液压挖掘机工作装置铰点实测载荷特征研究

为了定量分析实际工况下铰点载荷特征,为关键零部件载荷谱整理提供方法和依据,以XE215G中型挖掘机为研究对象,采用两种方法获取铰点载荷:第一种方法采用三维销轴力传感器,直接实测铲斗与斗杆铰点处的正载、侧载和偏载,采用连杆力传感器实测连杆力,利用力学平衡方程计算其余铰点载荷;第二种方法利用实测的动臂、斗杆和铲斗油缸压力和位移数据,通过建立动力学模型间接计算所有铰点载荷。同时测试动臂、斗杆大应力部位的应力-时间历程。两种方法获取的铰点载荷吻合较好,表明测试数据比较可靠。针对方法一所得铰点载荷,计算大应力测点疲劳损伤在考虑和不考虑侧载及偏载时的相对偏差,结果表明,除了损伤明显小的测点外,其余测点损伤相对偏差不超过6.98%,表明侧载和偏载对结构损伤的影响较小。针对方法二所得铰点载荷,利用载荷-应力传递系数获取结构大应力测点的计算应力,并与对应测点实测应力对比,结果表明,各测点两种应力曲线吻合较好,且各测点的计算损伤相对实际损伤的最大偏差为8.33%,表明方法二所得铰点载荷可以较好的复现结构大应力测点的应力及损伤。在正常工作条件下,挖掘机工作装置铰点载荷可以近似不考虑侧载和偏载的影响,而采用简易可行的测量油缸压力和位移的方法获得。