[发明专利]一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法

说明书

本发明公开一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法，涉及工程机械技术领域，包括加载系统、液压系统、控制系统和应力应变测试系统，斗杆固定于垂直加载工装台上，垂直作动器通过垂直加载头向斗杆施加纵向垂直挖掘力，水平作动器通过水平加载头向斗杆施加纵向水平挖掘力，侧向作动器通过侧向加载头向斗杆施加横向回转扭矩负载，水平作动器、垂直作动器和侧向作动器均与液压系统连接，液压系统与控制系统连接，斗杆上用于设置应变件，应变件用于与应力应变测试系统连接。本发明提供的挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法能够实现对斗杆的三轴模拟加载测试，可以充分地反映实际工况，对斗杆成批地进行疲劳试验提供了较好的平台。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法。

背景技术

液压挖掘机是工程机械中从事土方工程施工的主要机械类型，广泛应用于房屋、建设、铁路工程、水利建设、矿山等，是一种效率高、用途广泛的工程机械。由于挖掘机的工作载荷复杂多变，而挖掘机斗杆是其在作业过程中的主要的施力和受力部件，在交变载荷长期作用下，工作装置产生疲劳损伤，当累积损伤达到一定程度，就会导致疲劳破坏。这不仅会使装备功能丧失，而且很容易使孤立故障连带产生出从属故障，使轻度故障转变为致命性故障，甚至造成人身伤害。因此零部件失效分析是工程机械行业亟待解决的瓶颈问题。

目前对挖掘机斗杆进行疲劳试验的方法有两种。其一，国内厂家普遍采用的方法是通过模拟实际的作业工况在现场进行挖掘作业，即通过整机的可靠性试验来对工作装置的疲劳性能进行考核。虽然现场试验结果能真实反映产品的实际情况，但应受场地、气候的影响大，试验周期长、耗费大、存在很大的局限性，已不能满足高速发展的需要。其二，申请号为200710020356.1的中国专利提出了一种液压挖掘机工作装置疲劳试验方法，该方法通过工作装置的一种典型姿态下的载荷谱，由一套作动器给挖掘机铲斗施加纵向挖掘力负载，另一套作动器给挖掘机铲斗施加横向回转扭矩负载，两套作动器交变加载，由应力应变测试系统监测，分析整个工作装置的应力状况，从而实现挖掘机两轴疲劳试验。但是该方法在纵向加载中只有垂直方向的力，而没有水平方向的挖掘力，与实际工况不符。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统及测试方法，实现对斗杆的三轴模拟加载测试，可以充分地反映实际工况，对斗杆成批地进行疲劳试验提供了较好的平台。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种挖掘机斗杆模拟加载测试系统，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。

优选地，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。