挖掘机结构件是什么(挖掘机结构组成及工作原理)

统计数据表明，挖掘机结构件质量问题在故障中占有一定比例，因此挖掘机结构件的质量影响整机质量。结构件的质量首先取决于其设计方案，其次取决于制造工艺。本文通过对挖掘机工作装置轴套、回转支承座、固定支架等3个关键部位结构件制造工艺的改进，说明工艺人员应在审核结构设计方案及制造工艺时，提出改进方法。

1.轴套的改进

(1)原结构及缺点

某挖掘机动臂、斗杆、铲斗轴套原结构如图1a所示。2个轴套在其座孔内的轴向定位采用1根钢管，由该钢管顶在两侧轴套的中间，以此限制轴套的轴向移动。

这种结构存在以下2个缺点:

一是轴套压装工序繁琐。该方案需先使用压装机压入1侧轴套，再从另1侧将钢管放置在2个座孔中间，最后使用压装机压入另1个轴套，如此需要3道工序。

二是不合格率较高。两侧轴套压入的深度由轴套座孔端面决定，由于座孔长度、钢管长度、轴套长度均有制作误差，若座孔长度小于钢管长度与两侧轴套相加的长度，压入轴套后会使钢管弯曲变形或折皱，影响销轴的装配;若轴套座孔长度大于钢管长度与两侧轴套相加的长度，则钢管起不到对轴套的定位作用。

(2)改进方法

根据原结构存在的缺点，我们从制造工艺角度出发，对该轴套座孔结构进行改进，加工轴套座孔时，在座孔内部留出约为0.5~1mm台阶，用该台阶限制轴套的轴向移动。压装轴套时，将两侧轴套放在座孔的端部，用压装机同时压入两侧轴套。这样既保证轴套轴向定位的准确、可靠，又简化了轴套的压装工序，还因不需要制造中间钢管，使每台挖掘机节省80元成本。改进后的结构如图1b所示。

2.回转支承座的改进

(1)原结构及不足

某挖掘机回转支承座的毛坯由座圈和卷圆板2部分焊接而成。制造时，先用钢板下料、卷圆、焊接制作成卷圆板，再将座圈焊接在卷圆板上，座圈与卷圆板连接处的内、外侧均需满焊。原回转支承座结构及焊缝焊及脚尺寸如图2a所示。

原结构存在以下4点不足:

一是生产效率低。由于座圈及卷圆板厚度较大，所需焊缝的焊脚尺寸较大，焊接时间较长，采用半自动焊需要6h才能焊完。

二是机加工费用高。由于焊缝的焊脚尺寸较大，焊接后回转支承座外缘会产生较大焊接变形，使外缘向下倾斜，最大变形量接近5mm，为保证不影响回转支撑装配的平整度和精度，座圈的上表面必须留有较大的加工余量，由此增加了机加工费用。

三是座圈的刚性较差。由于座圈加工量较大，造成座圈板壁变薄，导致回转支承座刚性下降。

四是质量难以保证。由于座圈不仅承受挖掘机上机与工作装置的质量，而且还承受冲击与振动载荷，一旦焊缝有缺陷，就会造成焊缝开裂，影响挖掘机正常使用。

(2)改进方法

根据原回转支承座试制过程中出现的上述问题，我们对制作工艺进行了改进，即将焊接式结构改为整体锻造结构，如图2b所示。整体锻造回转支承座毛坯可以减小材料厚度，可避免出现变形问题，还降低了1000元制作成本。

3.固定支架的改进

(1)原结构及问题

挖掘机的上机设有很多大小不同的固定支架，如驾驶室固定支架、阀类固定支架等。研发人员在设计过程中出于外观的考虑，常常将固定支架的结构复杂化。以驾驶室固定支架为例，原固定支架由3个单件组焊而成，组焊时每条焊缝都需要双面焊接，因此构成4条焊道。焊接结构的驾驶室固定支架如图3a所示。

焊接结构的驾驶室固定支架存在2个问题:一是需要下料、定位、组焊，制作工序繁琐，二是可能存在焊缝缺陷，导致焊缝开裂。

(2)改进方法

我们对驾驶室固定支架进行了改进，即将焊接结构改为单板折弯成型结构。改进后的驾驶室固定支架如图3b所示。

折弯成型的驾驶室固定支架不仅结构简单、工艺单一、安全可靠、制作成本低，还可提高制作的生产效率。

通过以上3个实例可以看出，结构件的设计方案及制造工艺对产品质量的重要性。工艺人员应该从产品生产制造的质量、效率、成本等方面，给新产品研发人员及时提供有价值的改进意见，以弥补研发人员在设计方案中容易忽略的工艺问题。

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