CN207439660U - 一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，包括吊架、第一加载座和第二加载座，所述的第一加载座、第二加载座与地面或者底板装置固定连接，所述的第二加载座与斗杆固定连接，第一加载座与水平加载油缸连接，水平加载油缸的另一端与水平加载头连接，并能够向斗杆加载水平的拉压力，在吊架上连接有垂直加载油缸，垂直加载油缸通过下端连接的垂直加载头，能够向斗杆顶部施加向下的压力。本实用新型结构合理，可以模拟挖掘机斗杆实际工况下的受力状态，易于操作，便于推广，并能够得到较为精确的试验结果，为斗杆疲劳寿命的预测和提升提供有力支撑。

Description

一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置

技术领域

本实用新型涉及应用于工程机械零件检测的试验装置，具体涉及一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置。

背景技术

挖掘机作业工况恶劣、载荷复杂，在随机载荷长期作用下工作装置容易产生疲劳破坏；疲劳试验是疲劳研究的有力手段，疲劳试验应尽可能模拟真实情况，对挖掘机而言，其典型结构件所受载荷的准确测试对挖掘机整机的疲劳测试和/或结构件的疲劳测试都有重要的指导意义。

对于工作姿态不变、所承受载荷方向固定的构件或整机，疲劳试验姿态容易确定，实测外载荷可直接用来整理载荷谱，且能较好的复现实际服役情况，例如，工程车辆传动系等；而挖掘机工作装置具有多自由度，实际工作姿态和外载荷的大小和方向时刻在改变，实测载荷非常复杂，载荷谱难以提取，因此研究载荷与应力、疲劳寿命的关系变得困难。

申请号为201510438599.1的中国专利申请中设计了一种销轴传感器，可以完整地测得铰点处的载荷，包括偏载和侧载，但这种方法需要设计加工专门的销轴传感器，且需要对铲斗结构做出较大的改造，不利于推广应用。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，包括吊架、第一加载座和第二加载座，所述的第一加载座、第二加载座与地面或者底板装置固定连接，所述的第二加载座与斗杆固定连接，第一加载座与水平加载油缸连接，水平加载油缸的另一端与水平加载头连接，并能够向斗杆加载水平的拉压力，在吊架上连接有垂直加载油缸，垂直加载油缸通过下端连接的垂直加载头，能够向斗杆顶部施加向下的压力。

优选的，所述的第二加载座通过第一销轴、第二销轴与斗杆铰接连接，所述第二销轴穿过斗杆与动臂连接铰孔、第一销轴穿过斗杆与斗杆油缸连接铰孔。

进一步的，所述的垂直加载油缸的下端与连接板铰接连接，连接板与垂直加载头通过连接螺栓进行固定。

优选的，所述垂直加载油缸的下端设置耳板，连接板包括与耳板铰接连接的耳板连接板，还包括在耳板下方设置的法兰连接结构，法兰连接结构通过连接螺栓与垂直加载头进行固定连接。

进一步的，所述的水平加载油缸在靠近斗杆的端部设置有铰接的第二连接板，第二连接板与水平加载头通过固定螺钉进行固定连接，水平加载头通过第三销轴与斗杆连接。

优选的，试验装置采用单铰点加载方式，加载铰点选为斗杆与铲斗连接铰点，即设置第三销轴的铰接点，约束铰点选为斗杆与动臂连接铰点、斗杆与斗杆油缸连接铰点，在加载载荷的过程中，第三销轴的铰接点和第二销轴的铰接点的连线保持水平。

进一步的，试验过程中，垂直加载油缸和水平加载油缸同时或单独开启，对斗杆小端动态加载，通过不同的载荷比例，模拟斗杆在实际工况中受弯矩和拉压力的载荷变化情况。

优选的，所述的斗杆在外表面设置有应变片，应变片用于采集斗杆的荷载变化。

进一步的，所述的第一加载座、第二加载座与地面或者底板装置通过固定螺栓进行连接，并且在第一加载座、第二加载座在与地面或者底板装置的连接处设置定位件。

优选的，所述的第一加载座为水平加载座，第二加载座为垂直加载座，第一加载座与第二加载座的长度方向垂直设置，第一加载座的长度方向与斗杆的长度方向垂直设置，第二加载座的长度方向与斗杆的长度方向平行设置。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型结构合理，不需要对铲斗结构做出较大改动，通过单铰点加载方式，加载铰点选为斗杆与铲斗连接铰点，约束铰点选为斗杆与动臂连接铰点、斗杆与斗杆油缸连接铰点；通过调节垂直加载油缸和水平加载油缸的加载比例满足实际工况下外载荷的大小和方向时刻在改变的需求，尽可能模拟斗杆受力的真实性，第三销轴的铰接点和第二销轴的铰接点的连线保持水平，有利于载荷的施加，从而保证疲劳试验结果的可靠性，使通过实验装置获得的疲劳试验结果更加趋于真实性，本实用新型易于操作，便于推广，能够得到较为精确的试验结果，为斗杆疲劳寿命的预测和提升提供有力支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置的结构侧视图；

图2为本实用新型所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置的第二种结构侧视图；

图3为图2中所述的I点的节点示意图；

图4为本实用新型一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置所述的斗杆装配的左视图；

图5图4中所示的B-B剖视图；

图6为本实用新型一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置所述的斗杆装配的侧视图；

其中，地面或者底板装置1；吊架2；垂直加载油缸3；第一加载座4；水平加载油缸5；斗杆6；第二加载座7；第一销轴8；第二销轴9；止动销10；固定螺栓11；垂直加载头12；连接板13；水平加载头14；第三销轴15；第四销轴16；固定螺钉17；定位件18。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，如图1～6所示，本实用新型公开了一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，包括吊架2、第一加载座4和第二加载座7，所述的第一加载座4和第二加载座7与地面或者底板装置1固定连接，所述的第二加载座7与斗杆6固定连接，所述的第一加载座4通过水平加载油缸5与水平加载头14连接，并能够向斗杆6加载水平的拉压力，在吊架2上连接有垂直加载油缸3，垂直加载油缸3通过下端连接的垂直加载头12，能够向斗杆6顶部施加向下的压力。

优选的，所述的第二加载座7通过第一销轴8、第二销轴9与斗杆6铰接连接，所述第二销轴9穿过斗杆与动臂连接铰孔、第一销轴8穿过斗杆与斗杆油缸连接铰孔，通过该设置，限制了斗杆的所有自由度。作为本实用新型的示例，对于斗杆与动臂连接铰孔和斗杆与斗杆油缸连接铰孔的位置有严格要求，保证斗杆与动臂连接铰点和斗杆与铲斗连接铰点的连线保持水平。

进一步的，如图3所示，作为本实用新型的实施例，所述的垂直加载油缸3的下端通过第四销轴16与连接板13铰接连接，连接板13与垂直加载头12通过连接螺栓进行固定，具体的，所述的垂直加载油缸3的下端设置耳板，连接板13包括与耳板铰接连接的耳板连接板，还包括在耳板下方设置的法兰连接结构，法兰连接结构通过连接螺栓与垂直加载头12进行固定连接，该设置保证了垂直加载油缸3加载向下压力传动给斗杆6的可靠性，尽可能模拟斗杆受力的真实情况。

优选的，所述的水平加载油缸5在靠近斗杆6的端部设置有铰接的第二连接板，第二连接板与水平加载头14通过固定螺钉17进行固定连接，水平加载头14通过第三销轴15与斗杆6连接，该设置保证了水平加载油缸5通过水平加载头向斗杆6加载水平拉压力的可靠性与稳定性。

本实用新型的工作原理如下：试验装置采用单铰点加载方式，加载铰点选为斗杆与铲斗连接铰点，即设置第三销轴15的铰接点，约束铰点选为斗杆与动臂连接铰点、斗杆与斗杆油缸连接铰点，垂直加载头12与垂直加载油缸3通过法兰和连接螺栓进行连接，垂直加载油缸可以对斗杆顶部施加向下的压力；水平加载头通过第三销轴15穿过斗杆与铲斗连接铰点，水平加载油缸可以对斗杆施加水平的拉压力。

试验过程中，垂直加载油缸和水平加载油缸同时或单独开启，对斗杆小端动态加载，所述的斗杆小端即为斗杆6承受水平加载头14、垂直加载头12加载载荷的端部，通过不同的载荷比例，可以模拟斗杆在实际工况中受弯矩和拉压力的载荷变化情况。

优选的，所述的斗杆6在外表面设置有应变片，应变片用于采集对应斗杆的荷载变化，尽可能在模拟斗杆受力真实情况下，保证试验数据的可靠性，使通过实验装置获得的疲劳试验结果更加趋于真实性。

进一步的，所述的第一加载座4、第二加载座7与地面或者底板装置1通过固定螺栓进行连接，并且在第一加载座4、第二加载座7在与地面或者底板装置1的连接处设置定位件18，用于第一加载座4的定位。

作为本实用新型的示例，如图1或2所示，所述的地面或者底板装置1上设置T型槽，所述的第一加载座4和第二加载座7与地面或者底板装置1上的T型槽进行螺栓固定，在地面或者底板装置1上设置销轴实现地面或者底板装置1与第一加载座4、第二加载座7的定位。

具体的，如图5所示，通过在第一加载座4和地面或者底板装置1上，对应的设置连接孔，通过设置地销实现第一加载座4与地面或者底板装置1的连接和定位，形成定位件18，该设置一方面便于提高第一加载座安装的便捷性，另一方面也提高了第一加载座4与地面或者底板装置1连接的稳定性，避免在实验过程中，由于加载载荷的导致第一加载座4发生位移偏差，从而影响实验结果的可靠性。

作为本实用新型的实施例，所述的第一加载座4为水平加载座，第二加载座7为垂直加载座，第一加载座4与第二加载座7的长度方向垂直设置，优选的，第一加载座4的长度方向与斗杆6的长度方向垂直设置，第二加载座7的长度方向与斗杆6的长度方向平行设置，该设置尽可能的模拟斗杆受力的真实情况，提高疲劳试验结果的可靠性。

作为本实用新型的实施例，所述吊架2为龙门架，龙门架的两支支腿固定在地面或者底板装置1上，龙门架横梁的下表面与垂直加载油缸3固定连接，该设置进一步保证了试验装置对斗杆6加载载荷的便捷性和可靠性。

在本实用新型所述的实施例中，作动器油缸由一个闭环伺服控制系统来控制，该系统执行上位机的指令，采用交流电机驱动液压泵产生液压动力去推动作动器油缸，包括水平加载油缸5和/或垂直加载油缸3，通过电液伺服阀控制其流量和方向。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：包括吊架(2)、第一加载座(4)和第二加载座(7)，所述的第一加载座(4)、第二加载座(7)与地面或者底板装置(1)固定连接，所述的第二加载座(7)与斗杆(6)固定连接，第一加载座(4)与水平加载油缸(5)连接，水平加载油缸(5)的另一端与水平加载头(14)连接，并能够向斗杆(6)加载水平的拉压力，在吊架(2)上连接有垂直加载油缸(3)，垂直加载油缸(3)通过下端连接的垂直加载头(12)，能够向斗杆(6)顶部施加向下的压力。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述的第二加载座(7)通过第一销轴(8)、第二销轴(9)与斗杆(6)铰接连接，所述第二销轴(9)穿过斗杆与动臂连接铰孔、第一销轴(8)穿过斗杆与斗杆油缸连接铰孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述垂直加载油缸(3)的下端与连接板(13)铰接连接，连接板(13)与垂直加载头(12)通过连接螺栓进行固定。

4.根据权利要求3所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述垂直加载油缸(3)的下端设置耳板，连接板(13)包括与耳板铰接连接的耳板连接板，还包括在耳板下方设置的法兰连接结构，法兰连接结构通过连接螺栓与垂直加载头(12)进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述的水平加载油缸(5)在靠近斗杆(6)的端部设置有铰接的第二连接板，第二连接板与水平加载头(14)通过固定螺钉(17)进行固定连接，水平加载头(14)通过第三销轴(15)与斗杆(6)连接。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：试验装置采用单铰点加载方式，加载铰点选为斗杆与铲斗连接铰点，即设置第三销轴(15)的铰接点，约束铰点选为斗杆与动臂连接铰点、斗杆与斗杆油缸连接铰点，在加载载荷的过程中，第三销轴(15)的铰接点和第二销轴(9)的铰接点的连线保持水平。

7.根据权利要求6所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：试验过程中，垂直加载油缸(3)和水平加载油缸(5)同时或单独开启，对斗杆小端动态加载，通过不同的载荷比例，模拟斗杆在实际工况中受弯矩和拉压力的载荷变化情况。

8.根据权利要求7所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述的斗杆(6)在外表面设置有应变片，应变片用于采集斗杆的荷载变化。

9.根据权利要求1所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述的第一加载座(4)、第二加载座(7)与地面或者底板装置(1)通过固定螺栓进行连接，并且在第一加载座(4)、第二加载座(7)在与地面或者底板装置(1)的连接处设置定位件(18)。

10.根据权利要求9所述的一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置，其特征在于：所述的第一加载座(4)为水平加载座，第二加载座(7)为垂直加载座，第一加载座(4)与第二加载座(7)的长度方向垂直设置，第一加载座(4)的长度方向与斗杆(6)的长度方向垂直设置，第二加载座(7)的长度方向与斗杆(6)的长度方向平行设置。