针对大型正铲液压挖掘机工作装置结构强度的评估问题,对大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度进行了研究。采用离散元技术对铲斗挖掘力进行了研究,得出了工作装置斗杆挖掘等挖掘工况的动态挖掘阻力。基于MSC.Adams建立了工作装置刚体模型和刚柔耦合模型,运用刚体模型进行了工作装置最大挖掘力普查研究。最后在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加动态挖掘阻力,进行斗杆挖掘,分析了工作装置的结构强度;同时在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加静态的最大挖掘力,分析了工作装置的结构强度。研究结果表明,工作装置的静态仿真存在着局限性,不能全面地反映工作装置的结构强度情况,并证明了动态仿真研究的重要性,初步探究了挖掘姿态、工作负载与结构强度三者之间的关系,为大型液压挖掘机工作装置的设计提供了具有价值的参考。

挖掘机是土石方工程的主要施工机械,由于其作业对象、载荷、操作等的不确定性,挖掘机工作装置的受力情况较为复杂。液压挖掘机的工作装置主要由铲斗、斗杆和动臂构成,基于不同优化部位、不同优化目标和不同优化算法,其优化设计具有多样性和复杂性。详细介绍了关于液压挖掘机工作装置的优化方法,分别就局部与整体优化、新型结构设计与应用和现代优化架构三方面进行展开,总结了液压挖掘机工作装置的优化方式和未来发展趋势,为液压挖掘机工作装置的优化设计提供参考。

为减少某型号8吨反铲液压挖掘机工作装置的制造成本,在综合考虑多种典型工况、理论挖掘力、静态强度的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了轻量化设计。分析与计算了挖掘机工作装置在五种典型工况下的挖掘力,并通过有限元分析软件ANSYS中对工作装置进行了静力学强度分析。采用ANSYS、MATLAB与导重法相结合的方法对挖掘机工作装置进行了优化设计,最终优化结果表明在满足材料许用应力的情况下工作装置质量减少了21%,降低了工作装置的生产成本。

随着露天矿山生产效率的提高,电动液压铲使用年限、运行时间的不断增加,延长其使用寿命、降低维修使用成本是目前面临的难题。基于R9250E电动液压铲工作装置工作原理及结构组成,对研究其状态维修方案,以解决电动液压铲在维修使用中的难题,并简要阐述RE9250电动液压铲状态维修的流程及工艺。

以某型号液压挖掘机工作装置为研究对象,运用Creo三维设计软件建立工作装置三维数字化模型,并将工作装置4种典型工况的装配体模型导入ANSYS Workbench有限元软件进行静力学求解,获得了4种典型工况下的应力云图。根据各工况的应力分布情况可知,工作装置工况1的最大应力为679.16 MPa,最大应力位于动臂加强板。为了降低该部位的应力,提出2种方案对该部位进行结构优化。优化后结构的静力学分析结果表明,工作装置动臂加强板的最大应力显著降低,远小于材料的许用应力值,极大地提高了工作装置的结构强度和可靠性。

以某移动式煤炭采样车工作装置整体为研究对象，利用SolidWorks建立了工作装置整体三维模型，通过与ANSYS的程序接口将模型导入，在对煤炭采样车3种典型工况分析基础上，结合有限元理论建立了工作装置整体耦合有限元模型，准确模拟工作装置间的销轴连接和液压缸连接，对工作装置进行了强度、变形和模态分析，并结合产品对分析结果进行对比验证。分析结果表明，采用整体集成有限元分析法极大的减小因边界条件及载荷难以确定而造成的计算误差，进一步可以指导工作装置的改进设计。

为了解决挖掘机在实际作业过程中挖掘力不足、燃油经济性差等常见问题，综合分析和比较国内外先进的挖掘机挖掘性能参数，提出基于组合挖掘的挖掘机工作装置优化设计新方法．挖掘机的组合挖掘方式包括基于作业路径上的多段单缸挖掘轨迹的组合和基于可行区域内离散点的双缸同时主动复合作用两种．建立优化数学模型，通过遗传算法求解多目标函数．优化结果显示：挖掘机的挖掘性能在习惯作业路径上最大挖掘力提高了10％，双缸复合挖掘时工作油缸的充分发挥比例提高了13％以及最大复合挖掘力提高了8％，证明了新优化方法在提高挖掘性能上的可行性．

挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用,工作装置是挖掘机直接承受工作载荷的主要构件,其结构强度与挖掘机的可靠性和工作性能直接相关,以23t液压挖掘机为蓝本,在进行大量现场测绘的基础上,提出了工作装置结构设计的简明方法.确定了23t液压挖掘机工作装置的结构方案和液压缸的布置方案.针对设计要求,对工作装置的运动特性、结构主参数进行分析计算.根据挖掘机的工作特点,在各种危险工况下,验算工作装置各液压缸的闭锁压力和动臂的提升力,并进一步完成了载荷分析.在此基础上初估动臂、斗杆的危险截面尺寸,并校核其最大应力,以确定最佳截面尺寸.最后,对动臂、斗杆进行了强度校核,验证了设计合理性,证明该设计方法具有较好的工程实用价值.

针对现有液压挖掘机工作装置力学性能分析存在的分析对象局限于单一构件,分析过程中未考虑惯性载荷等问题,提出基于ANSYS的工作装置结构瞬态动力学分析方法,构建工作装置有限元模型,通过模态分析得到工作装置在GB9141-88规定的4种工况下的固有频率,进而通过模态叠加法分析了冲击载荷下工作装置的瞬态动力学响应。

目前在装载机工作装置分析过程中广泛采用了如ANSYS、Pro／E、UG和ADAMS等现代设计分析方法的软件。现从液压传动的角度对装载机工作装置的机构及作业平稳性进行了分析。