[发明专利]一种液压挖掘机工作装置的荷载谱测试方法

权利要求书

1.一种液压挖掘机工作装置的荷载谱测试方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

（a）在液压挖掘机工作装置的动臂液压缸和铲斗液压缸各自的活塞杆上分别设置应变片；

（b）将工作装置的动臂液压缸和斗杆液压缸闭锁，仅铲斗液压缸的活塞杆伸缩，以此方式推动铲斗执行挖掘运动，然后在该工况下分别测得动臂液压缸活塞杆和铲斗液压缸活塞杆各自沿其杆长方向的应变-时间响应数据σ_b(t)、σ_d(t)；

（c）利用步骤（b）所测得的应变-时间响应数据σ_b(t)、σ_d(t)，相应获得挖掘机斗齿在上述工况下所受挖掘阻力的受力响应谱，并将其作为整个液压挖掘机工作装置的荷载谱，由此完成整体测试过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述应变片分别粘贴在动臂液压缸和铲斗液压缸各自的活塞杆邻近其支座铰接点位置。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，通过动静态应变仪来测得动臂液压缸活塞杆和铲斗液压缸活塞杆各自沿其杆长方向的应变-时间响应数据。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，挖掘运动的样本长度优选被设定为挖掘500斗至1000斗。

5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（c）中，结合以下表达式，计算得出挖掘机斗齿在上述工况下所受挖掘阻力的切向分力和法向分力的受力响应谱，并将其作为整个工作装置的荷载谱：

W1(t)=[l5l6sinα5-sin(α2+α3)sin(α3-α1)l1l6cosα1]σd(t)Ad+Gdl7l6cos(α4+α7-α6)]]>

W2(t)=σb(t)Abl18sinα11-W1(t){l19cos[α9-(α12+α4+α6-π2)]-l13cos(α12+α4+α6-π2)-l6}+[GbLGb+GgLGg+GdLGd]{l13sin(α12+α4+α6-π2)+l19sin[α9-(α12+α4+α6-π2)]}]]>

其中，W₁(t)是斗齿所受挖掘阻力的切向分力的受力响应谱，W₂(t)是斗齿所受挖掘阻力的法向分力的受力响应谱，σ_b(t)、σ_d(t)分别是动臂液压缸活塞杆和铲斗液压缸活塞杆各自沿其杆长方向的应力-时间值，G_b、G_g、G_d分别是动臂、斗杆、铲斗的重力，L_Gb、L_Gg、L_Gd分别是用于联接动臂和转台的铰接点到动臂、斗杆、铲斗各自重力的力臂，l₁是斗杆分别与铲斗和摇杆实现相互联接的两个铰接点C、D之间的距离，l₅是用于联接斗杆和铲斗液压缸的铰接点F与铰接点C之间的距离，l₆是铰接点C与斗齿齿尖之间的距离，l₇是铰接点C与铲斗重心之间的距离，l₁₃是用于联接斗杆和动臂的铰接点G与铰接点C之间的距离，l₁₈是用于联接动臂和转台的铰接点K与用于联接动臂液压缸和转台的铰接点L之间的距离，l₁₉是两个铰接点K、G之间的距离，A_b、A_d分别是动臂液压缸和铲斗液压缸各自活塞杆的截面积，α₁、α₂和α₃分别是摇杆、铲斗液压缸和连杆各自与垂直于斗杆方向之间的夹角，α₄是斗齿所受挖掘阻力在铰接点C处沿着垂直于斗杆方向的分力与用于联接连杆和铲斗的铰接点B和铰接点C的连线所形成的夹角；α₅是两个铰接点C、F的连线与铲斗液压缸所形成的夹角，α₆是斗杆与竖直方向之间的夹角，α₇是两个铰接点B、C的连线与竖直方向所形成的夹角，α₉是动臂与斗杆之间形成的夹角，α₁₁是两个铰接点L、K的连线与动臂液压缸所形成的夹角，α₁₂是铰接点D、C的连线与铰接点G、C的连线所形成的夹角。