CN114018717A - 一种煤矿井下车辆rops驾驶室检测测试方法 - Google Patents

一种煤矿井下车辆rops驾驶室检测测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于矿山运输装备安全检测技术领域，具体涉及一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法。本发明的步骤如下：步骤1：将被测驾驶室固定在测试台架体内；步骤2：确定被测驾驶室侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的加载位置；步骤3：驱动垂直加载装置、侧向加载装置、纵向加载装置、左侧角加载装置以及右侧角加载装置进行移动；步骤4：依次对被测驾驶室的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行测试；步骤5：加载测试中变形的被测驾驶室不得侵入并触发驾驶室变形测量装置，否则判定不合格并立即停止测试；步骤6：数据采集。本发明高效精准的对多型号煤矿井下车辆驾驶室结构的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角方向进行强度加载测试。

Description

一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测测试方法
技术领域
本发明属于矿山运输装备安全检测技术领域，具体涉及一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法。
背景技术
相比于地面工程车辆，矿山井下无轨运输设备中使用安装有翻滚保护结构（ROPS）的安全驾驶室的比例较低。随着各国相关法规的出台，逐步强制要求井下运输车辆安装具有ROPS结构的安全驾驶室。
而目前相关检测法规较不成熟，对矿山井下安全驾驶室强度的检测主要采用地面土方车辆驾驶室ROPS强度检测方法与设备，但由于煤矿井下运输车辆与地面土方车辆在车体结构与工作环境差异较大，因此传统的检测方法并不完全适用于煤矿井下车辆安全驾驶室，需针对煤矿井下车辆的特点设计对应的检测方法。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供了一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法。
本发明采用如下的技术方案实现：一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，基于测试台架体、液压系统、控制系统、固定于被测驾驶室内部座椅连接处放入驾驶室变形测量装置和设于测试台架体顶部的垂直加载装置、左侧的侧向加载装置、后侧的纵向加载装置、左侧角加载装置以及右侧角加载装置；步骤如下：
步骤1：将被测驾驶室固定在测试台架体内；
步骤2：根据被测驾驶室的结构确定被测驾驶室侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的加载位置；将加载液压缸2.7上的载荷分配器2.8旋下，分别粘合在各加载位置处；根据被测驾驶室的车型结构确定侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的最大加载力与侧向加载最大吸能值，并将数据导入控制系统中；
步骤3：驱动垂直加载装置、侧向加载装置、纵向加载装置、左侧角加载装置以及右侧角加载装置进行移动，直至移动至相对应的加载位置区域为止，调整垂直加载装置、侧向加载装置、纵向加载装置、左侧角加载装置以及右侧角加载装置摆动、俯仰角度，校准加载位置，使加载液压缸2.7的端部与载荷分配器2.8的承窝位置重合；
步骤4：依次对被测驾驶室的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行测试，每次测试首先通过控制系统控制液压系统给加载装置初步加载，控制系统识别到加载装置与被测驾驶室接触后，以不大于5mm /s的速度对被测驾驶室进行加载，控制系统实时对加载力和吸能量进行计算，当加载力和能量满足要求后，收回加载装置；完成一个方向的测试后进行下一个方向的测试时，根据驾驶室变形情况，控制系统控制加载装置此次测试的加载位置再次校准，然后进行加载测试；
步骤5：每个方向的加载测试中变形的被测驾驶室的结构和加载模拟地平面不得侵入并触发驾驶室变形测量装置，否则判定不合格并立即停止测试；
步骤6：数据采集。
进一步的，步骤5中所述的驾驶室变形测量装置包括挠曲极限量DLV模型、变形接触开关和变形接触板，挠曲极限量DLV模型的顶部以及前后左右均安装有变形接触开关，变形接触开关上安装变形接触板，变形接触开关与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
进一步的，步骤1中所述的被测驾驶室固定在测试台架体的底部，拆掉被测驾驶室的门窗玻璃与座椅，然后将驾驶室变形测量装置使用连接螺栓固定在被测驾驶室内部座椅的连接处。
进一步的，步骤6中所述的数据采集是控制系统实时采集并分析加载测试过程中被测驾驶室变形与能量吸收数据，生成报表与数据曲线。
本发明相比现有技术的有益效果：
本申请的控制系统直接对个加载装置进行控制，使得各向加载装置能够横向纵向移动精确校准位置，以及灵活调节摆动俯仰角度，从而高效精准的对多型号煤矿井下车辆驾驶室结构的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角方向进行强度加载测试。
附图说明
图1为本申请的测试示意图；
图2为测试台架体的结构示意图；
图3为加载装置的结构示意图；
图4为加载装置的剖面示意图；
图5为驾驶室变形测量装置的结构示意图；
图6为液压系统的液压原理图；
图中：1-测试台架体，1.1-移动横梁，1.2-横梁，1.3-左侧角加载装置，1.4-侧向加载装置，1.5-外伸梁，1.6-T型槽平台，1.7-立柱，1.8-右侧角加载装置，1.9-纵向加载装置，1.10-垂向加载装置；
2-驾驶室变形测量装置，2.1-滑块Ⅰ，2.2-滑块Ⅱ，2.3-液压球窝支撑，2.4-移动液压缸，2.5-支撑座Ⅰ，2.6-斜拉弹簧，2.7-加载液压缸，2.8-载荷分配器；
3-被测驾驶室，3.1-挠曲极限量DLV模型，3.2-变形接触开关，3.3-变形接触板；
4.1-变量柱塞泵，4.2-比例溢流阀，4.3-电磁换向阀，4.4-双路单向节流阀，4.5-节流阀，4.6-油泵电机，4.7-过滤器，4.8-压力表，4.9-压力传感器，4.10-温度传感器；
5-移动装置Ⅱ，5.1-滑块，5.2-支撑座Ⅱ；
6-移动装置Ⅰ。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1，本发明提供一种技术方案：一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，基于测试台架体1、液压系统、控制系统、固定于被测驾驶室3内部座椅连接处放入驾驶室变形测量装置2和设于测试台架体1顶部的垂直加载装置1.10、左侧的侧向加载装置1.4、后侧的纵向加载装置1.9、左侧角加载装置1.3以及右侧角加载装置1.8；步骤如下：
步骤1：将被测驾驶室3固定在测试台架体1内；
步骤2：根据被测驾驶室3的结构确定被测驾驶室3侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的加载位置；根据被测驾驶室3的车型结构确定侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的最大加载力与侧向加载最大吸能值，并将数据导入控制系统中；
步骤3：驱动垂直加载装置1.10、侧向加载装置1.4、纵向加载装置1.9、左侧角加载装置1.3以及右侧角加载装置1.8进行移动，直至移动至相对应的加载位置区域为止，调整垂直加载装置1.10、侧向加载装置1.4、纵向加载装置1.9、左侧角加载装置1.3以及右侧角加载装置1.8摆动、俯仰角度，校准加载位置；
步骤4：依次对被测驾驶室3的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行测试，每次测试首先通过控制系统控制液压系统给加载装置初步加载，控制系统识别到加载装置与被测驾驶室3接触后（即加载液压缸与载荷分配器承窝接触），以不大于5mm /s的速度对被测驾驶室3进行加载，控制系统实时对加载力和吸能量进行计算，当加载力和能量满足要求后，收回加载装置；完成一个方向的测试后进行下一个方向的测试时，根据驾驶室变形情况，控制系统控制加载装置此次测试的加载位置再次校准，然后进行加载测试；
步骤5：每个方向的加载测试中变形的被测驾驶室3的结构和加载模拟地平面不得侵入并触发驾驶室变形测量装置2（即致使变形接触开关3.2触发），否则判定不合格并立即停止测试；
步骤6：数据采集。
步骤5中所述的驾驶室变形测量装置2包括挠曲极限量DLV模型3.1、变形接触开关3.2和变形接触板3.3，挠曲极限量DLV模型3.1的顶部以及前后左右均安装有变形接触开关3.2，变形接触开关3.2上安装变形接触板3.3，变形接触开关3.2与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
步骤1中所述的被测驾驶室3固定在测试台架体1的底部，拆掉被测驾驶室3的门窗玻璃与座椅，然后将驾驶室变形测量装置2使用连接螺栓固定在被测驾驶室3内部座椅的连接处。
步骤6中所述的数据采集是控制系统实时采集并分析加载测试过程中被测驾驶室3变形与能量吸收数据，生成报表与数据曲线。
参照图2至图5，测试台架体1包括主体框架和T型槽平台1.6；所述主体框架的上侧、前侧以及后侧的中央均连接有能够横向和竖向移动的移动装置Ⅰ6，主体框架左侧角和右侧角均连接有能够竖向移动的移动装置Ⅱ5，移动装置Ⅰ6和移动装置Ⅱ5上均连接有加载装置（分别为垂直加载装置1.10、侧向加载装置1.4、纵向加载装置1.9、左侧角加载装置1.3以及右侧角加载装置1.8，从而对侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行不同方向的加载，加载装置固定在移动横梁1.1或外伸梁1.5上），加载装置能够±20°俯仰与摆动位姿角度调节，加载装置与控制系统电性连接，控制系统控制加载装置进行角度和位置校准，对驾驶室进行不同方向的加载测试；
所述移动装置Ⅰ6包括滑块Ⅰ2.1、滑块Ⅱ2.2和支撑座Ⅰ2.5；
滑块Ⅰ2.1的背面固定在主体框架上，滑块Ⅰ2.1的正面设有两条竖向的导轨；
滑块Ⅱ2.2的背面设有两条竖向的滑槽，滑槽与滑块Ⅰ2.1的导轨构成移动副，滑块Ⅱ2.2的正面设有两条横向的导轨；
所述支撑座Ⅰ2.5的背面设有两条横向的滑槽，滑槽与滑块Ⅱ2.2的导轨构成移动副，滑块Ⅱ2.2的底部以及支撑座Ⅰ2.5左侧铰接有移动液压缸2.4，用于驱动横向和竖向的移动，使加载装置在平面内的自由移动，实现对不同型号尺寸驾驶室的加载功能。
所述移动装置Ⅱ5包括滑块5.1和支撑座Ⅱ5.2，滑块5.1的背面固定在主体框架上，滑块5.1正面设有两条竖向的轨道，支撑座Ⅱ5.2的背面设有两条滑槽，滑槽与轨道构成移动副；支撑座Ⅱ5.2的底部也铰接有移动液压缸2.4，用于驱动竖向的移动。
通过移动液压缸2.4调节加载装置在平面位置，液压球窝支撑2.3可以实现加载油缸±20°俯仰与摆动位姿角度调节。
所述加载装置包括加载液压缸2.7，加载液压缸2.7的一端设有液压球窝支撑2.3（液压球窝支撑2.3采用高强度硬质合金制成），液压球窝支撑2.3与支撑座Ⅰ2.5以及支撑座Ⅱ5.2均构成球面副，加载液压缸2.7与支撑座Ⅰ2.5以及支撑座Ⅱ5.2之间连接有上下两个斜拉弹簧2.6，实现加载液压缸2.7的角度调节，加载液压缸2.7的另一端连接有载荷分配器2.8，载荷分配器2.8防止加载时出现局部穿透；
所述载荷分配器2.8与加载液压缸2.7通过承窝内螺纹连接。
所述挠曲极限量DLV模型3.1与变形接触开关3.2以及变形接触开关3.2与变形接触板3.3均通过胶接的方式固定连接，挠曲极限量DLV模型3.1的尺寸满足国标GB/T17772中对于工程车辆驾驶室挠曲极限量（DLV）模型的要求。
所述主体框架包括四根立柱1.7，立柱1.7的顶部连接有相互垂直的横梁1.2和移动横梁1.1，主体框架的左侧和后侧均连接有外伸梁1.5，外伸梁1.5固定在立柱1.7上；垂直载荷由横梁1.2和移动横梁1.1来承受，水平载荷由外伸梁1.5来承受。
所述主体框架的底部连接有底板，底板通过螺栓固定在地面上，实现水平方向上加载力封闭。
所述横梁1.2、移动横梁1.1以及外伸梁1.5均采用折弦箱式梁。
本方法实现在平面区域内加载位置与加载角度的自动调节，实现对不同型号尺寸驾驶室的检测功能。
如图6所示，液压系统由一个变量柱塞泵4.1供油，由比例溢流阀4.2调节系统压力。控制回路包括侧向加载装置回路、垂直加载装置回路、纵向加载装置回路、左侧角加载装置回路和右侧角加载装置回路，每个加载装置的移动液压缸2.4和加载液压缸2.7都由一组电磁换向阀4.3、双路单向节流阀4.4控制，通过调节相应的节流阀4.5的开口量，来调整移动液压缸2.4和加载液压缸2.7的运动速度。液压系统包括液压泵站，液压泵站由油泵电机4.6、过滤器4.7、比例溢流阀4.2、压力表4.8、压力传感器4.9和温度传感器4.10组成，液压泵站作为整个液压系统的压力源，负责给各个油缸提供高压油液，通过程序或者手动来给电磁阀得电，控制液压油的流向来操作各油缸的动作。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，基于测试台架体（1）、液压系统、控制系统、固定于被测驾驶室（3）内部座椅连接处放入驾驶室变形测量装置（2）和设于测试台架体（1）顶部的垂直加载装置（1.10）、左侧的侧向加载装置（1.4）、后侧的纵向加载装置（1.9）、左侧角加载装置（1.3）以及右侧角加载装置（1.8）；其特征在于：步骤如下：
步骤1：将被测驾驶室（3）固定在测试台架体（1）内；
步骤2：根据被测驾驶室（3）的结构确定被测驾驶室（3）侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的加载位置；根据被测驾驶室（3）的车型结构确定侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角的最大加载力与侧向加载最大吸能值，并将数据导入控制系统中；
步骤3：驱动垂直加载装置（1.10）、侧向加载装置（1.4）、纵向加载装置（1.9）、左侧角加载装置（1.3）以及右侧角加载装置（1.8）进行移动，直至移动至相对应的加载位置区域为止，调整垂直加载装置（1.10）、侧向加载装置（1.4）、纵向加载装置（1.9）、左侧角加载装置（1.3）以及右侧角加载装置（1.8）摆动、俯仰角度，校准加载位置；
步骤4：依次对被测驾驶室（3）的侧向、垂向、纵向、左侧角和右侧角进行测试，每次测试首先通过控制系统控制液压系统给加载装置初步加载，控制系统识别到加载装置与被测驾驶室（3）接触后，以不大于5mm /s的速度对被测驾驶室（3）进行加载，控制系统实时对加载力和吸能量进行计算，当加载力和能量满足要求后，收回加载装置；完成一个方向的测试后进行下一个方向的测试时，根据驾驶室变形情况，控制系统控制加载装置此次测试的加载位置再次校准，然后进行加载测试；
步骤5：每个方向的加载测试中变形的被测驾驶室（3）的结构和加载模拟地平面不得侵入并触发驾驶室变形测量装置（2），否则判定不合格并立即停止测试；
步骤6：数据采集。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，其特征在于：步骤5中所述的驾驶室变形测量装置（2）包括挠曲极限量DLV模型（3.1）、变形接触开关（3.2）和变形接触板（3.3），挠曲极限量DLV模型（3.1）的顶部以及前后左右均安装有变形接触开关（3.2），变形接触开关（3.2）上安装变形接触板（3.3），变形接触开关（3.2）与控制系统电性连接，实现对驾驶室结构侵入DLV空间的自动感知。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，其特征在于：步骤1中所述的被测驾驶室（3）固定在测试台架体（1）的底部，拆掉被测驾驶室（3）的门窗玻璃与座椅，然后将驾驶室变形测量装置（2）使用连接螺栓固定在被测驾驶室（3）内部座椅的连接处。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下车辆ROPS驾驶室检测的测试方法，其特征在于：步骤6中所述的数据采集是控制系统实时采集并分析加载测试过程中被测驾驶室（3）变形与能量吸收数据，生成报表与数据曲线。
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