根据市场反馈，徐州装载机厂老产品结构件最近几年以来出现开裂现象，可是同样的结构在过去却很少出现开裂现象，我们认为很大一部分原因是与现在的用户野蛮操作有关系，但是我们本着“一切是为了用户”的思想，进行对我们的产品进行改进。为了提高改进的有效性，避免盲目性及不必要的浪费，我们进行了大量的用户调查及信息收集，并且通过多次理论分析，最后作出改进方案。现将分析过程作如下总结：
一、摇臂开裂问题分析：
１、摇臂开裂主要集中在两个地方：
１）、轴座与侧板的焊缝开裂。
２）、侧板上端和翻斗缸连接的Ｒ１２０圆弧处的侧板母材撕裂。
２、原因分析：
问题１），主要是因为轴座的焊缝坡口深度不够，且侧板与轴座是单面焊接，焊缝强度不够。但如果双面焊接会使侧板变形加大。问题２），主要是因为侧板的Ｒ１２０圆弧太小，引起该处的应力集中太大，如果将圆角加大，应力可以大大降低，但加大圆角会发生侧板与翻斗缸活塞杆干涉问题。
３、采取措施：
对于问题１），采用将轴座的坡口由１ ５×４５°改为２０×３０°。对于问题２），解决办法是在侧板外侧再贴焊加强板，不过这种方法带来的相应更改是销轴加长。
４、结果对比：
通过使用ｐｒｏ／Ｅ应力分析软件，对开裂点２进行分析，得知：原件点２的最大应力为２４９Ｍｐａ，采用在侧板外侧再贴焊１０ｍｍ厚的加强板后，点２的最大应力为１９４Ｍｐａ，可见，效果十分明显。应力下降了５５ Ｍｐａ，安全系数由原来的１．４提高到１．８。贴板的方法虽然效果明显，但改动较多，成本增加，而且原件的安全系数也很大。
所以我们决定摇臂在设计上不作更改，只在工艺上细化，明确下料的起弧点不能出现在Ｒ１２０的圆弧处。
二、动臂开裂问题分析：
１、动臂开裂主要集中在摇臂座梁处的耳板与横梁连接的地方，如下图，有两处开焊点：开裂点１，开裂点２。
２、原因分析：
经过受力分析计算结果看出，（计算结果如上图），在对称载荷下，开裂点１处的应力集中较大：最大应力为２８７Ｍｐａ；在偏载载荷下，开裂点２处的应力集中较大：最大应力为３９０Ｍｐａ；已知，材料１６Ｍｎ的屈服强度σｓ＝３５０Ｍｐａ；强度极限σｂ＝５２０Ｍｐａ；在对称载荷下，还没有超出钢板的屈服强度。在偏载载荷下，开焊点２的应力己超过屈服强度σｓ，但还没有超过强度极限σｂ。应力分析软件在分析时的模拟工矿与实际工矿有所不同，而且软件自身在分析过程中划分单元格时也有时产生一些不理想的单元，使计算的数据有所出入，但应力分布趋势是接近真实情况的。从以上分析结果看，设计安全系数太小；而且，由于结构的限制，在制造上存在一定的缺陷。
①由于座梁耳板与动臂板的间隙只有２９ｍｍ，而焊接时采用是气体保护焊，焊枪的头部直径为Φ２８左右，而且焊枪的长度短，因此座梁端部与动臂板内侧有长度为约１００ｍｍ无法焊接，经过与操作工了解情况得知是能焊多少焊多少。
②座梁耳板与动臂板间的加强筋坡口较小，座梁耳板与加强筋之间无搭边量，焊缝深度、高度不够，结合面处带锈焊接，焊接质量不高。
３、改进措施（如下图）：
①将座梁钢板由“Ｌ”形搭接改为“Ｕ”形对接，同时将座梁移至靠近动臂边缘的地方，保证用气体保护焊枪能基本上全部将座梁端部与动臂板内侧全部焊满，如果现场实在不能焊接的地方，改用焊条焊接，因此工艺必须细化；
②将耳板上部延长到座梁的上部；
③耳板内侧的加强筋由原来的三角形单板形式改为三角形槽形钢形式。
该方法改动较大，涉及到工装的更改，卸载限位块、座梁、耳板、加强筋等的更改，而且将“Ｌ”形搭接改为“Ｕ”形对接，由于折弯开档误差及折边的不平行、扭曲，两块“Ｕ”形板很难对齐在一起，制造难度大。
对以上改进思想再次用ｐｒｏ／Ｅ应力分析软件进行分析对比，发现如下结果：
１、将摇臂座梁由“Ｌ”形搭接改为“ｕ”形对接，其余与原来的保持完全一致，座梁位置、板厚、横截面大小等，如下图，计算结果发现，在对称载荷作用下，最大应力集中在加强筋点１，最大应力为２６５Ｍｐａ，比原来降低了２２ Ｍｐａ；在偏载载荷下作用，最大应力集中在点２，最大应力为３５０Ｍｐａ，比原来降低了４０ Ｍｐａ；可见，将摇臂座梁由“Ｌ”形搭接改为“Ｕ”形对接，效果十分明显。
２、将座梁钢板由“Ｌ”形搭接改为“Ｕ”形对接，同时将座梁移至靠近动臂边缘的地方，加大座梁的横截面及钢板厚度，将耳板上部延长到座梁的上部；耳板内侧的加强筋由原来的三角形单板形式改为三角形槽形钢形式，计算结果发现，在对称载荷作用下，最大应力集中在加强筋点１，最大应力为２４８Ｍｐａ，应力可再降１７Ｍｐａ。
可见，更改横梁的位置及截面大小和形状，对改善动臂的受力情况，效果十分明显。
三、前车架开裂问题分析：
１、根据外反馈信息，前车架开裂点主要有两点：（如下图）
１）前车架翼箱下部“Ｕ”形缺口处，点１；２）动臂耳座处，点２。
２、原因分析：
通过使用ｐｒｏ／Ｅ应力分析软件对前车架进行受力分析，发现有以下四处应力集中的地方，（如下图），点１，点２，点３，点４，其中应力最大的是点１的应力大小为２４００Ｍｐａ，点２的应力为２３４０Ｍｐａ，点３应力为２３５０Ｍｐａ，点４的应力为５１０Ｍｐａ。其中点１、２、３的应力是同一数量级，点４低一数量级。
３、改进措施：（如下图）
１）开焊点１采用将翼箱外围板下部下延，同时在内部加筋。
２）开焊点２采用在两耳板间增加一“Ｌ”形加强筋。
３）点３采用在上中心铰接板与翼箱内围板间增加一个三角形槽形加强筋。
注意：以上加筋方法必须保证加强筋所覆盖住的焊缝全部焊满，否则效果不会太好。因此必须细化工艺，强调焊接的前后顺序，不能将全部加强筋一起点好后再焊接，给人造成一种假象：从表面上看焊接的很好，无任 何缺陷，实际上加强筋内部的焊缝根本就没有焊。
４、改进效果：
对以上加固方案再次进行应力分析，结果发现：点１的应力为２３０Ｍｐａ，点２的应力为３１０Ｍｐａ，点３的应力为２３０Ｍｐａ，但点４的应力却上升到６５０Ｍｐａ，同时又出现两个应力集中点：点５，点６，如上图：其中点５的应力为１２６０ Ｍｐａ，点６的应力为２０６Ｍｐａ。可见，以上加固方案对点１、２、３效果十分明显，但应力最大点却发生转移，前车架仍然存在开裂的隐患：点４、５、６。
５、再次加固改进：
对于点４，采用将ＺＬ４０．８．１．２．１Ａ（加强梁）的焊接位置，同时在加强梁的上方增加一加强筋，如下图：
对于点５，将ＺＬ４０Ａ．８．１．６Ｂ－１（筋板）加大，延伸到前梁上；对于点６，将ＺＬ４０．８．１．６－５Ａ（底板）延长到桥固定块的上方；如下图：
６、再次分析：
对以上加固方案再次进行应力分析，结果发现：点４的应力为２５０Ｍｐａ，点５的应力为２６０Ｍｐａ，点６的应力为７０Ｍｐａ。可见，以上加固方案对点４、５、６效果十分明显，到此，前车架基本上不存在任何问题。
我们以前的更改都是针对问题而改问题，而没有考虑更改的有效性、必要性，往往是解决了这个问题，又出现了别的问题；而且有的问题不一定是设计问题，没有必要更改，只需在工艺上作一些改进就可以解决，所以问题老是不能彻底解决，结果是改来改去，又改回原来的样子，给工厂带来不必要的浪费。
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