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题名液压挖掘机动臂能量回收系统优化设计与节能效果验证
- 1
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作者
常宽
何美桂
胡石
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机构
池州职业技术学院机电与汽车系
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出处
《佳木斯大学学报(自然科学版)》
2026年第2期95-98,共4页
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基金
2023年度安徽省高校自然科学研究重点项目(2023AH053228)
2024年骨干教师境内访学研修资助项目(JNFX2024130)
池州职业技术学院自然科学研究重点项目(2024zrzd03)。
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文摘
为提升液压挖掘机的能效,提出采用动臂能量回收系统对原动臂系统进行优化改进,并将回收到的能量进行充分再利用。结果表明:(1)利用飞轮储能式能量回收单元将动臂下落时的势能进行收集和存储,为动臂下次提升提供额外的能量,从而实现能耗的降低。(2)提出了基于模糊控制规则的回收能量再分配策略,经优化之后系统在空载状态下的能耗和燃料消耗分别较优化前降低了51.9%和32.6%,在满载状态下的能耗和燃料消耗分别较优化前降低了30.3%和22.2%。(3)通过搭建实验平台,测试得到系统优化后用于动臂提升的节能效率达到36.2%,一个动臂升降循环的节能效率为13.7%,节能效果显著。
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关键词
液压挖掘机
动臂能量回收系统
飞轮
液压泵马达
节能
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Keywords
hydraulic excavator
boom energy recovery system
free wheel
hydraulic pump motor
energy conservation
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名多源激励下电动挖掘机电池包振动分析
- 2
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作者
郭振宇
王玉江
黄迪高
陈守义
韦小才
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机构
广西科技大学机械与汽车工程学院
柳州市日高汽车减振技术有限责任公司
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出处
《广西科技大学学报》
2026年第1期43-49,共7页
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基金
广西汽车零部件与整车技术重点实验室项目(2023GKLACVTZZ09)
广西重点研发计划项目(桂科AB23075079)资助。
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文摘
为研究定置状态下电池包振动特性受电动挖掘机各激励源的影响,建立包含电动机、柱塞泵、工作装置、回转平台及电池包等部件的电动挖掘机整机动力学模型。对电动挖掘机3种外部激励特性(电动机激励、柱塞泵压力脉动激励和工作装置冲击激励)进行分析,探讨外激励对电动挖掘机电池包振动性能的影响,揭示电动机、柱塞泵压力脉动及工作装置冲击激励对电池包振动特性的耦合作用机理,并通过试验验证相关结论。研究显示:在电动挖掘机的定置状态下,不同工况下的激励对电池包振动的影响有所不同。在定置怠速工况下,电动机工作、工作装置和柱塞泵不工作,此时电动挖掘机运行过程中产生的激励频率较低,振幅较小,对电池包的振动影响相对较小;在回转及工作工况下,电动机、柱塞泵和工作装置同时工作,此时电动挖掘机运行过程中产生的激励频率较高,振幅较大,三者产生耦合激励,对电池包的振动影响相对较大。
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关键词
工作装置
柱塞泵
电动机
电动挖掘机
振动特性
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Keywords
working device
piston pump
motor
electric excavator
vibration characteristics
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名挖掘机履带链轨节断裂原因分析及改进措施
- 3
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作者
陈元锋
赵永祥
吕阳
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机构
徐州徐工履带底盘有限公司
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出处
《机电信息》
2026年第3期82-85,共4页
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文摘
为解决某型号挖掘机履带链轨节在使用1400h后出现的轴端开裂故障,通过化学成分分析、硬度检测、金相组织观察、晶粒度分析、机械性能测试及现场工况调研等手段,系统探究断裂原因。结果表明:链轨节材料成分、组织及力学性能均满足技术要求,断裂并非由材料本身缺陷导致;施工现场硫磺在潮湿环境下生成酸性物质,与链轨节轴孔装配残余应力协同作用,引发微裂纹并逐步扩展,最终导致断裂。基于此,提出减小装配过盈量及增加销轴端部挡圈的改进措施,经装机验证,改进后履带使用3000h无异常,可为同类设备履带链轨节可靠性提升提供参考。
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关键词
挖掘机
履带链轨节
断裂分析
残余应力
酸性腐蚀
改进措施
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名机械式挖掘机动臂的静力学分析
- 4
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作者
李忠为
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机构
广西柳工挖掘机有限公司
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出处
《机械管理开发》
2026年第1期45-46,49,共3页
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文摘
为提高机械式挖掘机运行稳定性,以WK-75型机械式挖掘机作为研究对象,模拟分析了机械式挖掘机动臂静力学及其优化。研究发现,动臂根脚、内腔薄板及支撑铰孔内壁处存在应力集中现象,峰值达到了310.25 MPa,且峰值点位置处的疲劳寿命较短,不足1×10~6次,说明挖掘机动臂局部区域容易出现损伤。通过拓扑优化法对动臂结构进行优化,并利用模拟分析与实践应用验证了优化方案的合理性,降低挖掘机动臂损伤概率,为整个挖掘机安全、稳定的运行打下良好基础。
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关键词
机械式挖掘机
动臂
静力学分析
疲劳寿命
拓扑优化
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Keywords
mechanical excavator
boom
static analysis
fatigue life
topology optimization
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
-
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题名回转减速机安装座圈焊缝开裂原因分析及改进
- 5
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作者
夏炎
侯文峰
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机构
徐州徐工挖掘机械有限公司
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出处
《建筑机械》
2026年第1期68-72,79,共6页
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文摘
文章针对某型号挖掘机回转减速机座圈焊缝发生的几起开裂故障,分别从故障分析、载荷分析、仿真分析、多工况应力测试、生产异常以及焊接残余应力测试等方面进行了排查和分析,并得出改进思路及方案。
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关键词
挖掘机
回转装置
回转减速机安装座圈
仿真分析
应力测试
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Keywords
excavator
rotary device
rotary reducer seat ring
simulation analysis
stress test
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名敞开式TBM隧洞施工的适应性分析与研究
- 6
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作者
张立龙
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机构
中铁十六局集团第二工程有限公司
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出处
《建筑机械化》
2026年第1期98-101,共4页
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文摘
为解决新疆某输水隧洞TBM施工中地质适应性、设备运行效率及不良地质处置等关键问题,以该输水隧洞Ⅷ标段为研究对象,结合地质条件和TBM设备状况,系统分析TBM掘进参数、施工进度、设备运行及故障情况,提出针对不良地质的处理方案与优化建议。研究表明,敞开式TBM对Ⅱ、Ⅲa类围岩适应性较强,Ⅲa类围岩掘进效率最高,设备整体完好率较高,但存在特定系统故障集中问题,且对大规模断层破碎带、富水地层适应性不足。研究成果可为同类TBM设计及隧洞施工提供技术参考。
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关键词
敞开式TBM
输水隧洞
掘进参数
地质适应性
设备故障
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名工程用挖掘机动臂结构性能分析研究
- 7
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作者
孙玉娟
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机构
泰山智能制造产业研究院
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出处
《机械管理开发》
2026年第1期62-63,66,共3页
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文摘
针对挖掘机动臂易出现开裂损伤等问题,以WK-4A型挖掘机为例,模拟分析了工程用挖掘机动臂结构性能及其优化。研究发现,在最恶劣工况条件下,动臂主体高应力区有耳板弯角处、耳板与上封板连接处、右侧板焊接处等;斗杆高应力区包括左右耳与封板连接处、内部筋板与侧板连接处等;连杆与摇杆高应力区包括连杆U型弯折与遥感弯折区域;分别对动臂耳板、中支撑、前后筋板、后支撑进行了优化,并分别通过模拟分析法与实践应用对优化方案进行了验证,表示优化方案是可行的,有效提升了动臂强度,降低了动臂损伤概率。
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关键词
挖掘机
动臂
结构性能
模拟分析法
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Keywords
excavator
boom
structural performance
simulation analysis method
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名步履式挖掘机 应急救援的“钢铁螳螂”
- 8
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作者
邓辉
鹿存鑫
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机构
不详
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出处
《湖北应急管理》
2026年第3期61-61,共1页
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文摘
无论是沟壑、沼泽还是边坡、山地,“钢铁螳螂”步履式挖掘机都能从容应对,展现出进入灾害现场开展应急救援的硬核实力。在2025安全应急装备区域行活动(随州站)暨第四届(随州)安全应急装备展上,由徐工集团研发的步履式挖掘机引人注目。这个在极端环境下行动敏捷的“钢铁螳螂”,有4个巨大的车轮,车轮的联动轴可以改变长度和角度,像昆虫的四条腿,并且能进行相应变化,可以在沼泽、山坡、隧道、城市等各种各样的施工环境下作业。“它可攀爬45°陡坡、轻松跨越4米壕沟、翻越2.4米垂直障碍,涉水深度达2米,而且具备远程遥控操作功能……”徐工集团工程机械股份有限公司高技术装备分公司现场负责人鹿存鑫介绍,凭借卓越机动性,步履式挖掘机已广泛应用于应急救援、电网施工、山区林业等多个领域。
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关键词
步履式挖掘机
徐工集团
应急救援
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名更正启事
- 9
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出处
《液压气动与密封》
2026年第1期108-108,共1页
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文摘
发表在本刊2024年第44卷第6期《电控正流量挖掘机泵控特性分析》一文中,第10页公式(4):q_(p)={-0.5983p+318 p<11.7-13.8p+472.5400≤p≤700-6.791p+325.920.9<p≤34.3(4)应更正为:q_(p)={-0.5983p+318 p<11.7-13.8p+472.511.7≤p≤20.9-6.791p+325.920.9<p≤34.3(4)特此更正!
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关键词
更正启事
电控正流量挖掘机泵控特性
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名多维挖掘阻力作用下斗杆铰点力计算模型
被引量：1
- 10
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作者
张平
赵喆
同志学
黄泽龙
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机构
西安建筑科技大学机电工程学院
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出处
《中国工程机械学报》
北大核心
2025年第3期405-409,共5页
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基金
陕西省液压技术重点实验室基金资助项目(YYJS2022KF08)
陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设(2024QCY-KXJ-140)。
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文摘
面对挖掘机斗杆疲劳寿命评估需获取精确铰点力的问题,将挖掘阻力作为更贴近实际的空间多维力,结合虚位移原理和达朗贝尔原理,考虑惯性力的影响,推导建立了多维挖掘阻力作用下的斗杆铰点力计算模型。利用ADAMS和EDEM建立联合仿真模型,针对单侧承载的沟端挖掘工况,得到了铲斗的多维挖掘阻力,并以此为输入分别获得了斗杆铰点力的理论计算结果和仿真分析结果。结果表明:在铲斗单侧承载的沟端挖掘工况下,铲斗所受的侧向挖掘阻力及扭矩负载不能忽略;斗杆铰点力理论计算结果和仿真分析结果的平均百分比相对误差为5.19%,验证了理论计算模型的正确性。
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关键词
挖掘机
多维挖掘阻力
斗杆铰点力
微分运动
仿真模型
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Keywords
excavator
multi-dimensional excavation resistance
hinge point force of stick
differential motion
simulation model
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名挖掘机直线作业的精准轨迹规划
- 11
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作者
王爱红
席浩
周继红
高有山
王猛
李虎山
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机构
太原科技大学工程机械与车辆研究所
太原重工股份有限公司
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出处
《中国工程机械学报》
北大核心
2025年第2期244-248,253,共6页
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基金
山西省自然科学基金资助项目(20210302123217)
山西省回国留学人员科研资助项目(2020-124)。
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文摘
针对关节空间中使用分段的多项式插值方法对挖掘机直线作业的运动轨迹进行轨迹规划时,存在轨迹并非直线导致轨迹并不精准的问题,提出一种基于多维轨迹的五次多项式插值方法,实现挖掘机直线作业的精准轨迹。在使用Matlab绘制出运动时相关图像的同时,使用ikunc函数使得运动过程中各点求逆解最优化,并使用关节角度轨迹平滑处理算法和粒子群优化算法,对ikunc函数最优逆解关节角度变化最小进行验证,验证了ikunc函数对关节角度变化量最小、最佳求逆解的正确性,间接地达到了能量最优的效果。
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关键词
挖掘机
轨迹规划
多项式插值
运动学逆解
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Keywords
excavator
trajectory planning
polynomial interpolation
inverse kinematic solution
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名基于改进深度代理模型的挖掘机铲斗结构优化设计
- 12
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作者
陈一馨
陈再续
刘永生
杨帅
郭浩杰
贾晋三
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机构
长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室
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出处
《吉林大学学报(工学版)》
北大核心
2025年第11期3485-3497,共13页
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基金
国家科技支撑计划项目(2015BAF07B02)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-576).
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文摘
为优化挖掘机铲斗结构设计并降低挖掘能耗,搭建了基于SOLIDWORKS、ADAMS、EDEM及MATLAB的联合仿真与优化平台,建立了以铲斗所受最大挖掘载荷、强度为约束条件,以铲斗质量、单位挖掘能耗为优化目标的某中型反铲液压挖掘机全局优化方法。通过多体动力学与颗粒动力学联合仿真,得到不同工况下挖掘机作业时的载荷特性;皮尔逊相关系数表明,试验与仿真得到的斗杆、动臂关键铰点载荷具有极强相关性,验证了以联合仿真代替真实挖掘作业的可行性。采用多层感知器(MLP)作为代理模型,并利用Adam、Hyperband算法优化MLP的参数和超参数。工况Ⅱ下,MLP对铲斗质量、最大挖掘载荷、挖掘质量及挖掘能耗的决定系数R^(2)分别为0.999、0.943、0.933、0.984;工况Ⅳ下,MLP的R2分别为0.999、0.944、0.918、0.925。将优化后的MLP结合NSGA-Ⅱ算法对铲斗结构进行迭代优化,结果表明:优化后的铲斗在满足最大挖掘载荷及强度要求的前提下,质量减小7.06%,单位挖掘能耗减小6.47%。
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关键词
机械设计及理论
挖掘机铲斗
代理模型
优化设计
适应性矩估计算法
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Keywords
machine design and theory
excavator bucket
surrogate model
optimized design
Adam algorithm
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名基于液机耦合模型的液压挖掘机工作装置强度分析
- 13
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作者
李捷
王策
董洪全
王爱红
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机构
太原科技大学机械工程学院
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出处
《太原科技大学学报》
2025年第3期295-300,共6页
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基金
山西省自然科学基金(20210302123217)。
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文摘
挖掘机是土石方工程的重要施工机械,为了分析其工作装置的强度,依据设计要求确定各构件的尺寸并完成了三维模型的建立,同时利用联合仿真技术搭建了液机耦合模型,选取两种典型的挖掘工况进行机械系统仿真与联合仿真,分析挖掘过程中动臂与斗杆的受力变化,确定了动臂与动臂缸铰点受力最大时工作装置的姿态:动臂与斗杆的铰点和铲斗齿尖的连线跟垂直面夹角为3.1°和4.3°。通过建立有限元模型对工作装置的两个构件进行了强度分析,分析得到动臂的最大应力出现在耳板处,斗杆的最大应力出现在其与动臂的铰接处,为工作装置的设计提供了参考。
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关键词
液压挖掘机
工作装置
液机耦合
有限元分析
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Keywords
hydraulic excavator
working device
hydraulic-mechanical coupling
finite element analysis
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名超大型挖掘机动臂焊接变位机设计与应用
- 14
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作者
刘启锋
张永伟
王郡伟
王全华
齐彬彬
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机构
山重建机有限公司
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出处
《金属加工(热加工)》
2026年第2期69-73,共5页
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文摘
针对超大型挖掘机制造这一国内主机企业的重点任务,焊接变位机在超大型挖掘机结构件制造中扮演着至关重要的角色。以超大型挖掘机动臂的焊接变位机为研究对象,深入剖析了动臂的结构特性、工艺需求及关键技术参数,并据此推演了焊接变位机的创新设计思路。通过精密的结构设计,成功实现了超大型挖掘机动臂前端和后端的全位置最佳位姿焊接。实践表明:该焊接变位机不仅焊接效果显著,焊达率高,且占地面积小,有效提升了生产效率,为超大型挖掘机工艺装备的设计提供了宝贵的参考价值,对推动高端工程机械装备的自主化发展具有重要意义。
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关键词
超大型挖掘机
动臂
焊机变位机
摆动平台
滚圈机构
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Keywords
ultra-large excavator
boom
welding positioner
oscillating platform
rolling ring mechanism
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分类号
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
TG43
[金属学及工艺—焊接]
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题名动臂零件根部未熔合焊接缺陷的诊断与改进
- 15
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作者
刘梦茹
杨嵩
谢正川
盛治国
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机构
河北省廊坊市技师学院
北华航天工业学院工业技术中心
河北省特种设备监督检验研究院廊坊分院
江苏国润机械制造有限公司
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出处
《煤矿机械》
2026年第1期110-114,共5页
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基金
天津市科技计划项目(17ZXZNGX00080)。
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文摘
为解决动臂零件根部未熔合焊接缺陷以消除挖掘机存在的安全隐患,以XE700D型挖掘机动臂零件为研究对象,在采用成熟的焊接工艺参数基础上,对未熔合焊接缺陷发生的原因进行诊断,发现引弧板使用不规范、焊接路线不正确、焊接点位误差过大、焊枪的焊接姿势不正确及工作状态不稳定是主因,并提出正确使用引弧板、合理规划引弧板焊接路线、消除焊接点位误差、调整焊枪焊接姿势及强化焊枪维护保养的改进措施。质检结果表明:新焊接动臂根部焊接合格率高达99%,验证了原因诊断的合理性和改进措施的有效性。改进措施为返修工作提供了可靠的技术支持,并为解决同类型零件的未熔合焊接缺陷提供了重要的参考。
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关键词
挖掘机
动臂
焊接
未熔合
焊接缺陷
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Keywords
excavator
boom
welding
nufused
welding defect
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分类号
TG457
[金属学及工艺—焊接]
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名挖掘机底盘件热处理工艺现状及常见缺陷改进措施
- 16
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作者
赵高峰
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机构
永生重工有限公司
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出处
《工程机械文摘》
2026年第1期71-73,78,共4页
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文摘
重点介绍挖掘机底盘件热处理工艺,分析传统工艺体系中存在的硬化层波动、残余应力消除不彻底等问题,以及先进技术的应用进展。结合材料与工艺匹配性,梳理了裂纹、变形等典型缺陷的成因,从材料、工艺、设备及操作层面进行系统性分析。通过工艺参数精准化、设备智能化升级及材料协同改进等措施,使底盘件缺陷率从15%降至2%以内,耐磨性提高40%,冲击韧性提升30%,售后故障率下降65%。展望绿色工艺、智能决策及材料创新等未来发展方向,为行业技术升级提供参考。
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关键词
挖掘机底盘件
热处理工艺
缺陷分析
工艺优化
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分类号
TG157
[金属学及工艺—热处理]
TU621
[建筑科学—建筑技术科学]
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