履帶式液壓挖掘機穩定性計算研究

摘要：穩定性好的挖掘機操縱性好，安全系數高，可使挖掘機能夠發揮最大的挖掘能力，為此在設計挖掘機時必須對挖掘機的穩定性進行計算。采用公式計算法與實驗驗證法，闡述了履帶式挖掘機穩定性理論計算方法，為履帶式挖掘機的設計優化提供了理論依據。

關鍵詞：履帶式挖掘機;穩定性;理論計算;實驗驗證法

1" "穩定性計算原則

履帶式挖掘機的穩定性包括豎向穩定性和橫向穩定性。計算縱向穩定性時，要使挖掘機的工作裝置與履帶中心線平行，以通過驅動輪或引導論軸線的支承點連線為傾翻線。計算橫向穩定性時，要使挖掘機的工作裝置與履帶中心線垂直，以履帶與各支重輪外側接觸面中點的連線為傾翻線。

將履帶式液壓挖掘機主機質量引起的力矩作為穩定力矩，記為M₁。工作裝置自重和額定載荷引起的力矩為傾翻力矩，記為M₂。穩定系數K的計算如公式（1）：

2" "理論穩定性計算

在計算橫向穩定性時，計算狀態為斗桿垂直于地面，斗齒離地面以下0.5m，用鏟斗挖掘，切向阻力垂直地面，法向阻力向機體。縱向穩定性調整工作裝置與履帶中心線平行即可，計算原理與橫向穩定性相同。橫向穩定性計算如圖1所示。

3" "穩定性實驗驗證方法

挖掘機產品試裝完成后，可用稱重法對理論穩定性進行驗證。將整機加足燃油和其他液體，司機體重一般設為75kg，工作裝置與履帶中心線垂直。工作裝置最大幅度，鏟斗中載額定斗容，在水平狀態下測量左右傾翻邊處的支反力Dl（左）和Dr（右），如圖2所示。

工作裝置和土石方質量起傾覆作用，工作裝置自重E存在運動的慣性力矩，取值時可以乘以動荷系數（取1.1）。根據經驗，土石鏟斗可以乘以抖動系數，取值范圍為1.1～1.3之間，一般取1.25。然后將各個實驗記錄的數據帶入相對應公式即可。

4" "小結

穩定性好的挖掘機操縱性好，安全系數高，可使挖掘機能夠發揮最大的挖掘能力。本文采用公式計算法與實驗驗證法，闡述了履帶式挖掘機穩定性理論計算方法，為履帶式挖掘機的設計優化提供了理論依據。通過此方法，可以對履帶式挖掘機虛擬樣機各個部件質量進行優化，可使挖掘機操作性更好，有效降低挖掘機的油耗。

參考文獻

[1] 陳國俊.液壓挖掘機（上冊）[M].武漢：華中科技大學出版，2011.10.

[2] 賀建平.大型礦用挖掘機平衡性和穩定性的優化計算[J].機械管理開發，2016（1）：6-9.

[3] 謝傳峰，王琪.理論力學[M].第2版.北京：高等教育出版社，2015.