工程机械设备多用于基础设施建设等重作业相关工况,随着国内基础设施建设速度加快,对工程机械的需求量大幅增长,其中2010年挖掘机总体销售量已从2008年7.8万台增长到近18万台。从作业工况看,挖掘机土、石方挖掘、装载作业量上升明显,部分施工现场完全由挖掘机实现装载作业(挖掘机和装载机保有量比重从2006年0.57：1提升至2009年的0.68：1)。在挖掘、装载作业,尤其是石方作业过程中,挖掘机工作装置连接销轴更是承受高工作负荷,其耐久性能直接影响挖掘机整机性能。本课题从市场不良问题出发,针对市场发生的多起销轴断裂故障,归纳出两种典型的销轴断裂模式,一是销轴热处理稳定性不足造成销轴自身性能缺陷导致销轴受力时从缺陷部位开始断裂,另一种是销轴热处理性能可以满足要求,但在高应力作用下发生早起疲劳断裂,造成市场上石方作业车辆多起销轴断裂。在针对问题寻求解决方案的过程中,对当前国内外销轴材质及其实用表现等进行了了解,并对国内主流销轴材料的实际表现进行了调查,掌握了销轴材料及其性能以及其市场使用表现,同时,对国内外当前对挖掘机工作装置用销轴进行的学术研究进行了把握,了解了当前正在进行的研究方向及其成果,使得本课题作为学位论文在该研究方向的先进性逐步明确化,并最终被确定为论文课题。作为销轴断裂问题的对策研究,首先在对材质热处理性能现状把握的基础上,从热处理稳定性方面进行对应,取得了一定的改善效果。其次,从耐久寿命较低的根源出发,根据实际工况假设了销轴受力分析计算力学模型,经计算得出了实际强度数据,然后从提高销轴安全率的角度,系统分析了耐久寿命提高的可行性。并通过使用高强度销轴材料,使这种可行性得到了应用,取得了优异的成果。本课题作为学位论文,较现已发表的论文的特色之处在于以下几点：第一：实践性。本课题直接来源于实际问题,是专项问题解决型课题,也是当前阶段挖掘机行业领先的技术成果。第二：有效性。和以往发表的论文的技术成果局限于理论研究的范围不同,本课题在理论研究的基础上,一直在不停的将研究结果付诸实施,并且经过长期跟踪,取得了大量使用数据,从统计的角度对理论研究成果进行了详实的验证。第三：程序性。作为生产工厂来讲,处理各种业务均有其自身的特色,具体的业务流程等也有深深的企业文化特色,所以,对问题的处理方式比较程序化,按部就班,层层推进,使投入的人力物力所取得的效果快速在产品上得到实现,确保了课题研究的深入化,持续化。总之,本课题解决了市场20t挖掘机工作装置动臂斗杆连接销轴断裂的问题,出于企业技术保密的需要,对部分关键数据进行了处理,但其研究方法,以及针对故障问题的操作流程等,对于当前处于同类问题困扰之中的同行研究人员,具有一定的参考意义。