[发明专利]一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，包括加载系统、液压系统、控制系统和应力应变测试系统，所述加载系统包括龙门架、剪力墙、侧向加载工装台、垂直加载工装台、垂直作动器、水平作动器、侧向作动器、垂直加载头、水平加载头、侧向加载头、斗杆和地基，所述剪力墙和所述垂直加载工装台固定于所述地基上部的两侧，所述龙门架和所述侧向加载工装台均固定于所述地基上，所述龙门架设置于所述剪力墙与所述垂直加载工装台之间，所述侧向加载工装台位于所述龙门架下方，所述斗杆一端固定于所述垂直加载工装台上，所述斗杆另一端伸至所述龙门架下方；所述垂直作动器一端与所述龙门架连接，所述垂直作动器另一端与所述垂直加载头连接，并通过所述垂直加载头向所述斗杆施加纵向垂直挖掘力；所述水平作动器一端与所述剪力墙连接，所述水平作动器另一端与所述水平加载头连接，并通过所述水平加载头向所述斗杆施加纵向水平挖掘力；所述侧向作动器一端与所述侧向加载工装台连接，所述侧向作动器另一端与所述侧向加载头连接，并通过所述侧向加载头向所述斗杆施加横向回转扭矩负载；所述水平作动器、所述垂直作动器和所述侧向作动器均与所述液压系统连接，所述液压系统与所述控制系统连接，所述斗杆上用于设置应变件，所述应变件用于与所述应力应变测试系统连接。

2.根据权利要求1所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括第一销轴和第二销轴，通过所述第一销轴和所述第二销轴将所述斗杆反向安装于所述垂直加载工装台上，所述斗杆的下表面朝上设置，所述斗杆的下表面与所述地基平行设置。

3.根据权利要求2所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括第一支座，所述垂直加载头包括第一连接板和两个第一耳板，所述第一连接板一侧固定有所述第一支座，所述垂直作动器下端与所述第一支座铰接，所述第一连接板另一侧对称设置有两个所述第一耳板，各所述第一耳板上设置有一个第一通孔。

4.根据权利要求3所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括第二支座，所述水平加载头包括第二连接板和两个第二耳板，所述第二连接板一侧固定有所述第二支座，所述水平作动器远离所述剪力墙的一端与所述第二支座铰接，所述第二连接板另一侧对称设置有两个所述第二耳板，各所述第二耳板上设置有一个第二通孔。

5.根据权利要求4所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括第三支座，所述侧向加载头为连接块，所述连接块上设置有一个螺纹孔，所述连接块一侧固定有所述第三支座，所述侧向作动器远离所述侧向加载工装台的一端与所述第三支座铰接。

6.根据权利要求5所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括加载销轴和锁紧螺母，所述加载销轴的两端均设置有螺纹，所述第一连接板的长度大于所述第二连接板的长度，所述水平加载头套设于所述斗杆一端的外部，所述垂直加载头套设于所述水平加载头外部，所述连接块设置于靠近所述侧向作动器的所述第一耳板的外侧，所述加载销轴依次穿过一侧的所述第一通孔、两个所述第二通孔和另一侧的所述第一通孔，所述加载销轴的两端分别螺纹连接有所述连接块和所述锁紧螺母。

7.根据权利要求1所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括多个第一定位销，所述地基上设置有多个相互平行的倒T形地脚槽和多个第一定位销孔，所述倒T形地脚槽中设置有多个第一螺栓，各所述第一螺栓上端穿过所述垂直加载工装台并安装有一个第一螺母，各所述第一定位销穿过所述垂直加载工装台并安装于一个所述第一定位销孔中。

8.根据权利要求7所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统，其特征在于，还包括多个第二定位销，所述地基上还设置有多个第二定位销孔，所述倒T形地脚槽中设置有多个第二螺栓，各所述第二螺栓上端穿过所述侧向加载工装台并安装有一个第二螺母，各所述第二定位销穿过所述侧向加载工装台并安装于一个所述第二定位销孔中。

9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的挖掘机斗杆模拟加载测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述斗杆安装在所述垂直加载工装台上，在所述斗杆检测位置处贴上所述应变件，按照载荷谱对所述斗杆施加作用力，在所述控制系统上设置加载参数，所述控制系统通过所述液压系统控制所述垂直作动器、所述水平作动器和所述侧向作动器工作，由所述垂直作动器向所述斗杆施加纵向垂直挖掘力，所述水平作动器向所述斗杆施加纵向水平挖掘力，所述侧向作动器向所述斗杆施加横向回转扭矩负载，所述垂直作动器、所述水平作动器和所述侧向作动器交变加载，由所述应力应变测试系统对所述斗杆进行监测，分析所述斗杆的应力应变状况，从而实现对所述斗杆的三轴模拟加载测试。