CN109540491B - 一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，包括试验台、转台疲劳试件、龙门架组件、作动器组件和实验基座；试验台包括第一基台和第二基台，第一基台安装于实验基座上，第二基台一端与第一基台铰接；转台疲劳试件安装在第二基台上；龙门架组件安装于实验基座上；作动器组件一端安装于龙门架组件上，另一端安装在转台疲劳试件上。本发明是在其局部坐标系下进行疲劳试验，考虑了挖掘机姿态改变对转台疲劳试件试验结果的影响，使转台疲劳试件更加接近实际的受力状态；通过可移动的实验基台和可变角度的疲劳试验台，使不同型号的转台的疲劳试验可以使用同一装置进行加载，提高了试验装置的通用性，装置结构简单并且易于维护。

Description

一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置

技术领域

本发明属于机械设备领域，涉及机械疲劳试验，具体涉及一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置。

背景技术

转台作为挖掘机的重要组成部分，主要用于连接挖掘机的各类部件并承受来自工作装置的交变载荷，其结构的好坏直接影响了挖掘机的使用寿命和可靠性。挖掘机转台的疲劳裂纹是造成挖掘机转台结构破坏的主要原因，对转台进行疲劳寿命试验是保证其结构安全性和使用寿命的重要手段。

在做疲劳试验时需要将转台固定在某个姿态下，对于承受载荷方向固定，工作姿态不变的构件试验姿态容易确定，但是挖掘机在实际工作中姿态时刻在改变，试验姿态不易确定。不同型号的转台本身的结构、疲劳试验程序谱、疲劳试验谱加载角度等等均不尽相同。

综上所述，急需寻求一种合理的，适用于不同机型转台的，不同种类疲劳试验程序谱的加载装置，为挖掘机专挑构件的疲劳试验及可靠性寿命预估研究提供基础。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，以解决现有技术中的缺乏针对挖掘机转台疲劳试验加载装置，挖掘机转台疲劳试验难以准确模拟的问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，包括试验台、龙门架组件、作动器组件和实验基座；

所述的试验台用于在实验基座上设置转台疲劳试验中作动器组件加载到转台疲劳试件上的动载荷的倾斜工作平面，所述的倾斜工作平面的倾斜角度通过所述的试验台的第一基台和第二基台的夹角内的机械锁紧千斤顶进行调整；

所述的龙门架组件用于在实验基座上设置转台疲劳试验中作动器组件加载到转台疲劳试件上的动载荷的工作空间，所述的工作空间为所述的实验基座、龙门架组件的龙门架立柱和龙门架组件的横梁围成的空间；

所述的作动器组件安装于所述的工作空间内的龙门架组件的纵梁底面，所述的作动器组件的水平安装位置通过所述的龙门架组件的纵梁在横梁上的安装位置和作动器组件在龙门架组件的纵梁上的安装位置进行调整，所述的作动器组件的竖直安装位置通过所述的龙门架组件的横梁在所述的龙门架组件的龙门架立柱上的安装位置进行调整，所述的作动器组件中的动作油缸用于对转台疲劳试件施加转台载荷谱疲劳试验中给出的动载荷，进行疲劳试验。

在上述技术方案的更为具体的实现方式中，本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置包括试验台、龙门架组件、作动器组件和实验基座，所述的试验台包括第一基台和第二基台，所述的第一基台安装于所述的实验基座上，所述的第二基台一端与所述的第一基台铰接；

所述的龙门架组件安装于所述的实验基座上，所述的龙门架组件的横梁竖直位置可调节；

所述的作动器组件顶端水平位置可调地安装于所述的龙门架组件的纵梁上；

所述的龙门架组件的纵梁水平位置可调地安装于所述的龙门架组件的横梁上。

本发明还具有如下技术特征：

具体的，所述的第二基台上安装有转台疲劳试件，所述的转台疲劳试件通过第一螺栓组可拆卸的安装于所述的第二基台上。

具体的，所述的第一基台可拆卸的安装于实验基座并与第二基台通过第一销轴铰接。

具体的，所述的第一基台和第二基台之间还安装有机械锁紧千斤顶，所述的机械锁紧千斤顶的活塞杆与所述的第二基台铰接于凸台，所述的机械锁紧千斤顶的活塞座通过螺栓可拆卸的安装于所述的第一基台上。

具体的，所述的龙门架组件包括两组龙门架，所述的龙门架由可拆卸的安装在实验基座上的龙门架立柱和安装在所述的龙门架立柱上的横梁构成；

所述的龙门架组件还包括安装于所述的横梁上的纵梁。

具体的，所述的横梁通过第二螺栓组高度可调的安装于所述的龙门架立柱上；

所述的纵梁通过第三螺栓组水平位置可调的安装于所述的横梁上。

具体的，所述的作动器组件设置两组，每组所述的作动器组件包括依次安装的油缸底座、动作油缸和轴套；

所述的油缸底座通过第四螺栓组水平位置可调的安装于所述的纵梁上；

所述的轴套与所述的转台疲劳试件通过第二销轴铰接。

具体的，所述的油缸底座和所述的动作油缸之间还安装有球形铰，所述的球形铰两端分别与所述的油缸底座和所动作油缸固接。

具体的，所述的动作油缸为液压伺服油缸。

具体的，所述的第二基台靠近第一销轴的一侧安装有转台挡板。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(Ⅰ)挖掘机实际工作时，姿态时刻改变，并且不同结构和尺寸的挖掘机转台上的动臂油缸和动臂二者与转台铰接的角度也不相同。然而在对挖掘机转台进行疲劳试验时，只能在确定姿态下对转台疲劳试件进行疲劳试验载荷谱中给出的载荷的加载，其误差是不可避免的，本发明的装置可以变更载荷的加载角度，可以更接近不同结构和尺寸的转台在实际工作中的受力角度和载荷情况；并且本发明可以使转台疲劳试件在疲劳试验谱给出的多个实际工作循环中载荷最大时对应的角度的平均值下进行载荷谱疲劳试验，因此，可以进一步的避免姿态确定所引起的误差，以保证转台疲劳试验的结果趋于保守和有效，确保转台疲劳试件的寿命界限；

(Ⅱ)本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置通过可移动且可变角度的实验基台和可变角度的疲劳试验台，使不同型号的转台的疲劳试验可以使用同一装置进行加载，并且易于应用疲劳试验谱进行试验加载，提高了试验装置的通用性；

(Ⅲ)本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置部件均可拆卸安装，便于更换易损部件，装置结构简单并且易于维护。

附图说明

图1是本发明整体主视结构示意图；

图2是本发明的轴侧结构示意图；

图3是图1的右视结构示意图；

图4是图1的俯视结构示意图；

图中各个标号的含义为：1-试验台，2-转台疲劳试件，3-龙门架组件，4-作动器组件，5-实验基座；

11-第一基台，12-第二基台，13-第一销轴，14-第一螺栓组，15-机械锁紧千斤顶，16-凸台，17-转台挡板；

31-龙门架立柱，32-横梁，33-纵梁，34-第二螺栓组，35-第三螺栓组；

41-油缸底座，42-动作油缸，43-轴套，44-第四螺栓组，45-第二销轴，46-球形铰。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置所加载的挖掘机转台疲劳试验程序谱的获取方法按照申请号为201811007714.X的发明“挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法”中的整理方法进行。

本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置所加载的挖掘机转台疲劳试验程序谱的获取方法也可以按照现有技术中挖掘机转台疲劳试验谱的常规获取方法。

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

本实施例给出一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，如图1至图4所示，包括试验台1、龙门架组件3、作动器组件4和实验基座5；

试验台1包括第一基台11和第二基台12，第一基台11安装于实验基座5上，第二基台12一端与第一基台11铰接；

龙门架组件3安装于实验基座5上，龙门架组件3的横梁32竖直位置可调节；

作动器组件4一端水平位置可调地安装于龙门架组件3的纵梁33上；

龙门架组件3的纵梁33水平位置可调地安装于龙门架组件3的横梁32上。

本实施例的试验台1分设第一基台11和第二基台12，对整体疲劳试验谱加载装置提供加载角度，此加载角度为待加载疲劳试验谱中给定的加载角度，待加载疲劳试验谱通过下述整理方法或其他现有技术的方法进行整理。

本实施例的实验基座5提供整个装置的安装基础，并通过螺栓对龙门架组件3和作动器组件4进行安装固定。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的第二基台12上还安装有转台疲劳试件2，转台疲劳试件2通过第一螺栓组14可拆卸的安装于第二基台12上。

本实施例的转台疲劳试件2直接取自需要进行转台疲劳实验的各型挖掘机，作为整个装置中加载疲劳试验谱的被测试件，保证挖掘机转台疲劳试验的准确性。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的第一基台11可拆卸的安装于实验基座5并与第二基台12通过第一销轴13铰接。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的第一基台11和第二基台12之间还安装有机械锁紧千斤顶15，机械锁紧千斤顶15的活塞杆与第二基台12铰接于凸台16，机械锁紧千斤顶15的活塞座通过螺栓可拆卸的安装于第一基台11上。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的龙门架组件3包括两组龙门架，龙门架由可拆卸的安装在实验基座5上的龙门架立柱31和安装在龙门架立柱31上的横梁32构成；

龙门架组件3还包括安装于横梁32上的纵梁33。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的横梁32通过第二螺栓组34高度可调的安装于龙门架立柱31上；

纵梁33通过第三螺栓组35水平位置可调的安装于横梁32上。

本实施例的龙门架组件3采用高低可调的横梁32和水平位置可调的纵梁33对动作器组件4进行固接安装和稳定保护，保证作动器组件4对不同型号和尺寸的转台疲劳试件2的疲劳试验谱的加载安全和准确，同时保证加载疲劳试验谱时均匀转台疲劳试件2的受力均匀。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的作动器组件4设置两组，每组作动器组件4包括依次安装的油缸底座41、动作油缸42和轴套43；

油缸底座41通过第四螺栓组44水平位置可调的安装于纵梁33上；

轴套43与转台疲劳试件2通过第二销轴45铰接。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的油缸底座41和动作油缸42之间还安装有球形铰46，球形铰46两端分别与油缸底座41和所动作油缸42固接。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的动作油缸42为液压伺服油缸。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的第二基台12靠近第一销轴13的一侧安装有转台挡板17。

本实施例的作动器组件4的动作油缸42采用液压伺服油缸，对转台疲劳试件2进行疲劳试验谱的加载，并保证两组动作油缸42同时施加相位相反的转台疲劳试验程序谱时所有组件的稳定，进而对挖掘机工作过程中转台受力情况进行准确模拟，并使动作油缸42在龙门架组件3的纵梁33上的水平位置可调，进一步保证转台疲劳试件2在加载疲劳试验程序谱时的稳定性和受力的均匀性。

本发明的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置的使用通过以下步骤进行：

步骤一：利用在转台与动臂根部连接处和与动臂油缸连接处近似承受一对大小和方向不断变化的力偶作用，而通过对力偶作用方向的统计分析，可得到大载荷作用时刻力偶的平均方向，将该方向作为加载方向，将载荷-时间历程整理成载荷谱，作为本发明的疲劳试验程序谱进行加载。本发明进行疲劳试验所用疲劳试验程序谱也可以利用其它本领域技术人员已知技术进行整理。

步骤二：针对不同型号的转台疲劳试件2，利用第二螺栓组34、第三螺栓组35、第四螺栓组44和其他安装用的螺栓调整试验台1、转台疲劳试件2、龙门架组件3、作动器组件4在实验基座5上的位置，使试验台1上的转台疲劳试件2处于两组龙门架之间，调节机械锁紧千斤顶15，使第一基台11与第二基台12的夹角保持在对应转台疲劳实验程序谱给出的加载角度，紧固第一螺栓组14，将转台疲劳试件2固定在第二基台12上；

步骤三：利用两个动作油缸42对转台疲劳试件2的两个铰点(分别是转台与动臂的铰点以及转台与动臂油缸的铰点)进行疲劳试验程序谱的加载。利用现有的伺服控制器，控制两个动作油缸42加载疲劳试验谱，两个动作油缸42必须同时施加相位相反的转台疲劳试验程序谱；

步骤四：完成疲劳试验谱的加载和整个实验过程后，卸去机械锁紧千斤顶15和两个动作油缸42的压力，松开第一螺栓组14和第一销轴13，将转台疲劳试件2拆下，根据后续实验要求对专挑疲劳试件2进行检测，收集检测结果，以确认实验结果是否符合试验标准或产品标准的要求。

实施例2：

本实施例给出一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，包括试验台1、龙门架组件3、作动器组件4和实验基座5；

试验台1用于在实验基座5上设置转台疲劳试验中作动器组件4加载到转台疲劳试件2上的动载荷的倾斜工作平面，倾斜工作平面的倾斜角度通过试验台1的第一基台11和第二基台12的夹角内的机械锁紧千斤顶15进行调整；

龙门架组件3用于在实验基座5上设置转台疲劳试验中作动器组件4加载到转台疲劳试件2上的动载荷的工作空间，工作空间为实验基座5、龙门架组件3的龙门架立柱31和龙门架组件3的横梁32围成的空间；

作动器组件4安装于工作空间内的龙门架组件3的纵梁33底面，作动器组件4的水平安装位置通过龙门架组件3的纵梁33在横梁32上的安装位置和作动器组件4在龙门架组件3的纵梁33上的安装位置进行调整，作动器组件4的竖直安装位置通过龙门架组件3的横梁32在龙门架组件3的龙门架立柱31上的安装位置进行调整，作动器组件4中的动作油缸42用于对转台疲劳试件2施加转台载荷谱疲劳试验中给出的动载荷，进行疲劳试验。

本实施例的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置的具体结构与实施例1中的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置的具体结构相同。

Claims (6)

1.一种挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，包括试验台(1)、龙门架组件(3)、作动器组件(4)和实验基座(5)；

所述的试验台(1)用于在实验基座(5)上设置转台疲劳试验中作动器组件(4)加载到转台疲劳试件(2)上的动载荷的倾斜工作平面，所述的倾斜工作平面的倾斜角度通过所述的试验台(1)的第一基台(11)和第二基台(12)的夹角内的机械锁紧千斤顶(15)进行调整；

所述的龙门架组件(3)用于在实验基座(5)上设置转台疲劳试验中作动器组件(4)加载到转台疲劳试件(2)上的动载荷的工作空间，所述的工作空间为所述的实验基座(5)、龙门架组件(3)的龙门架立柱(31)和龙门架组件(3)的横梁(32)围成的空间；

所述的作动器组件(4)安装于所述的工作空间内的龙门架组件(3)的纵梁(33)底面，所述的作动器组件(4)的水平安装位置通过所述的龙门架组件(3)的纵梁(33)在横梁(32)上的安装位置和作动器组件(4)在龙门架组件(3)的纵梁(33)上的安装位置进行调整，所述的作动器组件(4)的竖直安装位置通过所述的龙门架组件(3)的横梁(32)在所述的龙门架组件(3)的龙门架立柱(31)上的安装位置进行调整，所述的作动器组件(4)中的动作油缸(42)用于对转台疲劳试件(2)施加转台载荷谱疲劳试验中给出的动载荷，进行疲劳试验；

所述的试验台(1)包括第一基台(11)和第二基台(12)，所述的第一基台(11)安装于所述的实验基座(5)上，所述的第二基台(12)一端与所述的第一基台(11)铰接；

所述的龙门架组件(3)安装于所述的实验基座(5)上，所述的龙门架组件(3)的横梁(32)竖直位置可调节；

所述的作动器组件(4)顶端水平位置可调地安装于所述的龙门架组件(3)的纵梁(33)上；

所述的龙门架组件(3)的纵梁(33)水平位置可调地安装于所述的龙门架组件(3)的横梁(32)上；

所述的第二基台(12)上还安装有转台疲劳试件(2)，所述的转台疲劳试件(2)通过第一螺栓组(14)可拆卸的安装于所述的第二基台(12)上；

所述的第一基台(11)可拆卸的安装于实验基座(5)并与第二基台(12)通过第一销轴(13)铰接；

所述的龙门架组件(3)包括两组龙门架，所述的龙门架由可拆卸的安装在实验基座(5)上的龙门架立柱(31)和安装在所述的龙门架立柱(31)上的横梁(32)构成；

所述的龙门架组件(3)还包括安装于所述的横梁(32)上的纵梁(33)；

所述的作动器组件(4)设置两组，每组所述的作动器组件(4)包括依次安装的油缸底座(41)、动作油缸(42)和轴套(43)；

所述的油缸底座(41)通过第四螺栓组(44)水平位置可调地安装于所述的纵梁(33)上；

所述的轴套(43)与所述的转台疲劳试件(2)通过第二销轴(45)铰接。

2.如权利要求1所述的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，所述的第一基台(11)和第二基台(12)之间还安装有机械锁紧千斤顶(15)，所述的机械锁紧千斤顶(15)的活塞杆与所述的第二基台(12)铰接于凸台(16)，所述的机械锁紧千斤顶(15)的通过螺栓可拆卸的安装于所述的第一基台(11)上。

3.如权利要求1所述的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，所述的横梁(32)通过第二螺栓组(34)高度可调的安装于所述的龙门架立柱(31)上；

所述的纵梁(33)通过第三螺栓组(35)水平位置可调的安装于所述的横梁(32)上。

4.如权利要求1所述的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，所述的油缸底座(41)和所述的动作油缸(42)之间还安装有球形铰(46)，所述的球形铰(46)两端分别与所述的油缸底座(41)和所动作油缸(42)固接。

5.如权利要求1或4所述的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，所述的动作油缸(42)为液压伺服油缸。

6.如权利要求2～5任一权利要求所述的挖掘机转台疲劳试验程序谱加载装置，其特征在于，所述的第二基台(12)靠近第一销轴(13)的一侧安装有转台挡板(17)。