Введение. Для повышения эффективности процесса экскавации горных пород рабочим оборудованием прямая лопата карьерного экскаватора в аспекте определения рациональных режимов работы главных механизмов (механизмов подъема и напора) карьерного экскаватора при ведении процесса экскавации требуется установление законов движения главных механизмов. Целью исследования является установление кинематических и динамических характеристик процесса экскавации за счет выявления закономерностей изменения режимных параметров главных механизмов.Методы исследования. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент при использовании методов теории машин и механизмов.Результаты. Получены зависимости для определения рациональных значений скоростей подъема и напора, обеспечивающих перемещение ковша (вершины режущей кромки) по заданной траектории в процессе экскавации. Разработана имитационная модель процесса экскавации горных пород рабочим оборудованием прямая лопата карьерного экскаватора, представляющая собой набор расчетных значений режимных параметров главных механизмов, при которых реализуется перемещение ковша по заданной траектории с заданными энергосиловыми параметрами, реализуемыми на ковше. Разработан оптимизационный алгоритм управления рабочим процессом карьерного экскаватора, обеспечивающий реализацию необходимых значений режимных параметров главных механизмов при перемещении ковша с заданной скоростью копания в пределах рабочей зоны экскаватора. Показано, что при совместном действии главных механизмов в процессе экскавации образуется кинематическая цепь, соединяющая главные механизмы с ковшом и состоящая из ведомых звеньев главных механизмов и элементов рабочего оборудования. Установлено, что режимные параметры главных механизмов формируются в соответствии с кинематическими свойствами передаточного механизма, в состав которого входит кинематическая цепь. Область применения. Результаты исследования могут быть использованы при разработке системы управления приводами главных механизмов.