矿山装载机928铝矿锡矿用装载机多少钱一辆中首重工山西z眞

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矿山装载机工作装置的分析

1.工作装置的结构

工作装置由铲斗、动臂、横梁、支撑、摇臂、拉杆等组成。各构件之间由铰销联接，有相对转动。为

了增强摇臂、支撑的刚度，在摇臂及支撑之间有筋板连接，在计算时，可以将其视为一体。动臂上铰

点与矿井装载机前车架铰接，中部铰点与举臂油缸铰接；摇臂上铰点与翻斗油缸铰接。用MARC对其做

有限元静力分析中，认为工作装置各铰接处没有相对转动。动臂是工作装置的主要受力部件，其截面

形状为矩形；又因其长、宽方向远大于厚度方向，故可以用板壳元对动臂进行离散。横梁截面为箱形

，为焊接结构。摇臂和支撑也是焊接结构，其焊接板的截面均为矩形。考虑各构件的厚度远小于其它

两个方向的厚度，可以认为均为板类零件。

2.结构受力与破坏特征

矿山装载机整体结构为对称结构。分析矿井装载机插入、铲起、举升、卸载等的作业过程可知，矿井

装载机载初铲时，工作装置受力大。在整个工作过程中受到的外界载荷为不变载荷，主要是物料的重

量以及机构自重。由于物料种类和作业的条件不同，矿井装载机工作时铲斗切削刃并非均匀受载，一

般可以简化为两种极端情况：（1）认为载荷沿切削刃均匀分布，并以作用在铲斗切削刃中点的集中

载荷来代替均布载荷，称其为对称受载情况；（2）非对称受载情况，由于铲斗偏铲、料堆密集情况

不均，使载荷偏于铲斗一侧，通常将其简化为集中载荷作用在铲斗边缘的斗齿上。这两种处理方法都

是偏于安全的。当结构受力超过其极限载荷，材料发生塑性变形直至开裂（焊接部位）或断裂。

3.有限元模型的建立及边界条件工作装置作为矿井装载机的主要工作部件，强度和刚度有充分

的。根据工作装置的结构特征

，建立起与其对应的有限元模型。


4.矿山装载机是工程机械的主要机种之一，广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港

口、码头等国民经济各部门。国外矿井装载机发展迅速，而我国矿井装载机在设计上存在很多问题，

其中主要集中在可靠性、结构设计强度等方面[1,2]。由于采取“类比试凑”等设计方法在一定程度

上存在盲目性，容易形成设计中的“人为”应力集中点，造成机构整体强度的削弱甚至破坏。按这种

设计生产出的产品，外观上看上去很强壮、刚性很好，但却有内在的设计缺陷，使用过程中常因工作

装置结构强度等原因，产生开焊、甚至断裂等破坏，致使工作装置报废，造成重大经济损失。

本文将以矿山装载机为例，建立有限元模型，在典型工况下用MARC软件进行静态结构分析，获得工作

装置整体的应力及变形分布。其结论对该种结构的优化设计有一定的指导意义。