连杆变幅：从臂架力矩到油缸力

A 为臂架铰点，B 为连杆变幅机构铰点。C至F 为油缸销轴；D至E 为连接杆或中央连杆。两个铰点均以顺时针力矩为正。

W_b 和 d_b 描述臂架侧的完整总成。在本模型中，W_r 包括平衡重臂架、连杆变幅机构框架、已安装压载及相关后部设备；d_r 表示该总成的综合重心位于 B 后方的位置。应采用同一配置下的重量和重心。

1. 臂架绕 A 点的平衡

   +W_bd_b − NL₁ = 0

   N = M_b / L₁ = W_bd_b / L₁

   N 为中央连杆的实际轴力。

2. 连杆变幅机构绕 B 点的平衡

   +NL₂ − W_rd_r − F_cL₃ = 0

   F_c = (NL₂ − W_rd_r) / L₃

   按图示方向，N 和 F_c 为正值时表示受拉，为负值时表示受压。L₁、L₂ 和 L₃ 是到力作用线的垂直距离，并非构件长度。F_c 为油缸总力。仅在力臂相同且荷载均匀分担时，才可除以油缸数量。

为保持原有油缸力而增加的平衡重

在相同的静止变幅位置，几何关系及其他荷载不变时：

ΔM_b = M_b,new − M_b,old

ΔN = ΔM_b / L₁

Δm_cw = ΔNL₂ / (g d_cw)

此处，d_cw 是从 B 到新增配重重心的水平距离，并非到原后部组合重心的距离。在本计算中，新增配重是后部组件的唯一变化。校核修改后的整体平衡时，应重新计算后部组合重心。

恢复计算得到的油缸力，并不意味着恢复了原有中央连杆力或所支承的重量。

模型假设

在一个变幅位置，以理想铰接建立二维静态重量平衡。未计入连杆和油缸自重、挖掘力、风力、运动相关力及摩擦力。图示不按比例绘制。

在整个变幅范围内采用实际几何关系。校核相连构件、连接、回转支承及稳定性，包括未纳入这些平衡关系的非变幅结构。评估本模型未计入的荷载。

力矩单位为 N·m，力的单位为 N，长度单位为 m，质量单位为 kg；g = 9.81 m/s²。本示例仅使用符号，不含任何具体项目数值。