| 主权项 |
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(4)和铲斗液压缸(9)各自的活塞杆上分别设置应变片，并且该应变片分别粘贴在所述动臂液压缸(4)和所述铲斗液压缸(9)各自的活塞杆邻近其支座铰接点的位置；(b)将所述动臂液压缸(4)和液压挖掘机工作装置的斗杆液压缸(1)闭锁，仅所述铲斗液压缸(9)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所述动臂液压缸的活塞杆和所述铲斗液压缸的活塞杆各自沿其杆长方向的应变‑时间响应数据σ<sub>b</sub>(t)、σ<sub>d</sub>(t)；(c)利用步骤(b)所测得的应变‑时间响应数据σ<sub>b</sub>(t)、σ<sub>d</sub>(t)，结合以下表达式，计算得出挖掘机斗齿(6)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W<sub>1</sub>(t)和W<sub>2</sub>(t)，并将其作为整个液压挖掘机工作装置的荷载谱以及结构优化设计的基础，由此完成整体测试过程：<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>W</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mo>[</mo><mfrac><msub><mi>l</mi><mn>5</mn></msub><msub><mi>l</mi><mn>6</mn></msub></mfrac><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>5</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mfrac><msub><mi>l</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>l</mi><mn>6</mn></msub></mfrac><mi>cos</mi><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>]</mo><msub><mi>σ</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>A</mi><mi>d</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>G</mi><mi>d</mi></msub><mfrac><msub><mi>l</mi><mn>7</mn></msub><msub><mi>l</mi><mn>6</mn></msub></mfrac><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>7</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>α</mi><mn>6</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000713130640000011.GIF" wi="1466" he="166" /></maths><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>W</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>σ</mi><mi>b</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>A</mi><mi>b</mi></msub><msub><mi>l</mi><mn>18</mn></msub><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>11</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>W</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>{</mo><msub><mi>l</mi><mn>19</mn></msub><mi>cos</mi><mo>[</mo><msub><mi>α</mi><mn>9</mn></msub><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>6</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>-</mo><msub><mi>l</mi><mn>13</mn></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>6</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>l</mi><mn>6</mn></msub><mo>}</mo><mo>+</mo><mo>[</mo><msub><mi>G</mi><mi>b</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>Gb</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>G</mi><mi>g</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>Gg</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>G</mi><mi>d</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>Gd</mi></msub><mo>]</mo></mrow><mrow><mo>{</mo><msub><mi>l</mi><mn>3</mn></msub><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>6</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>19</mn></msub><mi>sin</mi><mo>[</mo><msub><mi>α</mi><mn>9</mn></msub><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>12</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>6</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>}</mo></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000713130640000012.GIF" wi="1960" he="317" /></maths>其中，W<sub>1</sub>(t)是所述斗齿(6)所受挖掘阻力的切向分力的受力响应谱，W<sub>2</sub>(t)是所述斗齿(6)所受挖掘阻力的法向分力的受力响应谱，σ<sub>b</sub>(t)、σ<sub>d</sub>(t)分别是所述动臂液压缸(4)的活塞杆和所述铲斗液压缸(9)的活塞杆各自沿其杆长方向的应变‑时间响应数据，G<sub>b</sub>、G<sub>g</sub>、G<sub>d</sub>分别是挖掘机的动臂(2)、斗杆(10)、铲斗(5)的重力，L<sub>Gb</sub>、L<sub>Gg</sub>、L<sub>Gd</sub>分别是用于联接所述动臂(2)和转台的铰接点到所述动臂、斗杆、铲斗各自重力的力臂，l<sub>1</sub>是所述斗杆(10)分别与所述铲斗(5)和摇杆(8)实现相互联接的两个铰接点C、D之间的距离，l<sub>5</sub>是用于联接所述斗杆(10)和所述铲斗液压缸(9)的铰接点F与铰接点C之间的距离，l<sub>6</sub>是铰接点C与所述斗齿(6)齿尖之间的距离，l<sub>7</sub>是铰接点C与所述铲斗(5)重心之间的距离，l<sub>13</sub>是用于联接所述斗杆(10)和所述动臂(2)的铰接点G与铰接点C之间的距离，l<sub>18</sub>是用于联接所述动臂(2)和转台的铰接点K与用于联接所述动臂液压缸(4)和转台的铰接点L之间的距离，l<sub>19</sub>是两个铰接点K、G之间的距离，A<sub>b</sub>、A<sub>d</sub>分别是所述动臂液压缸(4)和所述铲斗液压缸(9)各自活塞杆的截面积，α<sub>1</sub>、α<sub>2</sub>和α<sub>3</sub>分别是所述摇杆(8)、铲斗液压缸(9)和连杆(7)各自与垂直于所述斗杆(10)方向之间的夹角，α<sub>4</sub>是所述斗齿(6)所受挖掘阻力在铰接点C处沿着垂直于所述斗杆(10)方向的分力与用于联接所述连杆(7)和铲斗(5)的铰接点B和铰接点C的连线所形成的夹角；α<sub>5</sub>是两个铰接点C、F的连线与所述铲斗液压缸(9)所形成的夹角，α<sub>6</sub>是所述斗杆(10)与竖直方向之间的夹角，α<sub>7</sub>是两个铰接点B、C的连线与竖直方向所形成的夹角，α<sub>9</sub>是所述动臂(2)与所述斗杆(10)之间形成的夹角，α<sub>11</sub>是两个铰接点L、K的连线与所述动臂液压缸(4)所形成的夹角，α<sub>12</sub>是铰接点D、C的连线与铰接点G、C的连线所形成的夹角。 |
