礦山裝載機928鋁礦錫礦用裝載機多少錢一輛中首重工山西z眞

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礦山裝載機工作裝置的分析

1.工作裝置的結構

工作裝置由鏟斗、動臂、橫梁、支撐、搖臂、拉桿等組成。各構件之間由鉸銷聯接，有相對轉動。為

了增強搖臂、支撐的剛度，在搖臂及支撐之間有筋板連接，在計算時，可以將其視為一體。動臂上鉸

點與礦井裝載機前車架鉸接，中部鉸點與舉臂油缸鉸接；搖臂上鉸點與翻斗油缸鉸接。用MARC對其做

有限元靜力分析中，認為工作裝置各鉸接處沒有相對轉動。動臂是工作裝置的主要受力部件，其截面

形狀為矩形；又因其長、寬方向遠大于厚度方向，故可以用板殼元對動臂進行離散。橫梁截面為箱形

，為焊接結構。搖臂和支撐也是焊接結構，其焊接板的截面均為矩形?？紤]各構件的厚度遠小于其它

兩個方向的厚度，可以認為均為板類零件。

2.結構受力與破壞特征

礦山裝載機整體結構為對稱結構。分析礦井裝載機插入、鏟起、舉升、卸載等的作業過程可知，礦井

裝載機載初鏟時，工作裝置受力大。在整個工作過程中受到的外界載荷為不變載荷，主要是物料的重

量以及機構自重。由于物料種類和作業的條件不同，礦井裝載機工作時鏟斗切削刃并非均勻受載，一

般可以簡化為兩種極端情況：（1）認為載荷沿切削刃均勻分布，并以作用在鏟斗切削刃中點的集中

載荷來代替均布載荷，稱其為對稱受載情況；（2）非對稱受載情況，由于鏟斗偏鏟、料堆密集情況

不均，使載荷偏于鏟斗一側，通常將其簡化為集中載荷作用在鏟斗邊緣的斗齒上。這兩種處理方法都

是偏于安全的。當結構受力超過其極限載荷，材料發生塑性變形直至開裂（焊接部位）或斷裂。

3.有限元模型的建立及邊界條件工作裝置作為礦井裝載機的主要工作部件，強度和剛度有充分

的。根據工作裝置的結構特征

，建立起與其對應的有限元模型。


4.礦山裝載機是工程機械的主要機種之一，廣泛用于建筑、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港

口、碼頭等國民經濟各部門。國外礦井裝載機發展迅速，而我國礦井裝載機在設計上存在很多問題，

其中主要集中在可靠性、結構設計強度等方面[1,2]。由于采取“類比試湊”等設計方法在一定程度

上存在盲目性，容易形成設計中的“人為”應力集中點，造成機構整體強度的削弱甚至破壞。按這種

設計生產出的產品，外觀上看上去很強壯、剛性很好，但卻有內在的設計缺陷，使用過程中常因工作

裝置結構強度等原因，產生開焊、甚至斷裂等破壞，致使工作裝置報廢，造成重大經濟損失。

本文將以礦山裝載機為例，建立有限元模型，在典型工況下用MARC軟件進行靜態結構分析，獲得工作

裝置整體的應力及變形分布。其結論對該種結構的優化設計有一定的指導意義。