主挖力臂配比对主挖区界定及挖掘性能评价的影响研究

主挖区的挖掘性能是分析评价挖掘机性能的关键指标,其范围界定直接影响评价结果,而作业力臂又与作业范围和挖掘力性能密不可分。以某22 t反铲液压挖掘机为例,引入力臂系数的概念并基于力臂曲线和各机构传动比曲线,选取不同主挖力臂系数并以不同挖掘方式所引起的力臂变化为依据建立了主挖力臂配比方案。基于工作域图谱分析法和极限挖掘力模型,分别求解其理论挖掘力和限制因素来分析不同主挖区的挖掘性能。研究结果表明:对于作业范围,铲斗力臂主要影响其挖高和卸高,斗杆力臂主要影响其挖径,动臂力臂主要影响挖深和挖高。对于挖掘性能,增大某作业缸力臂会使得挖掘力增大,而相应的作业缸充分发挥比会减小;相反,增大某非作业缸力臂对挖掘力影响较小,但其作业缸充分发挥比会增大;斗杆力臂主要影响其平均挖掘力,而铲斗力臂主要影响其最大挖掘力。基于此,将对于斗杆挖掘以0.6∶0.8∶0.6的力臂系数配比、对于铲斗和复合挖掘以0.6∶0.8∶0.8的力臂系数配比方案所形成的主挖区作为各自挖掘方式的最佳挖掘性能主挖区。该研究提出了以主挖力臂系数的配比方式定义主挖区的方法,揭示了不同主挖力臂配比对挖掘性能的影响规律,为挖掘性能分析和工装优化提供了评判指标和参考方向。