曹磊

【摘 要】在工程建筑中，挖掘裝載機的使用最為頻繁。機器在使用過程中，由于使用的不當或者機器臂設計得不合理都有可能引起故障問題。論文進行了簡單的分析，希望對今后的工作有所幫助。

【Abstract】In the engineering buildings， excavating loaders are used most frequently. In the process of using the machine， improper operation or unreasonable design of the arm can cause failure. This paper makes a simple analysis， hoping to provide some help for the future work.

【關鍵詞】挖掘裝載機基臂；開裂；分析處理

【Keywords】 base arm of excavating loader； cracking； analysis and processing

【中圖分類號】TB303 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）08-0140-02

1引言

在對挖掘裝載機使用中，機器的故障很多，但是主要問題出在挖掘裝載機的機臂上，原因是機臂是在工作過程中用力的主要部位，也是最容易損壞的部位，在對這個部位分析中我們可以看出，其結構比較繁雜，要想對關鍵部位進行加固工藝難度不小。因為此部位為工作部位，要求靈敏度高，使用一般的加固方法會在一定程度上造成機臂的靈活性不夠等問題。本文主要就是對造成機臂故障的原因進行分析，并找出原因，實施解決辦法，使挖掘裝載機更好地為工程建筑行業(yè)服務。

2 挖掘裝載機臂開裂原因分析

2.1 結構構造

在挖掘裝載機工作過程中，機臂的結構原因，在工作時，要滿足它三個方面的要求，才能保證它的正常運行，這三個方主要包括：①機臂構件要有足夠的強度，這里的強度主要是指在工作時，要能對抗住工作載荷對機臂構件的作用力[1]。②機臂構件要在剛性范圍內達到一定的標準，這里的剛性主要是指在工作過程中，一定的載荷作用力下，構件不能有變形的情況發(fā)生。③機臂構件要有一定的穩(wěn)定性，在這里的穩(wěn)定性是指，在工作中，機臂的形態(tài)要保持原樣對一般的載荷作用力不會受到影響。

2.2 載荷作用力

在對載荷的作用力分析中，載荷又可以分為兩種形式，一種是靜態(tài)載荷，另一種就是動態(tài)載荷。在這樣的載荷作用力中，交叉載荷作用力對機臂的構件可靠性影響最大。比如在挖掘裝載機工作時，它的提升、下降和旋轉中突然的停止對機臂構件的作用力大，而且這個瞬間的作用力還是來自多個方向，因此對機臂構成威脅，這樣的作用力是無法計算的，只有在試驗中可以獲得。在使用過程中，機臂構件要承受多大載荷，這要在實際工作中才能獲得。因此在對基本構件的可靠性分析時，首先分析構件的結構形態(tài)和構件的載荷作用力。

2.3 結構形態(tài)

在對挖掘裝載機機臂的結構形態(tài)分析中，我們可以參照圖1進行分析。①挖掘裝載機機臂的主體結構的組成方法由兩個部位組成，一個是兩側主腹板，另一個是下端翼緣板，在機臂兩側主腹板外側加強腹板和底部的加強板組成[2]。②構件的d-e部分主要是箱型結構，在這個部分的組成中主要是主腹板和翼緣板組成。③機臂的三個受力點是a、b、c這三個部位的鉸接孔，最后要關注的是c點的細長部分。

2.4 在結構和構造中分析構件故障原因

在結構中分析開裂的原因[3]。其主要的原因有：①在d-e段，由于是箱體結構，在抗震作用力中穩(wěn)定性較好，在這一部分出現開裂的可能性不高，可以忽略對它的加工考慮。②在a、b、c三端處是受力點，特別是c處是懸臂而且開口還長，也不是箱體結構，這樣的地方扭性力不強，最容易在翼板和焊接處出現開裂現象。

在挖掘裝載機機臂的工作狀態(tài)中載荷分布情況進行開裂原因分析：挖臂變回轉的推拉力通過挖臂鉸接處中軸及挖臂兩側腹板將力傳遞至挖臂上，鉸接孔處受力較集中，易出現開裂情況。挖臂鉸點孔通過銷軸與回轉體進行鉸接固定，通過回轉缸的推拉力作用，實現挖掘工作裝置的左右回轉作業(yè)，特別是在快速、突然進行回轉操作時，挖臂除了受到常力作用外，還承受較大的突變作用，極易產生較大變形，從而產生開裂失效現象。

還有一個造成開裂的因素就是焊接技術的問題，在對連接處焊接過程中，一定要按照標準來進行。在焊接過程中要用綜合的方法考慮因素，以及縫隙對承受力的影響。在挖掘裝載機機臂構件中，其實就是受力和承受力的問題，只要了解了工作原理，就能根據原理解決開裂問題，并且找出開裂的原因。

3 挖掘裝載機機臂優(yōu)化方法

3.1 對挖掘裝載機機臂下端進行優(yōu)化

機臂的下端是箱體結構，但是比較細長，在中間段沒有加強的結構形式，因此在這個部位的一些關鍵點要加肋板。在肋板的加裝過程中，要注意對機臂整體重量的控制，要滿足基本管路通過的流暢性，因此在肋板的加裝中，可以采用少量開孔的方法，減輕重量。在對肋板均勻加裝中，達到對箱體下端結構的穩(wěn)定性形成幫助，使在作用力中更加受力。

3.2 對機臂b端點進行結構優(yōu)化

在這三個部位中，是主要的受力點，它們受到的是在挖掘裝載機工作中來自各個方面的作用力，這樣就形成了在這三個部分受力的復雜多變情況。根據對力學的分析，對b端的結構形態(tài)總結以后得出，對該處加強翼緣板，在開當兩側連接形成一體的形式。對這樣的處理以后，在抗扭作用力的過程中得到大大加強，使機臂能夠更好地完成挖掘任務。

3.3 對機臂a、c端進行優(yōu)化

在對這兩端進行優(yōu)化過程中，要保證斗桿和挖臂在工作中的受力，這個力主要來自機臂的提升和下降，還有就是旋轉時的作用力，由于結構的要求，不能進行加固翼板的形式來進行，主要采用加腹板的方式來解決問題，如圖3進行加裝就行。

3.4 焊接

在焊接中要按照一定的科學方法來進行，在焊接中要保證好質量，因為在焊接處，也是比較脆弱的地方[4]。在焊接中，要遵循一定的焊接程序，這樣的程序在焊接中往往是被忽略的，但是在機臂焊接中卻是最重要的，因此要特別注意。

4 結語

對挖掘裝載機機臂開裂的原因進行分析以后得出，在這些原因中，機臂構造的問題，我們可以采用加固的方法來解決。對于是人為的因素，只有不斷提高挖掘技術來解決，在這個過程中，我們要不斷創(chuàng)新挖掘技術，使之更好地在工作過程中防止機臂開裂的問題。

【參考文獻】

【1】李柏松，李志永，李繼銘，等.大型挖掘機結構件厚板層狀開裂原因分析及對策[J].工程機械，2017，48（11）：52-57+7.

【2】曲芳，沈斌，趙麗坤.基于EDEM的井下挖掘裝載一體機主車體設計研究[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2016（04）：13-17.

【3】曹宇.新型正鏟挖掘裝載機構的構型和設計方法[D].秦皇島：燕山大學，2014.

【4】呂曉敏，宋明朗，張少華.挖掘裝載機箱形伸縮臂的結構改進[J].工程機械與維修，2012（04）：144-145.