大型矿用挖掘机配重的优化计算

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1、第25卷第6期（总第118期）机械管理开发2010年12月Vol.25No.6（SUMNo.118）MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTDec.2010大型矿用挖掘机配重的优化计算贺建平，张龙（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024）【摘要】介绍了大型矿用正铲挖掘机平衡性设计规则，讨论了矿山哪些因素会影响配重的加载，提出了加载挖掘机配重的计算方法及如何用软件优化计算。【关键词】大型矿用挖掘机；平衡性；配重；优化计算【中图分类号】TD422.2【文献标识码】A【文章编号】1003-773X（2010）0

2、6-0039-030引言为保证大型正铲挖掘机的正常工作，在总体设计布局中，首先应该考虑大型挖掘机的平衡性的问题，平衡性考虑不当，可导致挖掘机挖掘过程中晃动严重甚至翻车。1挖掘机平衡性的设计规则正铲挖掘机平衡是指回转平台和平台上的一切机构与工作装置在各位置时，其作用力的合力不得越出回转支承的范围，并尽量使回转支承辊子受力均匀。图1平衡重与配重为此，在一般情况下，必须在转台上置以适当配重，才2如何确定配重及配重的优化计算能满足以上要求。配重增加不当会导致以下情况的出当已知转台上所有机构的重力和重心位置（包括现，当配重过小时，挖掘机工作时靠近工作装置

3、的转台平衡重重量和重心位置）以及配重重心位置，可根据静前部的环形轨道和支承辊子受大部分载荷，因而受到力平衡关系来确定配重值。较大的磨损；而当配重过大时，转台尾部的环形轨道将2.1确定允许的最大配重[1]受到更为强烈的磨损。满足根据前述转台第一个平衡条件确定允许的最挖掘机的平衡，是要达到在挖掘机工作循环内作大平衡重的最不利的位置：用到支承辊子上的负荷均匀分布，消除挖掘机工作过1）动臂与机器所在水平位置倾角45°.程中作用到中央枢轴和支撑辊子（少辊子支撑时）上2）铲斗位于挖掘开始位置，提升钢绳处于放松状的作用力。若要保证挖掘机平衡，应当满足下列两个

4、态时，假定转台、转台上的机构和部件、平衡重以及工条件：作装置的重力等的合力通过x点（滚子最后端），则此1）转台、转台上的所有机构和工作装置的重量的时转台尾部支承滚子上的反作用力将为：合力，不管空斗或满斗的工作装置处于任何位置时，都Fkx=G1g+Gbig+Gpmaxg.不得超过支承圆的周边以外。各重力对x点的力矩平衡方程式2）带空斗和满斗的挖掘机处于所有可能的位置Gpmaxg(rp-ex)+G1g(r1-ex)=Gbig(rbi+ex)时，转台上所有机构和工作装置的重量的合力距中央Gbi(rbi+ex)-G1(r1-ex)枢轴（向前或向后）的位

5、移应相等（在支承滚圆内）。Gpmax=.rp-ex大型挖掘机的平衡性主要依靠包括平衡重和配重式中：G1为转台和转台上的机构和零件的重量（包括平来平衡，平衡重在最初设计挖掘机时已经确定，它起到衡重，不包括工作装置）Gbi为动臂重量；Gpmax为允许的最初步平衡前部工作装置的作用，平衡重挂在配重箱的大平衡重量；g为重力加速度；r1为G1对回转轴心线的尾部，与配重箱的联接采用止口挂钩及镶条定位、螺力臂；rbi为Gbi对回转轴心线的力臂；rp为Gp对回转轴心栓联接的方式，如图1中序号1所示，这部分一般不轻线的力臂；ex为Fkx回转轴心线的力臂。易拆卸。

6、配重重量是在整机全部组装完成后，根据铲计算配重重量需要确定动臂、转台上部机构、工作斗的型号不同以及工作现场物料密度不同而选定的，装置等的重量及重心，按传统计算方法，要计算一个部例如，对相同型号的一个铲斗，物料密度大时，需要增加的配重重量就大；.配重一般由配重球组成，置于配件的质量和重心，必须求出该部件全部零件的质量和重箱中，配重箱位于回转平台的尾部，如图1中序号2重心，然后才能计算部件的质量和重心，这样既耗费时所示，配重箱与回转平台的联接采用止口挂钩及镶条间，又误差比较大。与传统计算方法不同，如果使用定位、螺栓联接的方式。UG软件的分析功能，可

7、以直接确定各个部件的质量和收稿日期：2010-09-07作者简介：贺建平（1980-），男，陕西延安人，助工，硕士，从事技术工作。·39·第25卷第6期（总第118期）机械管理开发2010年12月重心。操作步骤如下，用UG软件打开所要计算重心的部量和重心。[2]件，分别点击：分析→高级质量属性→高级质量管理，2.3确定合理配重将出现一个重量管理的对话框，在对话框中，选定工作根据第二个挖掘机转台的平衡条件，确定合理的部件，将计算整个部件的质心；选择选定的组件，将只平衡重。当斗杆带空，满斗处于所有可能的位置，转计算选定部分的质心，如图2所示。使用U

8、G软件不仅台、转台上的全部机构和工作装置的合力，对中央枢轴节省时间，而且提高了部件质量和重心的准确率。有同样或几乎相等的位移。合理的平衡重可以根据转台