某型推土机松土器结构优化分析

    松土器可分为挖掘机用松土器和推土机用松土器，挖掘机的松土器也叫斗钩，推土机的松土器也叫尾钩。因其具有挖掘切入力强的特点，故适用于硬土、次坚石、风化石的预先粉碎、分裂，以便于用挖斗进行挖掘及装载作业。松土器作业原理主要是利用推土机的牵引力和油缸的推压力，综合作用于地面，实现疏松、破碎的目的。松土器的主要结构如图1所示，由支架、液压油缸、拉杆、工作横梁、松土齿等组成。

图1 单齿松土器结构示意图

1 Simulation功能概述

    Simulation是一种基于有限元分析（即FEA数值）技术的设计分析软件，它作为嵌入式分析软件与无缝集成，具有各种功能以适用不同用户的需求。它能进行零件和装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析，在进行零件分析时，其工作流程如图2所示。

图2 零件的静态应力分析流程图

    首先通过编辑材料来为零件指定材料，材料指定是进行应力分析的基础，若材料表没有所需材料，也可自定义材料；其次定义夹具，固定零件的面、边线或者顶点：然后将不同方向大小的载荷添加到零件上，模拟机构工作时的受力；最后进行网格划分并运行分析，得到受力、变形等图解。

    本文通过松土器实例验证了 Simulation对所构建的零件和装配体进行应力分析和优化的高效性，省去了转换格式并导人其它有限元软件进行分析的步骤，同时分析结果精确可靠。

2 松土器建模与静力分析

    在中分别建立支架、液压油缸、拉杆、工作横粱、松土齿等各零部件三维实体模型，注意建立模型单位设置为“MMKS”，然后将各个零件添加配合组装成装配体，拖动零件仿真机构运动，检查是否存在干涉，运动轨迹是否与实际相符，最后完成松土器的建模，如图3所示。

图3 松土器三维实体图

    对松土器结构进行静力学计算分析。由于松土器为对称性结构，所以只进行一侧的受力分析。计算出A（液压油缸1推杆与工作横梁铰接点）、B（液压油缸2推杆与工作横梁铰接点）、C（连接拉杆与工作横梁铰接点）、D（松土齿工作时的齿尖受力点）、O1（液压油缸1与支架铰接点）、O2（液压油缸2与支架铰接点）、O3（连接拉杆与支架铰接点）共7处铰接点的受力图，如图4所示。