一种长振动寿命燃油箱、工程机械及其设计选型方法技术

本发明专利技术公开一种长振动寿命燃油箱、工程机械及其设计选型方法，包括：箱体、耳板、垂向隔板、水平隔板等部件。其隔板位置可以调节，通过隔板姿态的调节，实现燃油箱模态的改变，避免因作业环境、作业工况改变引起的共振或低阶模态激发。同时提供一种长振动寿命燃油箱的控制方法，充分考虑燃油液位等因素对燃油箱整体模态的影响。相比缓冲装置只能减弱振动幅值，此专利从部件振动特性出发，切实减弱部件振动，提升可靠性。提升可靠性。提升可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种长振动寿命燃油箱、工程机械及其设计选型方法


[0001]本专利技术涉及一种长振动寿命燃油箱、工程机械及其设计选型方法，属于工程机械


技术介绍

[0002]工程机械朝着高功率、多功能方向发展，但随之产生的大冲击、强振动造成燃油箱等系统部件疲劳故障问题突显。燃油箱是整车的动力系统的主要部件，其疲劳寿命对于车辆运行至关重要。但其常在内隔板、底部安装梁等处发生母材及焊缝开裂或断裂，进而引起燃油泄漏、车辆停工，对环境、车辆以及客户评价造成影响。
[0003]为满足不同客户群体使用需求，工程机械产品一般有众多吨位级别可供选择。不同吨位级别产品在设计过程中，会出现借用已有成熟产品燃油箱的现象。工程机械吨位不同，其主要作业工况会存在大的差异。作业工况差异引起主要振源及振动激励频率的改变，当其与燃油箱的某阶模态重合时，易发生共振造成振动疲劳失效。
[0004]目前工程机械所使用的燃油箱一般通过螺栓与车架硬连接，其内隔板与燃油箱箱体通过焊接方式直接连接；不同吨位级别工程机械存在直接借用燃油箱的现象。现有技术存在以下缺点：1）燃油箱主要结构都是焊接固定的，其振动模态固定，当使用环境或使用车型发生改变时，作业工况差异引起主要振源及振动激励频率的改变，当其与燃油箱的某阶模态重合时，易发生共振造成振动疲劳失效；2）燃油箱设计过程中未充分考虑燃油液位等因素对燃油箱整体模态的影响；3）燃油箱内隔板与燃油箱箱体直接焊接连接，由于两者均属于薄板件，焊接产生的热变形易造成焊接应力集中，进而成为断裂危险点；4）因燃油箱与车架直连，振源激励能够直接传递至燃油箱，造成其振动疲劳故障。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种长振动寿命燃油箱、工程机械及其设计选型方法，通过隔板姿态的调节，实现燃油箱模态的改变，解决共振造成振动疲劳失效的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供一种长振动寿命燃油箱，包括燃油箱箱体和连接在所述燃油箱箱体底部的油箱底部支架；所述燃油箱箱体内设有垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板；所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板的位置均可调节。
[0007]进一步的，所述垂直调节隔板一、垂直调节隔板二，可通过伸缩机构在垂向耳板中竖直滑动；所述水平调节隔板，可通过伸缩机构在水平耳板中水平滑动；通过调节垂直调节隔板一、垂直调节隔板二及水平调节隔板的位置，能够组成不
同的调节姿态。
[0008]进一步的，所述燃油箱箱体内还固定设置有垂向耳板和水平耳板。
[0009]所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板均通过所述垂向耳板和水平耳板均通过焊接方式连接燃油箱箱体。
[0010]垂向耳板与水平耳板可避免隔板与箱体两薄板件的直接焊接连接。
[0011]进一步的，所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二，水平调节隔板，为中部折弯结构。
[0012]进一步的，所述箱体具有四面压型，油箱底部支架为封闭结构；所述燃油箱箱体与油箱底部支架通过焊接方式连接。
[0013]进一步的，所述燃油箱还包括金属橡胶减振器；所述金属橡胶减振器位于油箱底部支架与车架之间，可实现燃油箱箱体与车架的软连接。
[0014]进一步的，金属橡胶减振器的弹性主轴方向根据车辆自身作业特性进行选择：车辆载荷主要是上下作用时,选择轴向弹性主轴；车辆左右或前后晃动时,选择径向弹性主轴。
[0015]进一步的，所述油箱底部支架底部设置有八个金属橡胶减振器；其中四个边角安装的金属橡胶减振器其弹性主轴为油箱安装轴向，其余四个位置安装的金属橡胶减振器其弹性主轴为油箱安装径向。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种工程机械，安装有第一方面所述的长振动寿命燃油箱。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种长振动寿命燃油箱的设计选型方法，包括：基于第一方面所述的燃油箱，根据用户调研统计需安装燃油箱的机械的常用的作业工况及其作业时间占比；通过对比测试数据库，计算各作业工况对燃油箱振动疲劳损伤的贡献占比，筛选贡献量较大的作业工况并识别其振动激励源；对应测试数据库，确定其主要激励频率；对应模态调节姿态库，确定燃油箱隔板姿态，保证燃油箱模态避开上述识别激励频率，燃油箱模态计算考虑燃油液位对燃油箱整体模态的影响；使用焊接方式连接耳板及内部隔板。
[0018]进一步的，燃油箱模态计算通过模态试验或有限元仿真得到。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：1.通过隔板姿态的调节，实现燃油箱模态的改变，避免因作业环境、作业工况改变引起的燃油箱共振或低阶模态激发；内侧隔板与燃油箱箱体通过耳板连接，避免薄板件焊接产生的大的热变形及焊接残余应力集中；2.隔板为中部折弯结构，可在油箱振动时通过变形吸收部分的振动能量，提升隔板的振动疲劳可靠性；3.箱体具有四面压型，油箱底部支架为封闭结构，实现燃油箱强度的加强；4.油箱底部支架安装金属橡胶减振器可实现燃油箱箱体与车架的软连接，弹性主轴方向可根据车辆自身作业特性进行选择，可有效衰减低频大振幅的振动；5.长振动寿命燃油箱的设计选型方法，充分考虑燃油液位等因素对燃油箱整体模
态的影响。不同吨位级别的产品在借用燃油箱时，可根据此方法匹配相应的燃油箱隔板姿态。避免主要振动激励频率与燃油箱的某阶模态重合，进而引发共振，造成燃油箱振动疲劳寿命的降低。
附图说明
[0020]图1为实施例长振动寿命燃油箱的立体图；图2为实施例长振动寿命燃油箱的内部示意图；图3为实施例长振动寿命燃油箱的调节姿态1；图4为实施例长振动寿命燃油箱的调节姿态2；图5为实施例长振动寿命燃油箱姿态调节的设计选型流程图；图中：1、油箱箱体，2、油箱底部支架，3、金属橡胶减振器，4、垂向耳板，5、垂直调节隔板一；6、垂直调节隔板二，7、水平调节隔板，8、水平耳板。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0022]实施例一：如图1至图4，本实施例提供一种长振动寿命燃油箱，包括燃油箱箱体1，油箱底部支架2，金属橡胶减振器3，垂向耳板4，垂直调节隔板一5，垂直调节隔板二6，水平调节隔板7，水平耳板8；其隔板位置可以调节，通过隔板姿态的调节，实现燃油箱模态的改变；燃油箱箱体1，箱体包含四面压型，压型可增加箱体刚性。
[0023]油箱底部支架2为封闭的“口”字型，以保证支架刚度。油箱底部支架2安装金属橡胶减振器3可实现燃油箱箱体与车架的软连接。油箱底部支架2同时加工8个安装孔，用于放置金属橡胶减振器3。所述燃油箱箱体1与油箱底部支架2通过焊接方式连接；所述金属橡胶减振器3位于油箱底部支架2与车架之间，可实现燃油箱箱体与车架的软连接；金属橡胶减振器3的弹性主轴方向可根据车辆自身作业特性进行选择。以破碎型大挖为例，其破碎岩石时，主要振动激励方向为油箱安装轴向；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长振动寿命燃油箱，其特征在于，包括燃油箱箱体和连接在所述燃油箱箱体底部的油箱底部支架；所述燃油箱箱体内设有垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板；所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板的位置均可调节。2.根据权利要求1所述的长振动寿命燃油箱，其特征在于，所述垂直调节隔板一、垂直调节隔板二，可通过伸缩机构在垂向耳板中竖直滑动；所述水平调节隔板，可通过伸缩机构在水平耳板中水平滑动；通过调节垂直调节隔板一、垂直调节隔板二及水平调节隔板的位置，能够组成不同的调节姿态。3.根据权利要求1所述的长振动寿命燃油箱，其特征在于，所述燃油箱箱体内还固定设置有垂向耳板和水平耳板；所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二和水平调节隔板均通过垂向耳板和水平耳板连接所述燃油箱箱体；所述垂向耳板和水平耳板均通过焊接方式连接燃油箱箱体。4.根据权利要求3所述的长振动寿命燃油箱，其特征在于，所述垂直调节隔板一，垂直调节隔板二，水平调节隔板，为中部折弯结构。5.根据权利要求1所述的长振动寿命燃油箱，其特征在于，所述箱体具有四面压型，油箱底部支架为封闭结构；所述燃油箱箱体与油箱底部支架通过焊接方式连接。6.根据权利要求1所述的长振动寿命燃油箱，其特征在于，所述燃油箱还包括金属橡胶减振器；所述金属橡胶减振器位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋朋，彭钰，孟凡乐，李凯，
申请(专利权)人：徐州徐工挖掘机械有限公司，
类型：发明
国别省市：