液压挖掘机工作机构尺寸变化对其作业性能的影响规律研究

来源：机械工程学报杂志2017年第7期北京时间：

作者：范沁红, 张洪, 孙明奇, 姜雪程, 田保珍, 杨刚俊

单位：1. 太原科技大学机械工程学院 太原 030024；2. 沃尔沃设备建筑技术(中国)有限公司 济南 250000；3. 西北工业大学工业设计系 西安 710072

摘要：以液压挖掘机的工作区域为对象，针对工作机构尺寸变化对挖掘范围及作业性能指标的影响进行研究，依据性能要求逆向为工作机构尺寸优化设计提供方向策略。分别考虑挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘典型工况，利用开发的工作装置运动分析软件绘制了相应的挖掘轨迹的包络曲线。分析工作机构中动臂、斗杆、铲斗尺寸变化对整机挖掘作业性能指标的影响规律，同时对工作机构进行动力学分析，并优化复合挖掘力。结果表明：动臂尺寸增加时，最大挖掘深度、挖掘半径分别增幅达5.56%、13.31%，最大挖掘高度、卸载高度增幅分别达51.36%、53.87%。斗杆尺寸增加使其4种主要工作尺寸总体变化率在5%以内，增加幅度较低，其中挖掘高度的相对增幅率是下降的。铲斗尺寸增加，最大挖掘深度增幅最大为2.7%，且相对增幅变化率均匀;最大挖掘高度、挖掘半径总体变化率在1.3%左右，最大卸载高度呈下降趋势。优化后获得较大的挖掘力为532.16 kN较斗杆挖掘和铲斗挖掘有较大的提升，并给出在主要工况下的挖掘路径。

关键词：工作装置,机构尺寸,作业性能,液压挖掘机；

基金资助：* 国家自然科学基金(51575370，U1510131，51105264); 20160628收到初稿，20161225收到修改稿;