挖掘机动臂运动分析

挖掘机动臂有限元模态分析

中图分类号：Ｈ１，Ｕ２文献标识码：Ｔ６Ｔ６１Ａ
挖掘机工作装置的传统设计多采用静力计算确定工作装置
当系统的自由度很大时对这样一组耦合方程进行求解将非模态分析方法就是以无阻尼的各阶主振型所对应的模态的受力，依靠安全系数的选取保证其强度及可靠性的经验方法，常困难。１解耦，变成各个独立的微分方程。对而未能充分考虑其工作过程中所受动态载荷带来的冲击与振动坐标来代替物理坐标使式（）问题。挖掘机作业过程中工作装置时刻处于振动之中，且其振动式（）１进行拉氏变换后得到：怕【］）（）＿）（）ｓｃ＋｛ｓ｝（｝２陶ｘ５
ｒｄｏｔｎｔｏｓｅｗｉｒａｓｌｔｆｅｎｓａｄｐａｔａｒｓｉｉ．ｔａｔｔｅｏｅ５ｍｏｅｒｉｕｉｗｔｓｈｃａｅｂｏｕｅｒｅｅｓｎｒｉｅｔｃｏＡｓ．ｒ１ｄｓａｅｅｔａｈｃｃｌｒｔｎｌｈｆａｏｔｄａｄｅｔｎｅ．ｓｉｈｒｎｅｕｎｙａｄｍｉｉｒｉｏｅｉｒｖｅｅ．ｈｔｄｒｖｄｓｉ— ｄｐｅｎｘｅｄｄＩｎｅｅｔｒｑｅｃｎａｎｖａｏｍｄｓｅｉｗｄＴｅｓｙｐｏｉｅｍ— ｔｆｂｔｎｕｐｒｔｏｅｐａｅｅｆｒａｙｉｏｍｃｖｏ，ｄｉｐｏｉｅｆｕｄｔｎｏｅａａｓ — ｏｔｄｌａｍｔｒｏｌｓｆａｏｅａａｒａｔｒｖｄｓｏｎａｉｔｌｉｏｄｎａｍｒｎａｓｒｆｘｔｎｏｆｈｎｙｓｆｙｎｉｐｒｒｎｅａｄｏｔｉｉｒｃｕａｙａｉｃａａｔｉｉｆｒｔｍｏｃｖｏｄｔｅｍｆａｃｅｏｍａｃｉｚｏｏｓｕｔｒｄｎｃｈｒｅｓｃｏｅａｅａａｒａｎｐｍａｎｆｔｔｌｍｃｒｔｓｈｒｆｘｔｎｈ

液压挖掘机动臂有限元分析方法研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔ￣ｉｎｇａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒ（２０ｔ）ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ。ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅａｍｌｅｓｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆｏ
Ｔｈｅｎａａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｄｑｕｉｃｋｌｙｂｕｉｌｄｅｎｔｉｔｙａｎｄｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｃａｒｔｇｕｒａａｎｔｅｅｔｈｅｑｕｌｉａｔｙｆｇｏｒｉｄａｎｄｃｏｍｐｕｔｔｉａｏｎｌａｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ．Ａｔｔｈｅ３Ｏ；ｌ￣ｅｔｉｍｅ，ｉｔａｌｓｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｈｒｉａｎｇｏｆｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｄｆｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｎｄａｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
摘
要：以某型液压挖掘机（２０ｔ级）为研究对象，基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ、Ａｎｓｙｓ三种软件无缝连接，利用各自软件功
能特点对挖掘机反铲工作装置一动臂进行建模和分析，提出了一种快速、方便、高效的有限元分析方法，该分析方法能够快速建立三维实体和有限元分析模型并能保证网格质量和计算效率，同时也解决了不同工况共享有限元模型和销轴连接模拟的问题；分析结果表明该分析方法是切实可行的，对其他工程机械有限元分析的研究也具有一定参考意义。

挖掘机工作装置运动和疲劳强度分析

设计计算DESIGN & CALCULATION挖掘机工作装置运动和疲劳强度分析武慧杰1，杨建伟1，张志强2（1. 北京建筑大学机电与车辆学院，北京 100044；2. 中交路桥北方工程有限公司，北京 100024）［摘要］针对挖掘机工作装置的疲劳损伤，利用Pro/E 及ANSYS 进行三维建模及有限元分析。

通过Pro/E 平台中的机构模块分析工作装置的极限位姿以及运动参数，然后利用工作装置位姿转换，基于力矩平衡关系，对斗杆挖掘和铲斗挖掘工况下的铰点进行受力分析，获取工作装置各铰点的最大载荷。

在此基础上，利用ANSYS 疲劳强度分析得出挖掘机最小疲劳全寿命。

研究结果可为挖掘机工作装置结构设计提供理论参考。

［关键词］挖掘机；运动分析；疲劳强度；全寿命［中图分类号］TU621 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2015）06-0089-05Kinematics and fatigue strength analysis of excavator working deviceWU Hui -jie ，YANG Jian -wei ，ZHANG Zhi -qiang本文在Pro/E 软件中对挖掘机整机进行实体三维建模，并运用Pro/E 的机构运动分析模块对挖掘机工作装置的包络图及铲斗齿尖的位移、速度和加速度进行仿真模拟。

然后基于ANSYS 软件，结合工作装置位姿关系计算工作装置各铰点承受的最大载荷，在此基础上对挖掘机动臂、斗杆进行应力和全寿命分析，得到挖掘机工作强度和使用寿命的校核结果，为挖掘机工作装置强度和可靠性分析提供了高效的解决办法。

１挖掘机三维建模与虚拟仿真1.1 工作装置原理与结构液压挖掘机的作业过程包括铲土挖掘、满载回转、举升卸载、空斗返回等，其中反铲作业设备是液压挖掘机的主要工作装置［1］，由动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、连杆等组成，其结构如图1所示。

挖掘机动臂运动分析

值Ｉ０，时动油长Ｌ一云飞。 “ａＬ此，臂缸度 ‘ 了二歹ｍ５ｘ
３．斗杆运动分析．２３如下图３－４所示，Ｄ点为斗杆油缸与动臂的饺点，Ｆ点为动臂与斗
杆的铰点，Ｅ点为斗杆油缸与斗杆的铰点。
ａｏＬＣ＝ａｇ＝ＢＵ材一由图知ａ，ＵＦ， “ 二二２Ｌ＝。：，，＝Ｃａ一
故图中几何关系知：Ｘ，，，ｃｓ，＝Ｘ．＋Ｌ・ｏａ，２
．３６）（一．… （一７．３）
Ｙ二Ｌ－ｎＹ十，ａ１ｓ２ｉ
二３一９＿（）
机构型式不过几种，且它们之间还存在着许多共同点，现对最典型的结构型式作详细的运动分析，当反铲机构的几何参数确定以后，反铲机构的运动就取决于动臂油缸的长度Ｌ，Ｌ、斗杆油缸的长度Ｌ：Ｌ和铲斗油缸的长度Ｌ３Ｌ，现选取固定直角坐标系ＸＹ对反铲机构进行运动分析。Ｏ３．动臂运动分析．１３
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图３２动臂运动计算简图－
图３３动臂摆角范围－
（）动臂的摆角ｏ是动臂油缸长度Ｌ的函数，动臂上任意一点在任Ｉｌｉ，
为简化之，本文特采用以下方法，先分析固定坐标系方式下反铲工作装置各个机构的运动特性，得到一系列运动方程；再选用变换矩阵法来进行综
合运动分析，同时得到数学公式表述更简洁且有利于计算机编程的运动关系方程。反铲装置的具体结构型式有多种，按运动学分析，其中有实质差别的

挖掘机动臂工作原理

挖掘机动臂工作原理挖掘机是现代工程施工、矿山开采等领域中广泛使用的一种工程机械。

挖掘机的核心组成部分之一是动臂，它承担着挖掘、搬运和装载等重要任务。

动臂的工作原理涉及力学、液压和控制等多个方面。

本文将详细解释和讨论挖掘机动臂的工作原理，以及液压系统在其中的作用。

1. 动臂的结构和组成部分动臂是连接在挖掘机的回转平台上的一根长臂，其主要组成部分包括臂身、臂头、臂腕和油缸等。

臂身是动臂的主体部分，通常由钢材制成，具有足够的强度和刚度以承受挖掘和搬运工作中的应力和载荷。

臂头是连接臂身和臂腕的关键连接部件，它能够通过回转平台实现动臂的旋转。

臂腕是动臂的末端，用于连接挖斗等工具。

油缸是动臂的动力来源，通过液压系统驱动动臂的伸缩和旋转。

2. 动臂的伸缩原理动臂的伸缩是指动臂的长度可伸缩，使其适应不同工作场景和工况下的需求。

挖掘机动臂的伸缩主要通过油缸的伸缩实现。

油缸由油缸筒和油缸活塞组成，内部填充液压油。

在工作时，液压泵将液压油输送到油缸的一侧，使油缸活塞向外伸缩，从而推动动臂的伸展。

要缩回动臂，液压泵将液压油输送到油缸的另一侧，使油缸活塞收回，动臂也相应收回。

液压油在油缸两侧的流动实现了动臂的伸缩。

液压系统中的阀门控制油液的流动方向和流量，从而控制油缸活塞的伸缩速度。

通过控制阀门的开关状态，可以实现动臂的伸展和收回。

3. 动臂的旋转原理动臂的旋转是指动臂相对于回转平台的旋转运动。

动臂的旋转主要由油缸和回转平台上的回转机构实现。

油缸通过液压系统提供动力，推动动臂旋转机构的回转。

其中，回转机构包括回转齿圈、回转马达和其他配套部件。

当液压泵将液压油输送到回转齿圈的一侧时，回转齿圈会与动臂的回转马达相连，从而使动臂整体旋转。

反之，当液压泵将液压油输送到回转齿圈的另一侧时，动臂会旋转至另一个方向。

液压系统通过控制阀门的开关状态和油液的流动方向，实现动臂的旋转和停止。

4. 动臂的液压控制原理液压系统是挖掘机动臂工作的关键部分，它负责提供液压能量和控制油液的流动。

挖掘机的基本构造及工作原理分析

第二章挖掘机的基本构造及工作原理第一节概述一、单斗液压挖掘机的总体结构单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。

常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。

因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。

工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路上部转台——①发动机、②减震器主泵、③主阀、④驾驶室、⑤回转机构、⑥回转支承、⑦回转接头、⑧转台、⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11控制油路、○12电器部件、○13配重行走机构——①履带架、②履带、③引导轮、④支重轮、⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧装置挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。

二、挖掘机动力系统1、挖掘机动力传输路线如下１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动1、引导轮2、中心回转接头3、控制阀4、终传动5、行走马达6、液压泵7、发动机8、行走速度电磁阀9、回转制动电磁阀10、回转马达11、回转机构12、回转支承2、动力装置单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机。

挖掘机动臂自动下降故障的分析与排除

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维普资讯
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土Ｅｏｃ＆ｔｏ石ｒｎＣｕｅｇ方ｗ工ｒｎｉｈｙ机ｒ技ｏｔｎａ旌ｉｓｎｌｔａｙｃｃ械Ｍ术ｒＴｏｈｈｏ与ｅｋ
升位置时，油缸小腔的液压油与回油油路接通．此时小腔液压油流入回油路，平衡即被破坏，于是下降速度变快。但按上述方法检查后，发现下降速度没有变化．则表明液压缸的密封件没有损坏，因此判断可能是控制
２引起故障的主要原因
根据液压系统原理图分析可知，出现上述故障的主要原因有以下４个方面［］：（动臂控制阀有故障。１）（动臂液压缸密封件损坏，２）导致内泄严重。（控制该动作的过载阀故障。３）（控制该动作的先导控制阀有故障。４）
阀、先导控制阀和安全锁定阀等．因此还需要进一步的检查和判断。
３３置换法．
用故障判断排除方法中的置换法．将控制动臂的
过载阀与控制铲斗或斗杆的过载阀互换来判断过载阀有无故障。具体方法是：先确定控制铲斗或斗杆的过载
阀正常，在装车状态下再将各自过载阀互换，然后切断过载油路与回油油路，若动臂不会下降，则表明过载阀
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土石方机械与施工技术
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挖掘机动臂自动吓降故障分析与拂除
０前言
一
３逐步分析和诊断
３１顺序检查法．
台小松Ｐ２０Ｃ０挖掘机在工作一段时间后．出现

挖掘机的工作原理

挖掘机的工作原理
挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（济宁山鼎重工液压油缸、回转马达+减速机、行走马达+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。

1．行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走2．回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转
3．动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动
4．斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动
5.铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动。

挖掘机的机械手臂的设计（已处理）

挖掘机的机械手臂的设计挖掘机的机械手臂的设计摘要挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械,作为工程机械的主力机种。

由于液压挖掘机具有多品种,多功能,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐,其生产制造业也日益蓬勃发展。

挖掘机的主要特点为:能无级调速且调速范围大,能得到较低的稳定转速,快速作用时,液压元件产生的运动惯性小,加速性能好,并可作高速反转,传动平稳,结构简单,可吸收冲击和振动,操纵省力,易实现自动化控制,易于实现标准化、系列化、通用化。

本次设计的主要参数是斗容量0.2m3它属于中小型液压挖掘机,主要设计挖掘机的工作装置。

挖掘机的工作装置是直接完成挖掘任务的装置,本设计对工作装置的各个组成部分进行了较为详细的设计,这其中包括了动臂、斗杆和铲斗及其驱动装置的设计。

挖掘力约为30kN,最大卸载高度约为2.65m,最大挖掘深度4.2m,最大挖掘半径约为 5.728m,从中可以看出整机作业能力有了很大的改进,不仅挖掘力大,且机器重量轻,传动平稳,作业效率高,结构紧凑。

关键词挖掘机,机械手臂;斗杆目录摘要I第1章绪论 11.1 课题来源 11.2 课题的研究的背景和意义 11.3 国内外的发展与现状 21.4 本次设计概诉 3第2章机械手臂的设计 52.1 设计方案原则 52.2 确定动臂、斗杆、铲斗的结构形式52.2.1 确定动臂的结构形式 52.2.2 确定斗杆的结构形式72.2.3 确定铲斗的结构形式和斗齿安装结构7 2.2.4 铲斗与铲斗液压缸的连接方式92.3 确定动臂、斗杆、铲斗油缸的铰点布置9 2.3.1 动臂油缸的布置92.3.2 斗杆油缸的布置102.3.3 铲斗油缸的布置112.4 动臂、斗杆、铲斗机构参数的选择122.4.1 反铲装置总体方案的选择122.4.2 机构自身几何参数132.4.3 斗形参数的选择142.4.4 动臂机构参数的选择172.4.5 斗杆机构参数的选择212.4.6 连杆、摇臂参数的选择22第3章工作装置的强度计算233.1 斗杆的计算233.2 动臂的计算28结论30参考文献31致谢32绪论课题来源在学校组织的金工实习期间,对挖掘机的机械手臂的结构和工作原理有了一定的了解,本课题来源于此。

液压挖掘机动臂应力应变有限元分析

图３动臂各铰点约束图
统给出的一系列要求后就可以进行求解。求解是自动完成
输入信息进行调整，输入后重新求解。
Ｆ铰点：内侧施加Ｙ方向的约束，施加Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的载荷；外侧不加约束，但施加ｘ、Ｙ、Ｚ方向的载荷。
７动臂有限元分析结果
弹性模Ｅ＝２．１２ｘ１０Ｍｐａ。６求解
通过对动臂有限元模型施加设计载荷及约束，完成系
的。在系统处理求解过程中，若要详细了解求解过程的信Ｃ铰点：内侧施加Ｘ、Ｙ方向的约束；外侧施加Ｘ、Ｙ、Ｚ息，通常把ｏｕｔｐｕｔ窗口放到桌面的最前面。在求解过程中方向的约束，均不加载荷。如果出现求解过程中断现象，对中断原因进行分析、研究Ｂ铰点：施加载荷不加约束。Ｄ铰点：施加载荷不加约束。和判断；中断不能排除时可以尝试返回开始界面，通过对
Ｂ外侧Ｄ内侧Ｄ外侧Ｆ内侧
Ｆ外侧
— １１１７００－２６２３４ — ２６２３４６５４８０
４３４
— ．１６５９０ — ４２２６ — ４２２６－１８２１６
２６９５２
压缸作用力作为载荷依据动臂的结构特点和受力状况施
图４动臂各铰点载荷图
加在动臂上，将动臂与斗杆的连接铰点作为外载荷处理。时受到Ｚ向力的作用。另一种结构如图５（ｂ）所示，动臂头在有限元分析时对动臂的各铰点进行约束和施加载荷，处部的轴固定在侧板上，动臂头部的一侧受力，另一侧不受

挖掘机臂杆长度的运动学优化

1 前言
文提出一种基于运动能力的优化目标函数。“运动能力”是指对象在空间各方向获得速度的能力 ,
工程机械的优化设计随着计算机软、硬件技术的发展正在迅速得到应用。不论是零部件设计还是整机设计 ,运用优化方法成功地提高技术经济性能的实例日益增多。工程机械的优化设计问
这种能力越强 ,说明对象快速运动的可能性越大 , 对迅速使对象运动到指定地点有重要意义。文章将介绍运动能力目标函数的意义、数学原理及其在挖掘机臂杆长度优化中的应用。
在三类优化设计问题中发展较快的是动力学
优化设计 ,也得到了较多的工程应用。事实上机
械的设计构思是从运动构思开始的 ,只要有可能
应该在动力学优化之前先实施运动优化 ,然后以
所得结果作为约束条件完成动力优化。困难的是
针对不同问题建立合理的运动优化目标函数并非易事。
液压挖掘机作为一种模拟人类上肢挖掘动作的工程机械 ,在满足最大挖掘半径、最大卸载高度等设计要求的前提下 ,如何实行动臂和斗杆长度
22 优化设计专题论文《机械设计》1999 年 7 月 №4
文章编号 :1001 - 2354 (1999) 07 - 0022 - 04
挖掘机臂杆长度的运动学优化 Ξ
宋又廉(上海铁道大学机械工程系 ,上海 200333)
摘要 :机械的运动优化应先于动力优化实施 ,但运动优化目标函数难以确定 ,因此应用较少。挖掘机是一
的轴线方向改变了。其物理意义可作如下解释 :
‖Ω ‖ ≤1 指挖掘机转台和臂杆的角速度以最高
角速度为单位 ,因此其值在 0 ～ 1 之间 ,此时铲斗
齿尖的速度范围呈三维椭球形。这种关系可以用
图 3 表示。

挖掘机动臂动臂沉降超差分析

１３６
《装备制造技术）２ｏ￣４年第９期
拆除单向阀阀芯检查其外锥面磨损程度。
２动臂沉降超差原因分析与排查方法
２．４二次溢流阀调整压力低或密封不良。
为了防止冲击载荷，川崎ＫＭＸＲ系列主阀在动动臂之所以会沉降，是因为动臂油缸无杆腔至臂联主阀芯至动臂油缸油路之间连接了二次溢流主阀封闭油路内油液有泄漏，泄漏有外泄和内泄两阀，二次溢阀以螺纹插装的形式集成在主阀体上，其种途径，其中内泄又分为油缸内泄和阀内泄，每一个调定压力稍高于主溢流阀，只有当主阀动臂联阀芯泄漏点都是造成动臂沉降超差的潜在因素。处于中位，动臂受到冲击载荷，动臂油缸油路压力达２．１动臂油缸大腔至主阀管路外泄漏到二次溢流阀设定压力时，二次溢流阀开启。如果二动臂油缸大腔至主阀之间由液压管和管接头连次溢流阀阀芯外锥面因磨损与阀座密封不严或二次接，如果连接点有外泄漏，动臂油缸有杆腔内油液减溢流阀调定压力低于动臂油缸无杆腔的压力，动臂少，造成活塞杆内缩动臂沉降。油缸无杆腔液压油经二次溢流阀泄漏量过大，活塞
向阀的弹簧腔侧，由于弹簧腔侧受力面积大于非弹簧腔侧，单向阀阀芯在弹簧腔侧与非弹簧腔侧压力
之差和弹簧力共同作用下处于关闭状态，单向阀泄漏量大大降低，动臂油缸无杆腔油液被“ 封住” ，活塞
１．动臂油缸２．负栽保持阀２－１．二位三通液控换向阀２－２．单向阀（逻辑阀）３．二次溢流阀４．主阀（动臂联）５．主泵
良，在挖掘臂自重的作用下动臂油缸无杆腔产生高３动臂沉降超差故障排除具体方法压油穿过活塞密封环泄漏至有杆腔，使动臂油缸有杆腔内压力升高，有杆腔内油液虽然有主阀芯密封，按照上述方法逐一排查，拆出单向阀发现阀芯但主阀芯是滑阀，滑阀的泄漏量远大于锥阀，有杆腔锥面磨损严重呈不规则环形凹槽状，将阀芯锥面上内油液经主阀芯泄漏至油箱，活塞杆内缩动臂沉降的凹槽磨平后再将阀芯与阀座配研。直至做充气试超差。验不漏为止，将阀芯复位后试机，沉降超差故障排排查方法：使动臂油缸活塞杆全伸，停机后拆下除，按照同样的方法将斗杆沉降超差予以排除。动臂油缸有杆腔油口的连接管并将连接管堵住，开机后继续提升动臂使主溢流阀溢流，保持提升状态４结束语１５秒，如有杆腔油口无油渗出，证明油缸内泄，反之证明油缸无内泄。本文通过分析动臂保持液压回路原理找出造成２．３单向阀密封不良动臂沉降超差几种原因，并逐一排查，最终解决动臂当动臂处于保持状态时，单向阀阀芯外锥面与沉降超差故障。阀座配合良好，动臂油缸无杆腔产生高压油经单向阀的泄漏量很小，如阀芯外锥面（封油面）过度磨损参考文献：造成其与阀座配合不严，动臂油缸无杆腔内的高压［１】陈国俊，郭勇，等．液压挖掘机（下册）【Ｍ】．武汉：华中科技油经阀芯外锥面与阀座配合形成的环状密封带的泄大学出版社，２０１１．

挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化

挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化一、本文概述本文旨在深入研究挖掘装载机装载工作装置的动力学特性，通过动态应力仿真分析，揭示装载工作装置在作业过程中的应力分布与变化规律，并在此基础上，对动臂结构进行拓扑优化，以提升其结构性能和使用寿命。

研究过程中，将结合理论分析、仿真模拟和实验验证等多种手段，构建全面、精确的动力学模型，并对模型的有效性进行验证。

本文的研究成果将为挖掘装载机的设计与优化提供重要的理论依据和技术支持，有助于提高装载机的作业效率和安全性能，促进挖掘机行业的持续发展。

在文章的结构安排上，首先将对挖掘装载机装载工作装置的动力学特性进行概述，为后续研究奠定基础。

接着，将详细介绍动态应力仿真分析的方法与过程，包括模型的建立、边界条件的设定、仿真结果的分析等。

在此基础上，将探讨动臂结构的拓扑优化方法，包括拓扑优化理论、优化模型的构建以及优化结果的评价等。

将通过实验验证仿真分析的有效性和拓扑优化的可行性，进一步说明研究成果的实用价值和应用前景。

本文将全面深入地挖掘装载机装载工作装置的动力学特性和动态应力变化规律，通过对动臂结构的拓扑优化，为挖掘装载机的设计与优化提供有力支持，推动挖掘机行业的技术进步和创新发展。

二、挖掘装载机装载工作装置动力分析挖掘装载机作为工程机械的重要组成部分，其装载工作装置的动力性能直接决定了机器的作业效率和稳定性。

因此，对挖掘装载机装载工作装置进行动力分析具有重要意义。

动力分析的主要目的是揭示装载工作装置在作业过程中的动力学特性，包括动态响应、振动特性以及能量传递等。

通过动力分析，可以深入了解装载工作装置在不同工况下的受力状态和运动规律，为后续的动态应力仿真研究和结构优化提供理论支持。

在动力分析过程中，通常采用多体动力学仿真软件建立装载工作装置的三维模型，并设置相应的约束条件和驱动函数。

通过仿真计算，可以模拟装载工作装置在实际作业过程中的动态行为，获得关键部件的动态位移、速度和加速度等动力学参数。

挖掘机出现大臂二臂动作慢的故障检修

挖掘机出现大臂二臂动作慢的故障检修
挖掘机大臂二臂动作缓慢，可能出现以下故障：
1.先检查接收二臂的油管是否连接到连接旋转的油管上，
检查先导滤芯是否清洁。

如果问题仍然存在，则可能是阀芯堵塞或小泵故障。

2.液压油变脏会导致动力大幅下降，液压件发热明显变大，因此可以作为判断依据。

3.液压泵泄压，无法达到指定压力，导致机器失去动力。

4.发动机本身没有足够的动力。

5.液压泵驱动有打滑现象。

6.液压管路存在泄漏。

7.为了解决这些故障，需要测量压力，检查压力是否达到标准，然后调节液压泵。

故障维修过程中，需要进行以下检查：
1.检查主压力，检查出320bar(P1/P2)，但P2泵间歇性的检查出280bar。

.
3.复合起动时主控阀下端部发生噪音，拆除主控阀下盖板后检查噪音。

4.回转优先阀杆侧,出现撞击阀杆盖的噪音(嗒嗒嗒)发生。

5.回转优先阀杆发生弯曲，大臂阀杆2也发生划痕。

液压挖掘机动臂与斗杆的设计

Key words: hydraulic excavator; Movable arm; Arm; design
（四）.工作装置运动仿真...............................................................41
1.模型的建立……………………………………………….41
在建筑工程中，可用来挖掘苦坑、排水沟，拆除旧有建筑物，平整场地等。更换工作装置后，可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。
在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。
在铁路、公路建设中，用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。
在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道等。
挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别
挖掘机分类五：按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。
反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。
（2）挖掘机发展历史
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。1951年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的Poclain( 波克兰 ) 工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。

挖掘机机械臂轨迹规划分析

挖掘机机械臂轨迹规划分析规划机械臂轨迹，是控制机械臂的基础和前提，主要目的是通过规划机械臂运动速度、加速度、脉动和角度等，从而确保机械臂能够稳定、平滑的运动。

其次，规划机械臂的轨迹，也能够防止其在运行时出现冲击振动，从而将机械臂的可靠性和工作效率提升，在分析挖掘机运动过程及结构的前提下，通过标准的D-H法，将相应的研究模型构建起来，并且，在运动学理论基础上，进行相应的分析，那么，通过文章下文对挖掘机机械臂轨迹规划的相关内容进行了分析论述，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

标签：挖掘机；机械臂；轨迹规划挖掘是用途广泛、功能特殊的工程机械设备之一，在交通运输工程、民用建筑、水利水电和矿业开采等工程中都发挥重要作用。

近年来，我国地质灾害频发，而在事故救援抢险中，作为重要的救灾设备，挖掘机充分的体现出了自身的价值。

然而随着施工环境的日益复杂，事故灾害的严重性，对挖掘机的工作精度和性能方面也提出了全新的要求。

其中挖掘机机械臂轨迹的规划就属于研究的重点。

因此，文章通过下文围绕有关方面的内容进行了详细的分析和论述。

1 研究背景分析进入21世纪以来，我国社会经济发展速度不断加快，为了更好的服务于人类，对挖掘机设备的作业质量也提出了全新的要求，怎样完善其工作可靠性及工作效率已经成为当前的工作重点。

而合理的规划挖掘机的轨迹，令其可以平稳、快速的将挖掘任务完成，就可以将挖掘机工作中所遇到的问题解决掉，从而将挖掘机的整体性能提升。

所以，怎样能够更好的完善其运行轨迹，成为了处理问题的重点。

在工作中，机械臂的速度、加速度和位移等问题是轨迹规划研究的主要内容。

它主要利用对轨迹的控制确保末端可以有效运行和工作。

规划机械臂轨迹，是逆运动学问题与机械臂正常运动学问题的具体应用，机械臂的动态性能和规划的合理性之间联系密切。

所以，在机器人学中，轨迹规划已经成为了一个重要的研究领域和热点。

所以，规划机械臂轨迹，一定要采取合适的措施和遵循一定的原则，防止其速度、加速度和位移的突然变化，确保其能够连续运动，从而将运动期间的振动与冲击波减少。

挖掘机动臂强度分析

WY10B挖掘机动臂强度分析（一拖（洛阳）工程机械有限公司洛阳 471003）摘要：以WY10B液压挖掘机为研究对象，对反铲挖掘机工作装置——动臂建立Pro/E实体模型，并用Pro/MECHANICA模块对挖掘机动臂的设计模型在受最大应力的危险工况下进行有限元强度分析。

对实体动臂在危险工况下进行实际应力测试，与有限元分析结果进行对比，分析差异，为挖掘机动臂改进提供理论和实际依据。

关键字：液压挖掘机动臂有限元应力中图分离号：**** 文献标示码：A1.概述液压挖掘机是工程机械的主要产品之一,具有较高的技术含量和工作效率，它被广泛应用于建筑、筑路、水利、电力、采矿、石油、天然气管道铺设和军事工程等基本建设之中。

动臂是挖掘机工作装置(铲斗、斗杆、动臂) 3 大部件之一[1],是主要承载件。

在挖掘过程中,动臂直接或间接承受很大外力。

作业环境的状况也对动臂的强度和变形在一定程度上造成很大影响。

目前,在国内液压挖掘机设计中,对动臂的应力进行分析的较多,而对理论与实际结合分析较少。

本文结合WY10B挖掘机的实际作业工况,对挖掘机动臂在受力最大的典型工况下挖掘时进行强度分析和实际应力测试,为挖掘机动臂设计提供理论和实际依据。

2.计算工况选择对挖掘机动臂进行强度分析时,分析采用的工况必须是有限元模型受力最大的危险工况[2]。

根据挖掘机的连接情况, 使用Pro/ MECHANICAMOTION 模块对其进行动力学分析,利用Pro/MECHANICA MO TION 模块的运动仿真功能,模拟工作装置的运动情况,求出了动臂受力最大的工况。

分析发现,危险断面最大应力发生在采用铲斗挖掘的工况下，因此计算位置可按以下条件确定：1）、动臂位于动臂油缸作用力臂最大处；2）、斗杆位于斗杆油缸作用力臂最大处；3）、铲斗位于发挥最大挖掘力位置。

3载荷计算工作装置各构件通过销连接，在计算工况中不考虑偏载的影响，可以认为其只承受X、Y向的力，整个结构为静定结构，在计算工况中，铲斗缸产生主动力，大腔半径为27.5mm，压力为28MPa，则最大推力为：F G =R G=πr2P=π×0.02752×28×106=66489.5 N分别求得动臂各铰点的反力如下：动臂各铰点支反力：以上求出的力都是合力，在实际结构中，铰点处的受力并非集中力，而其附近的应力分布又是我们所关心的，为模拟实际情况，作如下假定：1）、载荷在X-Y面内在180°范围内按余弦分布；2）、分布力的方向为沿销孔表面的法向；3）、载荷在Z向均布；由假定构造载荷分布函数为：式中：F (θ ) = A cos (θ-α) (1) A 为待定常系数，合力R 已知，分布力F 在P 向的合力应等于R ，即式中：l 为销孔长度，r 为销孔半径。

挖掘机液压工作运动分析

挖掘机液压工作运动分析专业：自动化班级：T1123-5学号：20110230534姓名：王光辉挖掘机的工作特点及机械与液压的基本原理分析一．挖掘机的工作机构机构如图所示:挖掘机的组成和工作原理（1）组成发动机：柴油机，提供动力；底盘：包括离合器，变速器，后桥行走装置和机架，支撑整机质量和将动力传给行走机构的液压操作机构；机架：整机的骨架，使整机成为整体。

电气系统：包括发动机的电启动部分，照明系统，控制系统和发电机等。

（2）工作原理启动柴油机（主离合器）→变速器→中央传动系统→左右转向离合器→左右最终传动装置→行走机构，左右驱动轮→履带操纵系统→操纵挖斗工作二．挖斗的运动过程分析1.挖掘—通过对铲斗，斗杆及它们的复合动作，实现铲斗的破土和装土。

2.满斗回转—铲斗装满土后，动臂提升，同时进行平台回转到卸土位置。

3.卸土—平台回转到位后制动，由斗杆调节卸土半径，铲斗翻转卸土。

4.回位—铲斗卸土，转台反转，动臂，斗杆配合，回到挖掘位置三．课堂中所包含的挖掘机的机械与液压机构图如下：挖掘机机械与液压包括：液压变力矩，联轴器总成，行星齿轮式动力换挡变速器，中央传动，转向离合和转向制动器，终转动和行走系统，挖斗的控制系统等。

图中的机构图中包含：1.挖掘机的机械部分平面连杆机构：挖掘机的工作离不开平面连杆机构，图中的斗杆与机械臂，连杆与铲斗液压杆和摇臂等都是构成连杆机构。

凸轮机构：当发动机工作时，曲轴通过齿轮驱动凸轮轴旋转的那个凸轮轴转到凸轮突起部分顶起挺杆时，通过推杆和调整器螺丝使摇臂绕摇臂轴转动，压缩气门弹簧，压下气门使其开启。

而后，气门变回在弹簧的张力作用下而使气门关闭。

2.联接：（1）.螺纹联接：挖掘机的各个部分都是通过螺纹精密联接的，各个工作部件都是可以拆分的，使得检修方便。

（2）.键连接：在发动机的飞轮上，采用了键的联接，此种联接方式简单，工作的可靠性较高，拆装方便。

（3）.铆接：挖掘机的驾驶舱是采用铁皮铆接而成的，此种联接方式为不可拆联接，其特点是精密性好，为驾驶员提供了较好的工作环境。

挖掘机运动学分析新方法

挖掘机运动学分析新方法董明晓，张明勤（山东建筑工程学院机械系，山东济南250014）［摘要］分析了挖掘机的结构特点，应用D-H变换矩阵法建立运动学模型，推导出逆运动学算法，介绍在MATLAB5.3上建立仿真实验系统，以验证该算法的有效性。

［关键词］挖掘机；运动学；逆运动学；D-H变换矩阵；位姿［中图分类号］T U621［文献标识码］A［文章编号］1001-1366（2001）05-0049-03Kinematics anal y sis and simulation for excavatorsDONG Min g-xiao，ZHANG Min g-c in（Shandon g lnstitute of Architecture and En g ineerin g，Shandon g Jinan250014，China）Abstract：This p a p er anaI y ses the feature of excavators.The kinematics modeI is estabIished usin g D-H transformation matrix method and the inverse kinematics aI g orithm is inferred.A com p uter simuIation ex p erimentaI s y stem isdeveIo p ed in MATLAB5.3Ian g ua g es.The simuIation resuIts show that the aI g orithm is effective.Ke y words：excavator；kinematics；inverse kinematics：D-H transformation matrix；p osition and p osture!1引言挖掘机的运动学分析是轨迹规划、障碍回避、动力学分析的基础，其正确与否直接影响着作业的快速性与准确性，因此有着非常重要的意义。