[发明专利]挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法

说明书

提供一种挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法，通过获取动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸上的位移和压力参数，通过建立适当坐标系，通过铰点分力的力时间历程求解并得出铰点的等效力时间历程。本发明根据挖掘机转台在挖掘机工作时的受力特点和自身结构的特殊性，统计出了转台所受集中外力的作用方向，实现了转台所受复杂外力等效为固定姿态下转台的两个大小相等、方向相反的等效力，并将等效力时间历程编制为挖掘机转台的疲劳试验谱，弥补了国内无挖掘机转台铰点等效力获取方法及相应的转台疲劳试验谱整理方法的空白。本发明在转台局部坐标系下进行疲劳试验，避免了由于挖掘机姿态的变化引起的实验误差，提高了试验的精度。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，涉及挖掘机转台等效力获取及疲劳试验，具体涉及一种挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法。

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力，其结构的好坏直接影响了挖掘机的使用寿命和可靠性。挖掘机转台的疲劳断裂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，另一方面，由于挖掘机是个多自由度系统，在实际工作中工作姿态和外力时刻在改变，实测力不能直接整理试验力谱。

在做疲劳试验时需要将构件固定在某个姿态下，对于承受力方向固定，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，而且现有文献对挖掘机转台的疲劳试验谱整理方法的研究较少，目前还没有一种适用于挖掘机转台的疲劳试验谱整理方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法，解决现有技术中缺乏相应的挖掘机转台等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法导致的实测力不能直接整理实验力谱的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种挖掘机转台铰点等效力时间历程获取方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：铰点分力时间历程获取，

实测动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的伸缩量时间历程，进而获得工作姿态；

实测动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的无杆腔和有杆腔的压力-时间历程，求得三个油缸的油缸力时间历程；

以转台与动臂铰点为原点，在竖直面内建立第零坐标系，记为Cx₀y₀，以转台与动臂油缸铰点为原点，在竖直面内建立第零坐标系Cx₀y0的移轴坐标系，记为第零坐标系Kx₀y₀；

建立多体动力学方程，代入所述的油缸力时间历程和工作姿态，求解铰点C在x₀方向的分力的时间历程和在y₀方向的分力的时间历程；

建立多体动力学方程，代入所述的油缸力时间历程和工作姿态，求解铰点K在x₀方向的分力的时间历程和在y₀方向的分力的时间历程；

所述的铰点C为转台与动臂铰点，所述的铰点K为转台与动臂油缸铰点，所述的伸缩量时间历程和压力时间历程测定时间长度相等且同时测定；

步骤二，铰点合力时间历程获取及合力加载角度计算，

采用步骤一中获得的铰点C在x₀方向的分力和在y₀方向的分力通过下式求解铰点C的合力F_C，

通过下式求解合力与y₀方向的夹角θ_C，