方法與赫茲理論計(jì)算方法相比,限定條件少,精度較高,較為符合實(shí)際接觸狀態(tài)。對承重輪與軌道進(jìn)行有限元彈塑性接觸分析,與彈性接觸分析結(jié)果進(jìn)行對比可見承重輪己達(dá)到材料屈服極限,其輪軌材料顯示出較好的承載能力?；贏PDL參數(shù)化語言,在ANSYS軟件中建立擦窗機(jī)整機(jī)有限元模型,對其進(jìn)行力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)整機(jī)最大應(yīng)力出現(xiàn)在行走機(jī)構(gòu)框架的立軸上,通過分析其應(yīng)力、應(yīng)變情況,找到行走機(jī)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的薄弱位置,并依據(jù)特征值屈曲分析結(jié)果判斷整機(jī)穩(wěn)定性,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)。最后,針對行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,利用ANSYS優(yōu)化模塊對承重輪進(jìn)行輕量化研究,對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并對優(yōu)化方案進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核,驗(yàn)證優(yōu)化的合理性。目前,大型擦窗機(jī)還屬于發(fā)展初期,針對其行走機(jī)構(gòu)的研究還較少,本文對擦窗機(jī)行走機(jī)構(gòu)的承重輪進(jìn)行接觸分析,提出基于改善輪軌接觸狀態(tài)的優(yōu)化方法,對整機(jī)運(yùn)行性能的提升有著較大意義;對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能分析并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),可在一定程度上使擦窗