大型挖掘機(jī)鏟齒的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及制造工藝分析

趙成龍

大連公路工程集團(tuán)有限公司金州分公司 遼寧大連 116100

在施工市場(chǎng)上，大型挖掘機(jī)的鏟齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多種多樣，不同的鏟齒結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的是不同環(huán)境下的不同工作，但是，無(wú)論在什么樣的工作中，最佳的鏟齒結(jié)構(gòu)和最好的制造工藝，可以提高大型挖掘機(jī)工作的效率，提高鏟齒的堅(jiān)硬度和使用壽命，減少了不必要的浪費(fèi)和施工成本，以達(dá)到最好的施工效果，所以，對(duì)大型挖掘機(jī)鏟齒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)尤為重要，更好的鏟齒結(jié)構(gòu)，可以更快更全面的施工工作，與此同時(shí)，其鏟齒的制造工藝的優(yōu)化亦是必不可少的，良好的制造工藝，可以提高鏟齒的堅(jiān)硬度和使用壽命，不會(huì)輕易折斷或者被腐蝕，因此，需要從理論結(jié)合實(shí)際，在實(shí)踐中探索分析，找出最有效方案[2]。

1 大型挖掘機(jī)鏟齒的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1.1 利用軟件進(jìn)行模擬分析

在鏟齒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化中，首先進(jìn)行理論的模擬分析是必不可少的，任何東西的生產(chǎn)都需要基于理論，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)周密的數(shù)據(jù)計(jì)算，簡(jiǎn)單可行的結(jié)構(gòu)草圖，以及生產(chǎn)和使用過(guò)程中所會(huì)遇到的所有問(wèn)題等，都需要提前考慮進(jìn)去，而軟件的模擬分析，就可以很方便快捷的設(shè)計(jì)鏟齒。例如，預(yù)先精確計(jì)算裂解力參數(shù)，最佳的齒輪彎曲角度，最合適的齒輪長(zhǎng)度和形狀等，對(duì)于齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過(guò)程都至關(guān)重要，如可以利用MARC/metant軟件進(jìn)行鏟齒的結(jié)構(gòu)圖形分析，結(jié)合數(shù)學(xué)的精密計(jì)算和圖形的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到大型挖掘機(jī)鏟齒的最佳結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和方案。

1.2 生產(chǎn)鏟齒模型，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)

理論的實(shí)踐方案設(shè)計(jì)完成以后，不可能馬上就進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)施工中，還需要對(duì)理論的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，此時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)方案，生產(chǎn)出一定數(shù)量的試驗(yàn)品，對(duì)其結(jié)構(gòu)工藝進(jìn)行檢驗(yàn)。將鏟齒的試驗(yàn)品生產(chǎn)出來(lái)以后，在實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，如施加一定的彎曲力和拉伸力等，檢驗(yàn)鏟齒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)以后，再去室外的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)體操作，觀察其在施工中，應(yīng)對(duì)各種施工環(huán)境，其工作的效果和效率，進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)記載和分析，并對(duì)比與其他鏟齒結(jié)構(gòu)的工作情況，如果達(dá)到最佳的工作效果，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀察記錄，在長(zhǎng)時(shí)間的觀察期內(nèi)，鏟齒一直保持著高效的工作效率，即可進(jìn)行批量生產(chǎn)，應(yīng)用到建筑施工中[3]。

1.3 在施工中不斷總結(jié)，根據(jù)工作環(huán)境及時(shí)優(yōu)化更新

當(dāng)一種更新優(yōu)化的挖掘機(jī)鏟齒應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)施工中時(shí)，并不代表著這種鏟齒結(jié)構(gòu)在今后的工作中就是最好最有效的，因?yàn)殡S著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，大型挖掘機(jī)也可能會(huì)應(yīng)用各種領(lǐng)域中，不僅僅是簡(jiǎn)單的房屋建筑或者是工地施工，還可以應(yīng)用到橋梁建筑、高空作業(yè)，水上作業(yè)等，所以，鏟齒的結(jié)構(gòu)也要隨著大型挖掘機(jī)的工作環(huán)境和工作要求不斷地更新調(diào)整，得到最高效的鏟齒結(jié)構(gòu)。

2 鏟齒的制造工藝分析

2.1 鏟齒的材質(zhì)

對(duì)于市場(chǎng)中的大型挖掘機(jī)，其鏟齒的材質(zhì)屬于二級(jí)耐磨鋼材，齒座和斗底等是一級(jí)鋼。鏟齒的實(shí)際工況條件非常惡劣，在接觸物料時(shí)不僅受到磨損作業(yè)，還要承受一定的沖擊載荷。因此，研究新型挖掘機(jī)鏟齒材料和制造工藝時(shí)，提高鏟齒在工況下的服務(wù)壽命，減少因磨損而造成的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)更好的提高工作效率。

2.2 分析探索出完整的制造工藝方案

總結(jié)之前的工藝制造方案和制造過(guò)程，查詢資料學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)不同成分的實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行熱處理及相關(guān)檢測(cè)與理論分析，尋找到一組最佳的成分配比和最優(yōu)熱處理工藝。通過(guò)不斷地實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到大型挖掘機(jī)鏟齒的最優(yōu)性能，良好的綜合力學(xué)性能，即鏟齒齒尖部分具有優(yōu)良的耐磨性及一定的韌性，同時(shí)鏟齒的齒柄部位具有較高的韌性及一定的耐磨性。通過(guò)網(wǎng)上查詢各種資料以及閱讀專業(yè)書籍，總結(jié)以前的工藝方案，尋找到很多有用的信息，比如，隨著碳含量的升高，鋼的硬度也會(huì)逐漸升高，而沖擊韌性呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)；隨著錳含量升高，硬度和沖擊韌性均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。鋼材料在經(jīng)900攝氏度正火后，硬度值可達(dá)到HRC30-HRC38，沖擊韌性值也會(huì)達(dá)到一定的數(shù)值。

2.3 用最佳制造工藝生產(chǎn)出的實(shí)驗(yàn)鏟齒，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察

用完整的制造工藝方案，生產(chǎn)出一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)鏟齒，對(duì)其進(jìn)行模擬實(shí)際工況條件進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，材料的磨損量如果比工廠現(xiàn)役鏟齒材料的磨損量明顯下降，則可繼續(xù)將鏟齒件進(jìn)行裝機(jī)試驗(yàn)，如果在各種工作條件和工作環(huán)境中，其使用壽命有得到提高，這樣即可降低成本，工藝簡(jiǎn)單，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，進(jìn)行市場(chǎng)中的裝機(jī)工作，提高工作效率[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

大型挖掘機(jī)是社會(huì)中建筑工業(yè)領(lǐng)域的重要工具，其工作性能和工作效率影響著各項(xiàng)工作的進(jìn)程，也可以節(jié)約時(shí)間和成本，鏟齒的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和制造工藝都非常的重要，兩者需要相輔相成，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)，其實(shí)，最重要的是大型挖掘機(jī)的鏟齒的使用壽命，當(dāng)然，良好的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和制造工藝，是非常重要的，此外，還需要平時(shí)的維護(hù)，如果長(zhǎng)久的去強(qiáng)腐蝕性和堅(jiān)硬環(huán)境中工作，鏟齒會(huì)很容易受到腐蝕，也會(huì)容易變形折斷，增大了成本所以在平時(shí)的施工結(jié)束后，要及時(shí)對(duì)挖掘機(jī)的鏟齒進(jìn)行清理和維護(hù)，如做一些簡(jiǎn)單的防腐措施等，可以提高鏟齒的使用壽命，日常工作中，也要善于觀察記錄，及時(shí)找到工作中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，以便于總結(jié)分析，及時(shí)對(duì)鏟齒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，跟進(jìn)時(shí)代的發(fā)展和需要，彰顯大型挖掘機(jī)在當(dāng)代建筑工業(yè)領(lǐng)域的重要作用，不斷提高工作效率。