曹磊

（徐工鏟運機械事業(yè)部，江蘇 徐州 221004）

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(jié)構(gòu)比較繁雜，要想對關(guān)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(wù)。

2 挖掘裝載機臂開裂原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在挖掘裝載機工作過程中，機臂的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)件的作用力[1]。②機臂構(gòu)件要在剛性范圍內(nèi)達到一定的標(biāo)準(zhǔn)，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(gòu)件不能有變形的情況發(fā)生。③機臂構(gòu)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(gòu)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(zhuǎn)中突然的停止對機臂構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件的可靠性分析時，首先分析構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形態(tài)和構(gòu)件的載荷作用力。

2.3 結(jié)構(gòu)形態(tài)

在對挖掘裝載機機臂的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的組成方法由兩個部位組成，一個是兩側(cè)主腹板，另一個是下端翼緣板，在機臂兩側(cè)主腹板外側(cè)加強腹板和底部的加強板組成[2]。②構(gòu)件的d-e部分主要是箱型結(jié)構(gòu)，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(guān)注的是c點的細長部分。

圖1 機臂結(jié)構(gòu)圖

2.4 在結(jié)構(gòu)和構(gòu)造中分析構(gòu)件故障原因

在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，在抗震作用力中穩(wěn)定性較好，在這一部分出現(xiàn)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(jié)構(gòu)，這樣的地方扭性力不強，最容易在翼板和焊接處出現(xiàn)開裂現(xiàn)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(zhuǎn)的推拉力通過挖臂鉸接處中軸及挖臂兩側(cè)腹板將力傳遞至挖臂上,鉸接孔處受力較集中,易出現(xiàn)開裂情況。挖臂鉸點孔通過銷軸與回轉(zhuǎn)體進行鉸接固定，通過回轉(zhuǎn)缸的推拉力作用,實現(xiàn)挖掘工作裝置的左右回轉(zhuǎn)作業(yè),特別是在快速、突然進行回轉(zhuǎn)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(chǎn)生較大變形,從而產(chǎn)生開裂失效現(xiàn)象。

還有一個造成開裂的因素就是焊接技術(shù)的問題，在對連接處焊接過程中，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)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(jù)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(jié)構(gòu)，但是比較細長，在中間段沒有加強的結(jié)構(gòu)形式，因此在這個部位的一些關(guān)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)雜多變情況。根據(jù)對力學(xué)的分析，對b端的結(jié)構(gòu)形態(tài)總結(jié)以后得出，對該處加強翼緣板，在開當(dāng)兩側(cè)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(wù)。

圖2 端結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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(zhuǎn)時的作用力，由于結(jié)構(gòu)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。

圖3 加腹板3

3.4 焊接

在焊接中要按照一定的科學(xué)方法來進行，在焊接中要保證好質(zhì)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(jié)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(gòu)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(shù)來解決，在這個過程中，我們要不斷創(chuàng)新挖掘技術(shù)，使之更好地在工作過程中防止機臂開裂的問題。