为提高大型正铲液压挖掘机工作装置的可控性与稳定性,以某350 t大型正铲液压挖掘机工作装置为例展开研究。首先,介绍正铲液压挖掘机的基本构成,基于丹纳维特-哈滕伯格参数(D-H)法求解工作装置的运动学正解和反解,得到挖掘机工作装置各铰点坐标与动臂、斗杆、铲斗液压缸位移及转角变化函数;然后,利用软件Matlab验证位移及转角函数模型,并得出函数变化曲线;最后,利用SolidWorks和机械系统自动动态分析(ADAMS)软件建立350 t大型正铲液压挖掘机的虚拟样机,对工作装置的动臂缸、斗杆缸及铲斗缸进行运动学仿真,绘制出位移变化曲线,对比分析得到的仿真曲线与Matlab所求的函数模型曲线。结果表明D-H法分析得到的动臂、斗杆、铲斗液压缸位移变化函数曲线与ADAMS仿真得到的仿真曲线基本一致,理论值与仿真值完成了互为准确性证明。

1.故障现象1台用于露天矿山开采的100t级大型矿山液压挖掘机动臂下降时出现抖动现象,有时动臂无法顺利下降。动臂下降时的抖动带动整机晃动,使操作人员感觉不适。现场调试后发现,当缓慢操纵动臂下降时,动臂能正常下降;当快速操纵动臂下降时,动臂出现抖动。该挖掘机工作状态时检测液压系统压力正常,操纵该挖掘机其他动作均正常,初步判断该故障出于动臂液压回路。

1台XG958型装载机出现负载时动臂提升缓慢现象，满载额定转速下提升动臂需要12s左右，比正常动臂提升时间多5s左右。该机的工作液压系统如附图所示，主要由先导泵、选择阀、先导操纵阀、工作泵、优先卸荷阀、分配阀（包括动臂滑阀、转斗滑阀、安全阀、转斗无杆腔溢流阀、转斗有杆腔溢流阀、转斗有杆腔补油单向阀、浮动单向阀）、转斗缸和动臂缸等组成。

（1）动臂和转斗同时无力 原因包括：油箱油量不足，造成吸空进气；进油软管老化开裂吸进空气，接头不牢进气；进油滤芯过脏，造成吸油不畅：工作泵损坏，内泄严重；操作阀上主安全阀调整不当或内泄严重：转斗缸与动臂缸同时内泄，转斗操作阀阀芯和动臂操作阀阀芯与阀孔配合间隙均过大。

液压挖掘机作业过程中工作装置频繁提升和下降，当动臂、斗杆举升时，液压能被转化为工作装置的势能；当它们下降时，该势能又转化为液压能。在传统的多路阀中，往往通过在动臂缸大腔、斗杆缸小腔回油路上设置单向节流阀，限制工作装置因自重造成的超速下降，致使其下降过程中因节流发热增加了系统的热负荷，降低了液压系统的效率。现代液压挖掘机的多路阀，通过设置再生回路回收部分势能转化成的液压能，降低系统发热，既加快了工作装置的下降速度又防止其超速下降。另外，当铲斗内装满物料或用铲斗上的吊钩吊起重物时，工作装置自动下降往往会酿成事故。为了保证液压挖掘机安全可靠地运行，现代液压挖掘机普遍在动臂缸大腔、斗杆缸小腔与其相应的换向阀之间设置锁定阀。斗杆回授功能可在斗杆内旋时增加速度，提高工作...