针对液压挖掘机工作装置型式试验强度测试

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1、学兔兔www.xuetutu.com液压挖掘机工作装置型式试验强度测试傅顶和(福建省特种设备监督检验所)摘要：为进行液压挖掘机型式试验中的强度试验，对挖掘机工作装置进行静态与动态应变测试。根据箱形断面在各种外力作用下的应力分布特点，在动臂、斗杆等应力集中的位置布置14个测点，采集铲斗斗齿挖掘受阻时各测点的静态应变时域信号和空载下降冲击、满载铲斗最快速度下降止动、满载铲斗最快速度上升止动过程中各测点的动态应变时域信号，在进行时域特征分析后得到各测点的应变数据，计算工作装置的安全系数，并判定安全系数是否符合相关规定。石鬯寄e穹eee；＼_'、；＼啸_’、‘‘矗＼啸：啸‘，^＼关键词：液压挖掘机

2、；型式试验；应变测试；安全系数工作装置是液压挖掘机的主要和关键部件之一，在实际作业中，由于物料的不确定性，经常出现偏载、横向载荷及冲击振动等危险工况，工作装置被破坏现象时有发生。工作装置被破坏会严重影响机器本身及人员的安全，所以在型式试验中，必须对挖掘机的工作装置进行不同工况下的强度试验，计算出工作装置的安全系数，并判定安全系数是否符合相关规定。1测点的布置液压挖掘机工作装置是由钢板构成的箱形结图1箱形断面在各种外力作用下的正应力分布构，通常承受拉(压)、弯、扭等几种外力，结构断面的应力分布十分复杂，通常在断面角点沿构件的棱可以为正确地布置测点提供帮助，型式试验中，在动线方向布置应变片测量

3、其正应力。图1为箱形断面臂、斗杆两部件上共布置14个测点。图2为某型液在各种外力作用下的正应力分布图。图1中(a)为正压挖掘机型式试验现场测点布置简图。应力的分布图，(b)和(c)分别为垂直弯曲和水平2工况选择弯曲正应力和‰的分布图，(d)为约束扭转所产生的扇形正应力分布图。由于断面为轴对称，分析表明，危险断面最大应力发生在铲斗挖掘各应力成分在4个角点处各自相等，且组合正应力受阻的工况下，位置按以下条件确定：1)动臂位于分布沿断面轴线成线性，因此测得角点处正应力就动臂液压缸作用力臂最大处；2)斗杆位于斗杆液压可得到断面上正应力分布图。缸作用力臂最大处；3)铲斗位于发挥最大挖掘力位箱形断面在

4、各种外力作用下的正应力分布图置。如图3所示。作者简介：傅顶和(1968一)，男，福建人，高级工程师，学士，研究方向：特种设备。一24—学兔兔www.xuetutu.com斗杆图2试验测点布置—I按图2所示位置对各测点依次进行打磨一表面清洗一应变片清洗—应变片粘贴一引线连接一质量EJ检查一固化一防护等步骤后，用带有屏蔽线的长导G线在接线端子处进行引线，屏蔽线接仪器外壳。X．f测量选用德国IMC集成测控公司(Integratedf0Measurement&Contro1)生产的CRPL2一DIO—UNI8型数据采集器，IMC系统操作软件IMCDevices，快之ffN速信号分析处理软件FAMO

5、S。在系统操作软件上设置四分之一桥测量方式、应变片的灵敏度、采样时间、采样频率及滤波方式，进行桥路平衡后处于待图3工作装置最大应力工况测试状态。此工况下，铲斗产生主动力，其最大推力产生依次对挖掘机进行4种工况操作，采集各测试最大挖掘力。点静态时域信号和动态时域信号。为了反映挖掘机的复杂作业工况，对空载下降3．2测试框图冲击、满载铲斗最快速度下降止动和满载铲斗最快整个系统测试框图如图4所示。采用l4通道速度上升止动等3种工况进行比较试验。数据采集和存储装置。试验前对应变仪进行测试前的软件设置，如灵敏度系数、桥路形式及滤波形式。3静态和动态试验以采样频率5120Hz进行数据采集，用所有测量数3

6、．1试验过程据进行时域特征分析。分析所得各测点的静态和动以某型液压挖掘机型式试验样机为对象，首先态应变最大值如表1所示。图4液压挖掘机工作装置测试和分析系统框图一25—学兔兔www.xuetutu.com表1各测点的静态和动态应变最大值I~m／m静态动态应变应变名称测点挖掘空载满载满载受阻下降下降上升181．7-30．3-80．1—34．22234．899．4～106．7—121．8斗3421．7311．7-221．1-186．4杆4-198．0-205．1338．6-377．55486．6339．3-218．0-183．16—409．O-354．6418．2-417．3图5挖掘受阻工况各

7、测点的应变时域图7187．12l2．2-132．9—109．6精确，安全系数可较小。在实际操作过程中，由于敞847．4-34．749．643．2性和冲击，液压挖掘机的工作装置会承受不确定的9-266．4—314．6-89．1101．3动载荷，且这方面的试验和统计工作做得不够完动10143．2-221．2120．9238．4善，没有确切可靠的系数参考，因此，一般在设计时臂l1269．1-196．7—127．6—144．5加