我国铁路的轨道结构主要为有砟轨道,随着运行时间的增长会出现劣化,需要大型养路机械定期维护以保证铁路运输的正常进行。清筛机可以通过清筛换砟解决一部分的问题。目前对于有砟道床的清筛过程中清筛机挖掘装置的工作状态与受力研究仍缺乏相应的理论支持。本文完成了对挖掘链作业过程的仿真并对仿真结果进行了分析,为清筛机的优化提供了理论依据。创建了基于真实道床的离散元模型,通过模拟过筛试验确定了道砟级配关系,通过对软件的二次开发使道床模型的密实度达到真实道床的标准,解决了离散元模型与真实情况不符的问题。在此离散元模型基础上通过修改颗粒级配及相关参数创建了脏污道床、翻浆冒泥道床、板结道床的离散元模型。结合清筛机与有砟道床的相关研究内容,通过EDEM软件和Recur Dyn软件的耦合,对挖掘链挖掘过程进行了仿真,明确了道砟在此过程中的运动规律。仿真过程中挖掘链的受力情况与经验计算公式求得的结果相符。通过设置不同的对照仿真试验,分析了各挖掘参数对清筛机挖掘装置的影响。对于一般脏污道床提升链速可以减小挖掘阻力,但对挖掘阻力的波动影响很小;挖掘链的受力会随清筛机的走行发生周期性波动;提升挖掘深度会增大挖掘阻力,但会减少挖掘阻力的波动。通过对挖掘链挖掘原理的探讨,文章指出对挖掘链挖掘阻力计算应基于冲击原理而不是切削原理。针对以上内容,对原挖掘阻力的经验计算公式进行了修正和补充,提出了挖掘阻力平均波动幅值的计算公式。通过分析在不同劣化程度的道床条件下清筛机挖掘链的挖掘阻力及其波动情况的差异,并与一般脏污程度的道床进行比对,发现在板结道床作业时挖掘链挖掘阻力最大,受到冲击也最大。本文还对板结工况下作业的挖掘链进行了磨损分析以及强度校核。证明了挖掘链的寿命和强度满足要求。本研究为有砟道床的清筛挖掘过程的研究提供了理论基础,也为清筛机等铁路养护机械的优化改良提供了模拟试验的方法。