装载机销轴再制造性评估及修复技术研究

论文摘要

装载机是世界上用量最大的工程机械之一，据初步估计，2010年全国装载机销售量超过20万台。销轴是装载机的关键件也是易损件，工作装置中各个部位的连接基本都是靠销轴铰接在一起，销轴在工作中起着传递动力和扭矩的作用，其数量多易于批量生产。由于装载机一般工作在铁路、建筑、矿山等建设工程环境中，工作环境恶劣，直接影响着销轴的使用寿命。销轴失效会影响装载机的工作稳定性和准确性，如卸载高度、卸载距离达不到要求、甚至整机瘫痪等一系列严重问题。本文围绕装载机的失效销轴再制造性评估及其修复技术两方面展开研究，具体研究内容如下：（1）通过建立基于有限元分析和动力学仿真的疲劳寿命模型，预测零件在最大载荷下的疲劳寿命，疲劳寿命减去服役疲劳损伤积累得到的最大载荷下的当量寿命，从而得到零件的剩余疲劳寿命。（2）建立失效销轴的再制造性评估模型，确定剩余疲劳寿命、材料性能、失效性、回收价值性等4个基本特性指标，以及修复工艺性、经济性、环境性等3个重要指标。根据销轴的失效特点给每个指标分配一定的权重，通过一定的计算方案得到再制造性综合评估指标。通过实例，说明再制造性评估模型的有效性。（3）对具有再制造价值销轴进行电弧喷涂和氧-乙炔火焰喷焊两种工艺方法修复。通过比较涂层的表面硬度、耐磨性、表面形貌及成本分析等方面得出氧-乙炔火焰喷焊的涂层性能较电弧喷涂的优良，但它的修复量较小，对于修复量较大的失效销轴宜采用电弧喷涂。针对测试结果提出了改善涂层性能的部分措施。本文通过建立销轴的再制造性评估模型，对失效销轴进行再制造性评估，根据评估结果采取既经济又能满足其使用要求的再制造工艺方法，并通过一系列实验验证所选工艺方法的有效性。这一研究过程具有一定的推广意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景及意义
• 1.2 再制造内涵
• 1.2.1 再制造定义及研究对象
• 1.2.2 再制造与维修和再循环的区别
• 1.3 轴类零件再制造
• 1.3.1 轴类零件再制造的国内外研究现状
• 1.3.2 装载机销轴的修复技术
• 1.4 论文主要研究内容
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 论文技术路线
• 第2章 基于有限元分析的装载机销轴剩余寿命预测
• 2.1 装载机工作装置的动力学仿真
• 2.1.1 装载机工况分析
• 2.1.2 装载机工作外载荷的确定
• 2.1.3 ADAMS 载荷谱分析
• 2.2 装载机销轴有限元分析
• 2.2.1 装载机销轴受力分析过程
• 2.2.2 有限元分析过程
• 2.2.3 销轴的有限元分析
• 2.3 销轴剩余疲劳寿命预测
• 2.3.1 疲劳寿命预测方法
• 2.3.2 fatigue 软件介绍
• 2.3.3 材料疲劳特性曲线
• 2.3.4 fatigue 计算结果分析
• 2.3.5 销轴剩余疲劳寿命分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于剩余疲劳寿命的销轴再制造性评估研究
• 3.1 再制造性评估方法与准则
• 3.2 销轴再制造性评估指标
• 3.2.1 基本特性指标
• 3.2.2 再制造工艺性指标
• 3.2.3 经济性指标
• 3.2.4 环境性指标
• 3.3 基于剩余疲劳寿命的销轴再制造性评估
• 3.3.1 再制造评估模型
• 3.3.2 基本特性评估指标与再制造工艺性指标
• 3.3.3 再制造综合性评估
• 3.3.4 再制造评估实例
• 3.4 本章小结
• 第4章 装载机销轴修复技术研究
• 4.1 装载机销轴的磨损
• 4.2 装载机销轴修复实验研究
• 4.2.1 电弧喷涂和喷焊工艺的比较
• 4.2.2 修复实验与分析
• 4.3 修复销轴涂层性能检测
• 4.3.1 尺寸、表面粗糙度、裂纹测量
• 4.3.2 硬度实验分析
• 4.3.3 耐磨性实验分析
• 4.3.4 表面形貌实验分析
• 4.3.5 改善涂层性能的措施
• 4.4 不同修复技术的再制造成本分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及完成的科研项目
• 致谢