Dientes de cubo para Excavator 207-70-34170 para piezas de repuesto PC300 de 5 agujeros

Desarrollo de un modelo de predicción de la vida de la punta del diente basado en la mecánica de fractura para aflojar los dientes

Como el componente central de los dispositivos de aflojamiento en la maquinaria de construcción, la aflojamiento de los dientes soporta las cargas cíclicas de alto estrés en condiciones duras, como estratos desgastados y eliminación de rocas. La falla de la fractura de la punta del diente afecta directamente la eficiencia operativa del equipo y la seguridad. Este documento explora sistemáticamente los métodos para construir un modelo de predicción de la vida de la punta del diente para los dientes desgarradores basado en la teoría de la mecánica de fractura y de acuerdo con los requisitos de GB/T 25628-2023.

Aplicación de la mecánica de fractura en el diseño del diente del desgarrador

La mecánica de fractura proporciona fundamentos teóricos para el diseño de los dientes destrozados mediante el estudio de mecanismos de propagación de grietas. Los casos de ingeniería práctica indican que el área del orificio del alfiler del vástago de los dientes es una zona típica de concentración de alto estrés donde se producen predominantemente fracturas. El análisis de elementos finitos revela que cuando el Destripador impacta la roca dura, las tensiones localizadas en el área de contacto de la manga del diente pueden alcanzar 1063.7 MPa, superando con creces el límite de resistencia del material.

Propiedades del material y parámetros de la mecánica de fractura de los dientes aflojados

La aflojamiento de los dientes se fabrican típicamente a partir de acero de aleación de carbono medio, logrando una resistencia a la tracción de 950 MPa después de enfriar y templar. Los parámetros de la mecánica de fractura clave incluyen:

Hardedad de la fractura (KIC): refleja la resistencia de un material a la propagación de grietas

Factor de intensidad del estrés (k): caracteriza la intensidad del campo de estrés en la punta de la grieta

Tasa de propagación de grietas (DA/DN): describe las características de crecimiento de grietas por fatiga

Método de construcción del modelo de predicción de por vida

1. Fundación teórica

Propagación de crack de fatiga descrita por la ley de París:

Donde ΔK es la amplitud del factor de intensidad del estrés, C y M son constantes de material.

2. Pasos clave

Análisis del espectro de carga: recolecte el historial de tiempo de estrés durante la operación real

Vida de iniciación de grietas: calculado utilizando la teoría del daño acumulativo lineal de Miner

Vida de propagación de grietas: resuelto numéricamente integrando la ecuación de París

Validación y optimización: parámetros del modelo refinados con datos de prueba de banco

3. Enfoque de diseño innovador

La investigación biónica indica que las estructuras de la punta del diente modeladas después de las puntas de la garra de pollo mejoran significativamente la distribución del estrés, extendiendo la vida útil de más de tres veces.

GB/T 25628-2023 Requisitos estándar

El último estándar impone requisitos de rendimiento mecánico más estrictos para los dientes de aflojamiento del suelo:

Nuevo 'Vibración de ensamblaje ' Métrica de prueba (Cláusula 5.3)

Especificaciones mejoradas de propiedad mecánica para las parlotes (cláusula 5.5)

Tolerancias de calidad de fundición definidas de fundición (cláusula 5.4)

Conclusiones y perspectivas

El modelo de predicción de la vida basado en la mecánica de fractura establecida evalúa efectivamente la vida útil restante para la aflojamiento del suelo, proporcionando una base para el mantenimiento preventivo. La investigación futura puede integrar la tecnología de detección inteligente para permitir el monitoreo de propagación de grietas en tiempo real y la advertencia temprana.