大型挖掘机铲齿的结构优化及制造工艺分析

赵成龙

大连公路工程集团有限公司金州分公司 辽宁大连 116100

在施工市场上，大型挖掘机的铲齿结构设计多种多样，不同的铲齿结构，对应的是不同环境下的不同工作，但是，无论在什么样的工作中，最佳的铲齿结构和最好的制造工艺，可以提高大型挖掘机工作的效率，提高铲齿的坚硬度和使用寿命，减少了不必要的浪费和施工成本，以达到最好的施工效果，所以，对大型挖掘机铲齿结构的优化升级尤为重要，更好的铲齿结构，可以更快更全面的施工工作，与此同时，其铲齿的制造工艺的优化亦是必不可少的，良好的制造工艺，可以提高铲齿的坚硬度和使用寿命，不会轻易折断或者被腐蚀，因此，需要从理论结合实际，在实践中探索分析，找出最有效方案[2]。

1 大型挖掘机铲齿的结构优化

1.1 利用软件进行模拟分析

在铲齿的结构设计和优化中，首先进行理论的模拟分析是必不可少的，任何东西的生产都需要基于理论，需要经过严谨周密的数据计算，简单可行的结构草图，以及生产和使用过程中所会遇到的所有问题等，都需要提前考虑进去，而软件的模拟分析，就可以很方便快捷的设计铲齿。例如，预先精确计算裂解力参数，最佳的齿轮弯曲角度，最合适的齿轮长度和形状等，对于齿轮的结构设计和优化的过程都至关重要，如可以利用MARC/metant软件进行铲齿的结构图形分析，结合数学的精密计算和图形的优化设计，得到大型挖掘机铲齿的最佳结构优化模型和方案。

1.2 生产铲齿模型，进行操作实验

理论的实践方案设计完成以后，不可能马上就进行生产应用到现场施工中，还需要对理论的设计方案进行验证，此时，需要根据设计好的结构方案，生产出一定数量的试验品，对其结构工艺进行检验。将铲齿的试验品生产出来以后，在实验室中，对其进行检验，如施加一定的弯曲力和拉伸力等，检验铲齿的结构强度，经过实验室的检验以后，再去室外的施工现场进行实体操作，观察其在施工中，应对各种施工环境，其工作的效果和效率，进行精确的数据记载和分析，并对比与其他铲齿结构的工作情况，如果达到最佳的工作效果，可进行长时间的观察记录，在长时间的观察期内，铲齿一直保持着高效的工作效率，即可进行批量生产，应用到建筑施工中[3]。

1.3 在施工中不断总结，根据工作环境及时优化更新

当一种更新优化的挖掘机铲齿应用到现场施工中时，并不代表着这种铲齿结构在今后的工作中就是最好最有效的，因为随着时代的发展，科技的进步，大型挖掘机也可能会应用各种领域中，不仅仅是简单的房屋建筑或者是工地施工，还可以应用到桥梁建筑、高空作业，水上作业等，所以，铲齿的结构也要随着大型挖掘机的工作环境和工作要求不断地更新调整，得到最高效的铲齿结构。

2 铲齿的制造工艺分析

2.1 铲齿的材质

对于市场中的大型挖掘机，其铲齿的材质属于二级耐磨钢材，齿座和斗底等是一级钢。铲齿的实际工况条件非常恶劣，在接触物料时不仅受到磨损作业，还要承受一定的冲击载荷。因此，研究新型挖掘机铲齿材料和制造工艺时，提高铲齿在工况下的服务寿命，减少因磨损而造成的经济损失，也会更好的提高工作效率。

2.2 分析探索出完整的制造工艺方案

总结之前的工艺制造方案和制造过程，查询资料学习，通过对不同成分的实验钢进行热处理及相关检测与理论分析，寻找到一组最佳的成分配比和最优热处理工艺。通过不断地实验，以达到大型挖掘机铲齿的最优性能，良好的综合力学性能，即铲齿齿尖部分具有优良的耐磨性及一定的韧性，同时铲齿的齿柄部位具有较高的韧性及一定的耐磨性。通过网上查询各种资料以及阅读专业书籍，总结以前的工艺方案，寻找到很多有用的信息，比如，随着碳含量的升高，钢的硬度也会逐渐升高，而冲击韧性呈现明显下降趋势；随着锰含量升高，硬度和冲击韧性均呈现先升高后降低的趋势。钢材料在经900摄氏度正火后，硬度值可达到HRC30-HRC38，冲击韧性值也会达到一定的数值。

2.3 用最佳制造工艺生产出的实验铲齿，进行实验观察

用完整的制造工艺方案，生产出一定数量的实验铲齿，对其进行模拟实际工况条件进行磨损实验，材料的磨损量如果比工厂现役铲齿材料的磨损量明显下降，则可继续将铲齿件进行装机试验，如果在各种工作条件和工作环境中，其使用寿命有得到提高，这样即可降低成本，工艺简单，可进行批量生产，进行市场中的装机工作，提高工作效率[4]。

3 结语

大型挖掘机是社会中建筑工业领域的重要工具，其工作性能和工作效率影响着各项工作的进程，也可以节约时间和成本，铲齿的结构优化和制造工艺都非常的重要，两者需要相辅相成，以达到最佳工作状态，其实，最重要的是大型挖掘机的铲齿的使用寿命，当然，良好的结构优化和制造工艺，是非常重要的，此外，还需要平时的维护，如果长久的去强腐蚀性和坚硬环境中工作，铲齿会很容易受到腐蚀，也会容易变形折断，增大了成本所以在平时的施工结束后，要及时对挖掘机的铲齿进行清理和维护，如做一些简单的防腐措施等，可以提高铲齿的使用寿命，日常工作中，也要善于观察记录，及时找到工作中出现的各种问题，以便于总结分析，及时对铲齿的结构进行优化，跟进时代的发展和需要，彰显大型挖掘机在当代建筑工业领域的重要作用，不断提高工作效率。