论文摘要
自20世纪80年代至今,ZL50型轮胎式装载机一直是中国国内装载机的主力机型。滚柱式超越离合器与液力变矩器联合使用在装载机上,具有车辆通过性强、自动无级变速、自动防止发动机过载等诸多优点,是装载机传动系统的最常见结构之一。本文简单介绍了超越离合器的相关背景知识和装载机的相关知识,简单介绍了滚柱式超越离合器的工作过程以及滚柱式超越离合器在装载机传动系统中的作用。对于滚柱式超越离合器的设计及工艺分析,最常见的假设都是超越离合器的滚柱和内环凸轮均匀受力。而在实际工况中,超越离合器的所有滚柱按照理想状态均匀受力是很少存在的,并且,超越离合器的微观上的受力不均匀,往往是导致早期疲劳源的主要原因。本文介绍了有限元法的相关知识,然后对ansys和ansys workbench软件进行简单介绍,并根据装载机传动系统的实际工况,以地面附着条件将导致轮胎打滑限制发动机动力的发挥为条件确定了工作载荷,通过动力匹配计算,系统地对滚柱式超越离合器进行了受力分析；在此基础上对超越离合器滚柱均匀受力和不均匀受力都进行了有限元分析。本文介绍了滚柱式超越离合器的主要失效形式,然后通过对滚柱式超越离合器失效反馈数据和制造过程制造过程的分析,总结影响滚柱式超越离合器失效产生的因素。最后分析了结构参数和制造误差对离合器失效的影响。本文在对滚柱式超越离合器的失效分析与受力分析的基础上,在结构设计、材料设计、工艺设计等方面提出了提高超越离合器可靠性的措施。通过内环凸轮和隔离环的材料、加工工艺等提出改进措施,提高它们的可靠性,并对隔离环和弹簧定位进行结构优化,改善它们的受力状态,使之更加趋于合理。通过大量的实践和改进,ZL50型超越离合器的故障率大幅度的下降,由异常波动时期的4%-5%下降到1%甚至0.5%以内,并且进一步通过了过程稳定控制,达到了ISO 9000国际标准的产品性能要求。