地下铲运机铰接轴受力分析及轴承选择

[摘 要]目前，介绍地下铲运机铰接结构的论文很多，但介绍该处受力情况和轴承如何选择的并不多。本文重点介绍地下铲运机铰接轴的受力情况和轴承类型的选择。

中图分类号：TU623.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0048-01

引言

地下铲运机又名地下装载机，主要用于地下矿山矿料的铲、装、运。由于地下矿山的作业条件很恶劣，地下铲运机的上下铰接体受力很大，受力状况很复杂，上下铰接体极易损坏。因此设计者对上下铰接体设计十分重视，不断改进。本文重点介绍地下铲运机在不同工况下铰接轴的受力情况和轴承选择。

地下铲运机包括插入工况、铲取工况、重载运输工况、卸载工况和空载运输5种工况，其中后2种工况铰接轴的受力情况远小于前3种工况，故以WJ-10地下铲运机为例，对前3种工况进行受力分析。

1、插入工况：动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈3°～5°倾角，开动地下装载机，铲斗借助机器的牵引力插入料堆[1]。

此工况铰接轴所受的最大径向力为车轮打滑但车已不能继续插入时后桥的牵引力：

2、铲取工况（图1）：铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口翻至近似水平为止[1]。

此工况铰接轴最大受力情况为后桥离地时，此时车辆为静止状态，可理解为以前轮为固定点的悬臂梁形式，铰接轴所受的径向力为上下铰接轴互为支点，后车体的重量对其产生的扭转力；轴向力为后车体的质量，此时忽略铰接轴和轴承之间的摩擦阻力：

3、重载运输工况（图2）：铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置，然后驱动机器驶向泄载点[1]。

重载运输工况包括水平重载运输工况和坡道重载运输工况2种，其中坡道工况远比水平工况受力情况恶劣，因此以最大坡道14°时的重载运输工况进行研究。

此工况铰接轴所受的径向力为车辆10t满载爬14°坡道时，前部车体对铰接轴的正压力，该力由前部车体自重产生的正压力和前部车体向上的阻力之和。铰接轴所受的轴向力为车辆在14°坡道上铰接前部质量重心以前轮为支点对铰接轴产生的轴向力和铰接后部质量重心以后轮为支点对铰接轴产生的轴向力的较大值。

4、总结

地下铲运机铰接轴的受力情况十分复杂，与工作路面的状况，物料的状况、操作人员的操作习惯关系很大，本文只是理论的分析了铰接轴的受力情况，仅供参考。在实际设计中建议以参照对比法为主，用本文的方法进行辅助验证。

参考文献

[1] 张林栋.地下铲运机[M].北京：冶金工业出版社，2002：47-48.

[2] 高梦熊.地下装载机[M].北京：冶金工业出版社，2011：280.