[发明专利]液压挖掘机铲斗与斗杆姿态关联系数评价方法

说明书

本发明公开了液压挖掘机铲斗与斗杆姿态关联系数评价方法，评价方法包括以下步骤：第一步：测量以下几点的数据：D1：用第一位移传感器测得的铲斗油缸行程；D2：用第二位移传感器测得的斗杆油缸行程；D3：用第三位移传感器测得的动臂油缸行程；第二步：将第一步测量的数据分别传输给与第一、二、三传感器电连接的数据采集仪；第三步：斗杆挖掘力在铲斗切削刃板上的分力评价；第四步：铲斗与斗杆姿态关联系数评价。此方法给液压系统流量分配提供评价依据，设计合理的斗杆切削力谱，降低挖掘阻力，减小工作装置动应力，提升其可靠性，同时降低挖掘机挖掘油耗。

技术领域

本发明属于挖掘机实验技术领域，具体涉及液压挖掘机铲斗与斗杆姿态关联系数评价方法。

背景技术

挖掘力是衡量液压挖掘机工作装置性能的重要指标之一。许多有关挖掘机工作装置研究方面的论文均将挖掘力作为其分析、计算和优化设计的主要指标。在国家标准和国际标准中，挖掘力的测试方法均为测量特定姿下的最大挖掘力。而在对挖掘机进行性能测试时，也常作为一项主要检测指标，并制定了相关的测试标准。

在国家标准和国际标准中，挖掘力的测试方法均为测量特定姿下的最大挖掘力。具体定义为，铲斗最大挖掘力是铲斗处于由铲斗液压缸和连杆机构产生的最大输出力矩位置时的与图1中半径C的圆弧相切的挖掘力；斗杆最大挖掘力是斗杆处于由斗杆液压缸和图1中规定的铲斗位置所产生的最大输出力矩位置时与图1中半径B的圆弧相切的挖掘力。

挖掘机实际挖掘工况是一个复合挖掘过程，包括铲斗缸挖掘与斗杆缸挖掘，同时动臂缸辅助挖掘，工作装置的运动姿态时刻变化。此过程中，铲斗理论挖掘力因只于自身传动机构有关，不受工作装置姿态影响；斗杆理论挖掘力的力臂、切削角受到铲斗姿态影响，合理的挖掘姿态将提高理论切削力，降低挖掘阻力，减小工作装置动应力，提升其可靠性，同时降低挖掘机挖掘油耗，因此研究铲斗缸与斗杆缸的运动关联性有极大的意义，且液压挖掘机技术领域缺乏此方面的研究。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明给出了斗杆挖掘力在铲斗切削刃板上的分力即斗杆切削力计算方法，同时给出了铲斗与斗杆姿态关联系数评价方法与目标值。

本发明按以下技术方案实现；

液压挖掘机铲斗与斗杆姿态关联系数评价方法，包括以下步骤：

第一步：测量以下几点的数据：

D1：用第一位移传感器测得的铲斗油缸行程；

D2：用第二位移传感器测得的斗杆油缸行程；

第二步：根据所述铲斗油缸行程和所述斗杆油缸行程得到斗杆挖掘力臂和铲斗挖掘力臂，根据斗杆挖掘力臂、铲斗挖掘力臂以及斗杆长度的几何关系得到斗杆挖掘力臂与铲斗挖掘半径圆弧切线的夹角β₄，并将第一步测量的数据分别传输给与第一、二、三传感器电连接的数据采集仪；

其中，β₃=π/2-β₂-β₄

式中：

β₂为铲斗切削刃板与铲斗挖掘半径的夹角，为设计值；

β₃为斗杆切削角；

第三步：斗杆挖掘力在铲斗切削刃板上的分力评价：

如果F_切削等于F_斗杆，则证明斗杆挖掘力在挖掘过程中没有损失，其计算公式如下：

F_切削=F_斗杆*cosβ₃

式中：

F_切削为斗杆挖掘力在铲斗切削刃板上的分力；