立 威，黄日龙，谢家学，田常录

（1.江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214112；2.无锡吊蓝机械制造有限公司，江苏 无锡 214125)

擦窗机伸缩臂接触应力分析

立 威1，黄日龙1，谢家学2，田常录1

（1.江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214112；2.无锡吊蓝机械制造有限公司，江苏 无锡 214125)

[摘 要]为了解擦窗机伸缩臂与滚轮接触部位的应力变化，基于Hertz接触理论对擦窗机的伸缩臂与滚轮进行了接触分析，导出了接触应力函数以及滚轮尺寸设计的公式，并通过软件模拟出应力变化与接触位置以及材料泊松比的关系变化曲线。针对无锡宝能大厦CWGS250型轨道式擦窗机进行理论分析，计算出实际受力，并进行相应的有限元计算，对两种方法得出的结果进行分析比较。结果表明本文的理论方法合理可靠，可以作为擦窗机设计的理论计算方法。

[关键词]擦窗机伸缩臂；赫兹接触理论；应力分量；滚轮尺寸

伸缩臂是擦窗机工作时的主要承载结构。进行伸缩臂设计时，需要确定载荷值和载荷组合，需对伸缩臂上作用的载荷进行研究。其主吊臂与伸缩臂之间通过滚轮连接，该接触为线面接触，易产生高应力，如图1所示。

图1 擦窗机伸缩臂结构示意图

端部载荷过大可能会造成与滚轮接触的伸缩臂底部钢板局部压缩变形，是吊臂结构的一个薄弱部位，因此本文将以赫兹接触理论为基础，试导出擦窗机的滚轮与伸缩臂接触处的应力场。

1 伸缩臂与滚轮接触部位理论分析

1.1 接触部位的应力推导

赫兹接触理论假设接触表面的压应力分布为半椭圆体，且有如下结论：线接触物体受力后其接触表面为矩形。……