[实用新型]一种矿用正铲液压挖掘机的动臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用正铲液压挖掘机的动臂，尤其是适用于400～600吨级的正铲液压挖掘机的动臂装置。

背景技术

大型液压挖掘机是矿石生产的重要设备，液压挖掘机工作装置是铲装岩石的执行部件，由动臂、斗杆、铲斗、油缸等组成，工作装置的性能与可靠性是整机先进性的重要标志。为了提高挖掘机的采装效率，降低生产成本，液压挖掘机不断朝着大型化、智能化方向发展。

发明内容

针对大型矿用正铲液压挖掘机高性能需求，本实用新型提出一种不改变动臂强度、工作特性等条件，优化并重新设计了动臂装置的结构，并减轻了动臂的重量，提高了工作装置的整体性能与工作效率的一种矿用正铲液压挖掘机的动臂。

本实用新型所述的一种矿用正铲液压挖掘机的动臂，其特征在于：包括顶板、侧板、底板、前挡板、后挡板、尾部箱体、多块彼此平行布置的耳板以及多块平行彼此布置的铰接耳板，顶板尾部向一侧翻折形成折角，并在顶板尾部安装用于与挖掘机机体铰接的尾部箱体；所述顶板的两侧边沿分别与相应的侧板边沿固接，所述顶板的前端边沿、所述侧板的前端边沿分别与前挡板相应的边沿固接，所述顶板的后端边沿、所述侧板的后端边沿分别与后挡板相应的边沿固接，所述侧板的下边沿、所述前挡板的下边沿以及所述后挡板的下边沿分别与底板相应边沿固接，所述顶板、侧板、底板、前挡板、后挡板、尾部箱体共同围成动臂箱体；所述底板的前部安装耳板，其中所述耳板分别与所述斗杆、所述铲斗油缸以及所述动臂油缸铰接；所述底板上安装用于与斗杆油缸铰接的铰接耳板。

所述底板的前部安装4块彼此平行的耳板，每块耳板上设有第二安装通孔、第三安装通孔以及第四安装通孔，且每块耳板上相应的通孔位置对应，即所述第二安装通孔同轴，所述第三安装通孔同轴、所述第四安装通孔同轴；内侧两耳板之间装有中间耳板加强板，位于内侧的两块耳板的第二安装通孔之间装有用于与斗杆末端箱体铰接的加强轴；耳板的第三安装通孔通过销轴与铲斗油缸的伸缩杆铰接，铲斗油缸底部与铲斗铰接；第四安装通孔通过销轴与动臂油缸的伸缩杆铰接，动臂油缸的底部与挖掘机的机体铰接。

所述底板的底面上安装5块铰接耳板，每块铰接耳板设有用于与斗杆油缸铰接的第五安装通孔，所述第五安装通孔同轴布置；最外侧的两个铰接耳板分别与相邻的内侧耳板之间装有外侧耳板加强板，内侧的铰接耳板之间各配有一块内侧耳板加强板。所述动臂箱体内设有两块彼此平行的加强箱体以及与加强侧板，其中加强侧板的上边沿与顶板内表面固接；加强侧板的下边沿与底板内表面固接；所述加强箱体夹在加强侧板之间，并且加强箱体的上表面与顶板固接，加强箱体的下底面与底板固接。

所述加强箱体的内部设有至少一块用于支撑的加强隔板，其中加强隔板的上下边分别与加强箱体的上表面、下底面固接。

所述顶板的尾部装有两个尾部箱体，并且每个尾部箱体设有一个第六安装通孔，两个第六安装通孔同轴，所述尾部箱体通过安装在第六安装通孔上的销轴与挖掘机机体铰接。

所述挖掘机指重量为400～600吨的正铲液压挖掘机。

如本实用新型所述的一种矿用正铲液压挖掘机的动臂的制造方法，包括以下步骤：

1)根据挖掘机的工作装置原始模型，在三维设计软件中建立动臂三维几何模型，即动臂的CAD模型；

2)将动臂的CAD模型导入到有限元软件中进行处理，对实体模型进行壳单元网格划分建立其相应的网格模型，在特殊节点建立刚性连接单元；然后将网格模型导入到多体动力学软件中，施加相应的约束、负载以及运动参数，进行工作装置斗杆挖掘动力学仿真，并输出动臂在结构应力最大时动臂的受力；

3)对实体模型进行四面体单元网格划分建立其相应的网格模型，并把动臂分为设计区域和非设计区域两部分，通过在特殊节点建立刚性连接单元；设置动臂的优化变量、约束、目标等参数，并进行迭代优化，获得动臂拓扑模型；

4)对动臂模型进行有限元强度与失稳分析，并根据分析结果对动臂模型进行校正，获得新动臂模型；

5)将新动臂模型重新导入到多体动力学软件中，施加相应的约束、负载以及运动参数，进行工作装置斗杆挖掘多体动力学仿真，对比新动臂模型与为校正过的动臂模型在同等挖掘工况下的比较仿真，确定新动臂模型的性能优越性和可行性，确定动臂的仿真模型；

6)根据动臂的仿真模型制造出相应符合条件的零部件，并将相应零部件进行装配，获得最终完成的动臂。