[發明專利]一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法及其產品

在審

• 申請號: 201710025872.7
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106638736A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 寧曉斌;劉亞冉;李芳;李劼;張永明;李光;李佳林
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: E02F3/38
• 分類號: E02F3/38
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

技術領域

本發明涉及一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法及其產品，尤其是適用于400～600噸級的正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置。

背景技術

大型液壓挖掘機是當代工程施工、礦石生產的重要工具。工作裝置是液壓挖掘機最主要的執行部件，主要由動臂、斗桿、鏟斗、油缸等組成，其工作性能與可靠性是整機先進性的重要標志。為了提高挖掘機的采裝效率，并降低生產成本，液壓挖掘機不斷朝著大型化、輕量化、智能化發展。

發明內容

針對大型礦用正鏟液壓挖掘機的輕量化需求，本發明提出一種不改變斗桿強度、工作特性等條件下，優化并重新設計了斗桿裝置的結構，并減輕了它的重量，提高了工作裝置的整體性能與工作效率的一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法制造的產品。

本發明所述的一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法，包括以下步驟：

1)根據大型正鏟液壓挖掘機的工作裝置原始數據，在三維設計軟件如UG中建立斗桿的三維幾何模型；

2)將斗桿的三維幾何模型導入有限元軟件中進行處理，對設計的三維幾何模型進行網格劃分建立其相應的網格模型，并將網格模型導入到多體動力學軟件中，施加相應的約束、負載以及運動參數，進行工作裝置挖掘多體動力學仿真，并輸出斗桿受力；

3)將斗桿的網格模型進行拓撲優化，并根據優化的結果對斗桿建模，獲得斗桿模型；

4)對斗桿模型進行有限元強度與失穩分析，并根據分析結果對斗桿模型進行校正，獲得新斗桿模型；

5)將新斗桿模型重新導入到多體動力學軟件中，施加相應的約束、負載以及運動參數，進行工作裝置挖掘多體動力學仿真，對比新新斗桿模型與未校正過的斗桿模型在挖掘工況下的比較仿真，確定新斗桿模型的性能優越性與可行性，確定斗桿的仿真模型；

6)根據斗桿的仿真模型制造出相應符合條件的零部件，并將相應零部件進行裝配，獲得最終完整的斗桿裝置。

根據本發明所述的一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法，其特征在于：所述大型正鏟液壓挖掘機指重量為400～600噸的正鏟液壓挖掘機。

根據本發明所述的一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法制造的產品，其特征在于：包括兩片三角形的支撐組件、至少一根橫梁以及底部箱體，兩片所述支撐組件上部通過橫梁平行固接；所述支撐組件的底部通過底部箱體固接，所述支撐組件包括上梁、下梁、支撐梁、第一鉸接箱體、第二鉸接箱體以及用于與挖掘機的油缸連接的鉸接耳板，所述上梁的兩端向同側翻折形成折角，所述上梁的前端通過第一鉸接箱體與所述下梁前端固接，所述上梁的末端通過第二鉸接箱體與所述下梁末端固接；同一支撐組件的上梁與下梁之間連有至少一根支撐梁；所述鉸接耳板均布在所述下梁以及底部箱體的底部，并且所述鉸接耳板上設有第一安裝通孔，且兩個第一安裝通孔同軸，所述第一鉸接箱體的第二安裝通孔同軸，所述第二鉸接箱體的第三安裝通孔同軸；所述第一鉸接箱體與挖掘機的鏟斗鉸接，所述第二鉸接箱體與挖掘機的動臂鉸接，所述鉸接耳板與挖掘機油缸的活塞桿鉸接。

所述支撐組件為鈍角三角形結構。

兩片三角形的支撐組件之間通過兩根橫梁固接。

所述上梁、下梁、支撐梁以及橫梁均為空心箱型梁。

所述底部箱體內部由六塊隔板隔開。

本發明的有益效果是：針對400～600噸級礦用正鏟液壓挖掘機的輕量化需求，本發明在不改變斗桿強度、工作特性等條件下，優化并重新設計了斗桿裝置的結構，并減輕了它的重量，提高了工作裝置的整體性能與工作效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖之一。

圖2是本發明的結構圖之二。

圖3是本發明的鉸接耳板的結構圖之一。

圖4是本發明的鉸接耳板的結構圖之一。

圖5是本發明的底部箱體結構圖之一。

圖6是本發明的底部箱體結構圖之二。

圖7是優化前的斗桿結構圖。

圖8是優化前的斗桿安裝圖。

圖9是本發明優化后的斗桿安裝示意圖。

圖10是本發明的網格模型圖。

圖11是本發明的優化后的斗桿CAE模型。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明

參照附圖：

實施例1本發明所述的一種礦用正鏟液壓挖掘機的斗桿裝置制造方法，包括以下步驟：

1)根據大型正鏟液壓挖掘機的工作裝置原始數據，在三維設計軟件如UG中建立斗桿的三維幾何模型，即斗桿的CAD模型；