一种液压挖掘机下车架应力测试台及测试方法与流程

本发明涉及一种液压挖掘机下车架应力测试台及测试方法，属于工程机械领域中反铲液压挖掘机下车架失稳应力测试。

背景技术：

1、挖掘机下车架是挖掘机三大关键结构件之一，承受70％左右整机重量，作业过程中，还承受物料与工作装置相互作用的挖掘阻力,对车架产生较大弯矩。挖掘机作业工况复杂且作业形式多样，挖掘作业过程中，整车极易出现失稳状态，配重侧支重轮抬起脱离地面，造成车架与地面的作用面积减少，增加下车架开裂风险，下车架与四轮一带等部件组合装配，当车架出现不可修复的开裂，其整体更换过程繁琐、费事费力，严重影响挖掘机工作效率和作业可靠性。因此在样机下线阶段对下车架进行应力测试评估必不可少。

2、关于挖掘机下车架应力测试和评估，目前没有相应的国家和行业标准，各个厂家有自己的企业内部标准，这些企业标准在关于挖掘机下车架测试工况方面差别较大，每个主机厂家有自己的测试工况。关于新机型样机下线应力测试，通常情况选择某一矿山实矿作业或者厂家内部测试场进行测试，矿山实矿测试，成本高、周期长。厂内测试工况与矿山际工况差别大，达不到失稳要求。且挖掘机作业工况比较多，场内测试无法覆盖所有失稳工况。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提出了一种液压挖掘机下车架应力测试台及测试方法，利用该测试台模拟下车各种失稳工况状态，通过测试油缸溢流或者失稳工况下的应力，对下车架进行评估，提高测试效率，缩短测试周期，降低测试成本，实现对下车架高效、简便和快捷应力测试功能。

2、本发明按以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种液压挖掘机下车架应力测试台，包括：

4、测试台角度调节系统，包括中支撑板、上支撑板以及两者之间的旋转部件；所述上支撑板用于支撑待测挖掘机下车架，并通过旋转部件来改变待测挖掘机下车架的测试角度；

5、测试台高度调节系统，包括下支撑板、安装在下支撑板和中支撑板之间的升降部件；通过升降部件来调节所述测试台角度调节系统的高度；

6、齿尖牵引调节系统，安装在所述下支撑板上，所述齿尖牵引调节系统包括至少一个带有电子拉力器的牵引绳ⅰ，所述牵引绳ⅰ的自由端与待测挖掘机铲斗齿尖连接，并通过电子拉力器ⅰ测得挖掘力；

7、失稳判别系统，安装在所述中支撑板上，所述失稳判别系统包括至少一个带有电子拉力器的牵引绳ⅱ，所述牵引绳ⅱ固定在待测挖掘机配重或转台尾部，并通过电子拉力器ⅱ的读数来判断失稳状态。

8、在一些实施例中，所述旋转部件包括：

9、座圈，固定在所述中支撑板上；

10、外啮合回转支承，由转动连接的外圈和内圈组成；所述内圈固定在所述座圈上，所述上支撑板固定在所述外圈上；

11、固定在所述中支撑板上的转动电机，其转动轴上固定有旋转齿轮，所述旋转齿轮与所述外圈相啮合。

12、在一些实施例中，所述上支撑板的上表面设有凹槽，所述凹槽内填满待测作业工况对应的物料矿石。

13、在一些实施例中，所述升降部件由多个竖向放置的油缸组成，所述油缸的一端固定在下支撑板上表面，油缸的另一端固定在中支撑板下表面，通过控制多个油缸同步伸缩来调节所述测试台角度调节系统高度。

14、在一些实施例中，所述齿尖牵引调节系统由两组对称布置的牵引绳ⅰ位置调节部件组成，每一组牵引绳ⅰ位置调节部件均包括：

15、滑板，滑板上设有沿着其长度方向延伸的纵向导轨；

16、滑块，滑动连接在所述纵向导轨上，滑块通过电子拉力器ⅰ与牵引绳ⅰ连接；

17、纵向调节油缸，纵向调节油缸的一端与所述滑板的顶面一端相连，纵向调节油缸的另一端与所述滑块相连，用于调节滑块上的牵引绳ⅰ的纵向位置；

18、横向调节部件，与所述滑板相连，用于调节滑板以及滑板上的牵引绳ⅰ的横向位置。

19、在一些实施例中，所述横向调节部件包括：

20、横向调节油缸，其一端与所述下支撑板相连，另一端与所述滑板的外侧面相连；

21、至少两组横向导向部件，用于引导所述滑板在横向调节油缸的作用下进行横向移动，每一组横向导向部件均包括对称布置在所述滑板两侧的下支撑板上的耳板和横向导轨；横向导轨贯穿所述滑板后固定在两个耳板之间，所述横向导轨与滑板之间间隙配合。

22、在一些实施例中，所述失稳判别系统包括：

23、固定轨道，其长度方向以平行于中支撑板边缘的方式安装在中支撑板的上表面，所述固定轨道上设有沿着其长度方向延伸的长形通孔；

24、至少一个滑块，由上部的一对彼此对置的耳板和下部的带有方形通孔的方块组成；位于方形通孔下方的方块底板滑动连接在长形通孔中，位于长形通孔上方的固定轨道上半部分滑动连接在方形通孔中；

25、铰接块，通过销轴连接在两个耳板之间，所述铰接块通过电子拉力器ⅱ与牵引绳ⅱ相连。

26、在一些实施例中，所述滑块与固定轨道之间设有在调整滑块位置后将滑块固定在固定轨道上的锁止部件：所述锁止部件包括：

27、位于长形通孔上方的固定轨道上间隔设有呈一字排列的销孔ⅰ；

28、所述方块的侧板上设有与所述销孔ⅰ同轴布置的销孔ⅱ；

29、定位销，插入在所述销孔ⅱ与不同位置的销孔ⅰ中实现锁止功能。

30、在一些实施例中，还包括防滑保护系统，所述防滑保护系统包括：

31、固定在所述上支撑板上的固定座，由一对彼此对置的耳板组成；

32、旋转轴，由轴和位于轴一端的定位压板组成，所述轴贯穿在两个耳板中，所述定位压板位于其中一个耳板的外侧面，所述定位压板上设有定位孔ⅰ，所述耳板上设有多个与定位孔ⅰ同轴布置的定位孔ⅱ，多个定位孔ⅱ位于同一分度圆上；

33、牵引绳ⅲ，其一端缠绕在所述旋转轴上，另一端与待测挖掘机下车架的吊装孔连接；

34、定位销，插入在所述定位孔ⅰ与不同位置的定位孔ⅱ中，用于将调节所述牵引绳ⅲ松紧度后的旋转轴锁止在固定座上。

35、第二方面，本发明提供了一种基于上述的液压挖掘机下车架应力测试台的测试方法：

36、步骤一：将上支撑板的凹槽处填满待测作业工况对应的物料矿石；将待测挖掘机下车架待测位置贴好应变片并接线调零、接好油缸压力和位移传感器并调零；

37、步骤二：通过测试台高度调节系统将上支撑板与地面平齐，将待测挖掘机置于上支撑板上；

38、步骤三：通过测试台角度调节系统调整上支撑板的角度至挖掘机下车架到达待测位置，并转动待测挖掘机上车架至挖掘机工作装置位于齿尖牵引调节系统上方；

39、步骤四：操作失稳判别系统，将牵引绳ⅱ固定在待测挖掘机配重或转台尾部，电子拉力器ⅱ处于竖直状态；

40、步骤五：调整待测挖掘机工作装置至待测姿态，牵引绳ⅰ固定在待测挖掘机铲斗边齿或中齿处，调整齿尖牵引调节系统至牵引绳ⅰ处于拉紧状态，电子拉力器ⅰ读数在1000n以下；

41、步骤六：分别操作待测挖掘机进行如下动作：

42、a)铲斗油缸单独伸长；

43、b)斗杆油缸伸长；

44、c)铲斗和斗杆油缸同时伸长；

45、步骤七：当出现下列情况之一，测试完成，调整姿态继续进行测试：

46、a)电子拉力器ⅱ读数大于5000n；

47、b)铲斗油缸溢流；

48、c)斗杆油缸溢流；

49、d)动臂油缸溢流。

50、在一些实施例中，测试姿态包括三种姿态，分别为：

51、正向测试：下车架对称线与工作装置对称线水平投影的夹角为0度；

52、正斜向测试：下车架对称线与工作装置对称线水平投影的夹角为45度；

53、侧向测试：下车架对称线与工作装置对称线水平投影的夹角为90度；

54、其中，挖掘机工作装置的姿态如下：

55、动臂油缸：动臂前铰点和后铰点连线水平；

56、斗杆油缸：斗杆前铰点和后铰点连线竖直；

57、铲斗油缸：铲斗齿尖和斗杆前铰点连线水平。

58、本发明有益效果：

59、1、本发明采用测试台来替代挖掘机在实际作业过程中前倾失稳极限状态，成本低、效率高。

60、2、本发明涉及的测试台能充分发挥待测挖掘机的挖掘力且测试姿态下的挖掘力能通过电子拉力器显示。

61、3、本发明根据电子拉力器的读数来判断失稳状态，精度高，误差小。

62、4、本发明涉及的测试台能通过角度调节系统等实现各种极限工况，不仅仅限于文中涉及的三种极限工况，简单方便，可靠易行。

63、5、本发明涉及的测试台不限于某一型号挖掘机，适用于所有机型，应用范围广。