TTW30挖裝機工作裝置采用全液壓驅動。利用Pro/E對工作裝置進行三維建模，同時建立其虛擬樣機模型。針對挖裝機挖掘與扒渣作業工況，利用Por/E/Mechanism模塊對工作裝置進行運動仿真和動力學仿真，找出工作過程中工作裝置的極限工況。動力學仿真結果為工作裝置的工作機構靜力學分析提供載荷依據，進而利用Pro/E/Mechanica對工作機構進行強度校核與優化設計。

　　隨著高速鐵路事業的快速發展，高速鐵路逐漸進入西部山區，隧道施工工程隨之增加，挖裝機在地下礦山、地下工程、水電涵洞、交通隧道等施工中已得到廣泛應用。然而國內的挖裝機并不完善，主要依賴于進口，針對這一現狀，某公司最新研制了TTW30挖裝機。它是一種全液壓驅動的整體式挖裝機，由底盤、工作裝置、液壓和電氣控制系統以及輔助管路系統組成。

1、工作裝置驅動原理與結構

　　TTW30挖裝機的工作裝置共有14個動作，分別是:大臂伸出、斗桿伸出、擺動伸出、鏟斗伸出、大臂伸出和斗桿收回、大臂伸出和斗桿伸出、大臂收回和斗桿伸出、鏟斗收回和斗桿收回、鏟斗伸出和斗桿收回、鏟斗伸出和斗桿伸出、鏟斗收回和斗桿伸出、鏟斗收回和斗桿收回、鏟斗伸出和斗桿伸出及大臂收回、鏟斗收回和斗桿收回及大臂伸出。挖裝機工作裝置一般由幾個相互作用的部分組成:工作裝置支座、斗桿油缸、動臂總成、動臂油缸、前臂總成、鏟斗油缸、連桿總成、推桿總成、鏟斗。工作裝置是具有傳動執行裝置的機械，是挖裝機賴以完成工作任務的實體，由桿件和關節組成。其主體結構如圖1所示。

圖1 工作裝置結構圖

2、工作裝置的Pro/E三維建模

　　由于作者后續將進行工作裝置的動力學分析，因此采用Pro/E的建模原則是:工作裝置建模嚴格細化，其他主體結構盡量簡化。在三維建模時，首先按照已有的二維圖紙建立單個零件的三維模型，然后根據各個組成部分的裝配關系建立子裝配，最后進行總裝配。形成總裝三維圖如圖2所示。

圖2 三維總裝圖

4、總結

　　介紹了挖裝機工作裝置的動作原理，該機構結構緊湊、動作范圍廣、可控性性好。一般多自由度機構運動過程的描述比較困難，作者利用Pro/E建立其三維樣機模型，同時對挖掘扒渣工況進行動力學仿真，驗證驅動油缸的選型合理;同時找出了挖掘扒渣過程中工作裝置極限工況，而動力學仿真結果為工作裝置的工作機構靜力學分析提供理論依據;最后利用Pro/E中的Mechanica有限元分析模塊，根據動力學仿真出的各關節受力數據，導入到Mechanica中進行靜力學分析，直觀得出兩構件在兩種工況中極限工況點對應的應力應變云圖，驗證構件剛度與強度處于合理范圍;在此基礎上對兩個構件進行優化，在滿足最大應力小于許用應力的情況下進行結構優化，對兩構件減重了0.32t，尺寸趨于合理，不會在計算理論載荷范圍內出現破壞，提高了動臂與前臂設計可靠性。