挖掘机倾翻力矩试验设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种挖掘机倾翻力矩试验设备及方法，通过手动换向阀Ⅱ操控四个液压油缸抬起挖掘机，然后调整对液压油缸位置进行微调，根据倾角传感器将挖掘机调至水平，且油缸行程未达末端，调整挖掘机姿态至倾翻力矩测试姿态，分别读取液压油缸活塞两侧的液压油压力，通过液压油压力和液压油缸活塞承压面积获得油缸所承受的力，根据液压油缸位置及挖掘机摆放位置，获得挖掘机在该姿态下的倾翻力矩。本发明专利技术具有试验场地要求低、操作简单、劳动强度低的特点。

Test equipment and method of tipping moment of excavator

【技术实现步骤摘要】
挖掘机倾翻力矩试验设备及方法
本专利技术涉及挖掘机倾翻力矩试验设备及试验方法，属于挖掘机试验

技术介绍
挖掘机是土石方作业的主要的主要工具，挖掘机的稳定性影响挖掘机操作能力的发挥以及司机在操作过程中的舒适性。倾翻力矩作为稳定性重要参数，在设计过程中，为挖掘机的整机配重计算、铲斗容量设计、配备作业工具等提供依据。通常在挖掘机倾翻力矩试验过程中通过挖掘机铲斗拉拉力传感器测试倾翻力，进而计算出该姿态下的倾翻力矩，除了需要拉力传感器之外还需要钢丝绳、卸扣，在试验场地上还需要地锚。随着车辆吨位的增加，钢丝绳、卸扣、拉力传感器的级别也在增加，重量也在增加，给安装设备造成困难，试验效率低下。且随着车辆吨位的增加，在倾翻力矩试验过程中地锚的强度也在不断提高，给基建工作提出更高的要求。因此，本专利技术研究一种新的挖掘机倾翻力矩试验设备，即通过四个油缸将挖掘机支起，根据液压油缸位置及挖掘机摆放位置，获得挖掘机在该姿态下的倾翻力矩。然而在控制四个油缸的液压系统时，采用了多种控制方式，如采用四个液压缸分开控制，该控制方式需要人为操作比较准确，控制难度比较大；采用单一的分流集流阀系统，不能对最终的姿态进行微调；采用电液比例系统进行调节，虽然能够进行较为精确地将挖掘机顶升到预定位置，但是采用电液比例阀、同步控制系统，价格比较昂贵，且对液压系统清洁度要求比较高。故，本专利技术又研究一种新的控制四个液压油缸的液压系统。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述缺陷，目的是提供一种试验场地要求低、操作简单、劳动强度低的挖掘机倾翻力矩试验设备。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：挖掘机倾翻力矩试验设备，包括倾角传感器、沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ和液压系统；所述液压系统包括液压泵、液压油箱、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ；所述液压油缸Ⅰ和液压油缸Ⅱ竖直放置在沟槽Ⅰ内；所述液压油缸Ⅲ和液压油缸Ⅳ竖直放置在沟槽Ⅱ内；挖掘机外侧履带平行且压在沟槽Ⅰ上，挖掘机内侧履带平行且压在沟槽Ⅱ上；所述倾角传感器固定安装在挖掘机上，根据倾角传感器将挖掘机调至水平；所述液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅱ相连，试验时通过手动换向阀Ⅱ操控四个油缸抬起挖掘机；所述液压油缸Ⅰ与手动换向阀Ⅴ相连，所述液压油缸Ⅱ与手动换向阀Ⅲ相连，所述液压油缸Ⅲ与手动换向阀Ⅳ相连，所述液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅰ相连，实现对液压油缸位置进行微调；所述液压油缸Ⅰ的大腔进油口安装压力传感器Ⅰ，小腔进油口安装压力传感器Ⅱ；所述液压油缸Ⅲ的大腔进油口安装压力传感器Ⅲ，小腔进油口安装压力传感器Ⅳ；所述液压油缸Ⅱ的大腔进油口安装压力传感器Ⅵ，小腔进油口安装压力传感器Ⅴ；所述液压油缸Ⅳ大腔进油口安装压力传感器Ⅷ，小腔进油口安装压力传感器Ⅶ。进一步，所述沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ形状相同；所述沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ长度方向平行，且沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ宽度方向平齐；所述液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ上表面中心连线为矩形。进一步，所述液压泵进口连接液压油箱，出口分别连接溢流阀的进口和单向阀的进口；溢流阀的出口连接油箱；单向阀的出口连接换向阀的进口、换向阀的左位控制油口和电磁换向阀的P口；换向阀的出口、电磁换向阀的T口连接液压油箱，电磁换向阀的A口和换向阀右位控制油口共同连接手动换向阀Ⅰ、手动换向阀Ⅱ、手动换向阀Ⅲ、手动换向阀Ⅳ、手动换向阀Ⅴ的P口。进一步，手动换向阀Ⅰ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅰ的A口连接第九液控单向阀的进口和第十液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅰ的B口连接第十液控单向阀的进口和第九液控单向阀的控制口；第九液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的小腔进油口；第十液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的大腔进油口。进一步，所述手动换向阀Ⅲ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅲ的A口连接第十二液控单向阀的进口和第十一液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅲ的B口连接第十一液控单向阀的进口和第十二液控单向阀的控制口；第十一液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的大腔进油口；第十二液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的小腔进油口。进一步，所述手动换向阀Ⅳ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅳ的A口连接第十三液控单向阀的进口和第十四液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅳ的B口连接第十四液控单向阀的进口和第十三液控单向阀的控制口；第十三液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅲ的小腔进油口；第十四液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅲ的大腔进油口。进一步，所述手动换向阀Ⅴ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅴ的A口连接第十五液控单向阀的进口和第十六液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅴ的B口连接第十五液控单向阀的进口和第十六液控单向阀的控制口。进一步，所述手动换向阀Ⅱ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅱ的A口连接分流集流阀Ⅱ的P口，手动换向阀Ⅱ的B口连接第二液控单向阀的进口、第四液控单向阀的进口、第五液控单向阀的进口、第七液控单向阀的进口、第一液控单向阀的控制口、第三液控单向阀的控制口、第六液控单向阀的控制口、第八液控单向阀的控制口。进一步，所述分流集流阀Ⅱ的A口连接分流集流阀Ⅲ]的P口，分流集流阀Ⅱ的B口连接分流集流阀Ⅰ的P口；流集流阀Ⅰ的A口连接第六液控单向阀的进口、第五液控单向阀的控制口，流集流阀Ⅰ的B口连接第八液控单向阀的进口、第七液控单向阀的控制口；第六液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的大腔进油口，第八液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的大腔进油口，第五液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的小腔进油口，第七液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的小腔进油口；分流集流阀Ⅲ的A口连接第一液控单向阀的进口和第二液控单向阀的控制口，分流集流阀Ⅲ的B口连接第三液控单向阀的进口和第四液控单向阀的控制口。挖掘机倾翻力矩试验方法，方法如下：前倾翻力矩试验时通过手动换向阀Ⅱ操控四个液压油缸抬起挖掘机，然后调整对液压油缸位置进行微调，根据倾角传感器将挖掘机调至水平，且油缸行程未达末端，调整挖掘机姿态至倾翻力矩测试姿态，记录压力传感器Ⅰ的压力读数P1、压力传感器Ⅱ的压力读数P2、压力传感器Ⅲ的压力读数P3、压力传感器Ⅳ的压力读数P4、压力传感器Ⅴ的压力读数P5、压力传感器Ⅵ的压力读数P6、压力传感器Ⅶ的压力读数P7、压力传感器Ⅷ的压力读数P8，测量液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ至倾翻线的距离，分别为L1、L2、L3、L4，液压油缸大腔活塞承压面积为S1，液压油缸小腔活塞承压面积为S2，倾翻力大小为F，倾翻力距离倾翻的距离为L；Mt＝F×L＝M1+M2+M3+M4M1＝(P1×S1-P2×S2)×L1M2＝(P6×S1-PS×S2)×L2M3＝(P3×S1-P4×S2)×L3M4＝(P8×S1-P7×S2)×L4其中：Mt为该姿态下倾翻力矩；M1为液压油缸I相对倾翻线产生的力矩；M2为液压油缸II相对倾翻线产生的力矩；M3为液压油缸III相对倾翻线产生的力矩；M2为液压油缸IV相对倾翻线产生的力矩。本专利技术有益效果：采用液压油缸顶升液压挖掘机代替原来用称重传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：包括倾角传感器、沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ和液压系统；/n所述液压系统包括液压泵、液压油箱、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ；/n所述液压油缸Ⅰ和液压油缸Ⅱ竖直放置在沟槽Ⅰ内；所述液压油缸Ⅲ和液压油缸Ⅳ竖直放置在沟槽Ⅱ内；挖掘机外侧履带平行且压在沟槽Ⅰ上，挖掘机内侧履带平行且压在沟槽Ⅱ上；/n所述倾角传感器固定安装在挖掘机上，根据倾角传感器将挖掘机调至水平；/n所述液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅱ相连，试验时通过手动换向阀Ⅱ操控四个油缸抬起挖掘机；/n所述液压油缸Ⅰ与手动换向阀Ⅴ相连，所述液压油缸Ⅱ与手动换向阀Ⅲ相连，所述液压油缸Ⅲ与手动换向阀Ⅳ相连，所述液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅰ相连，实现对液压油缸位置进行微调；/n所述液压油缸Ⅰ的大腔进油口安装压力传感器Ⅰ，小腔进油口安装压力传感器Ⅱ；所述液压油缸Ⅲ的大腔进油口安装压力传感器Ⅲ，小腔进油口安装压力传感器Ⅳ；所述液压油缸Ⅱ的大腔进油口安装压力传感器Ⅵ，小腔进油口安装压力传感器Ⅴ；所述液压油缸Ⅳ大腔进油口安装压力传感器Ⅷ，小腔进油口安装压力传感器Ⅶ。/n

【技术特征摘要】
1.挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：包括倾角传感器、沟槽Ⅰ、沟槽Ⅱ和液压系统；
所述液压系统包括液压泵、液压油箱、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ；
所述液压油缸Ⅰ和液压油缸Ⅱ竖直放置在沟槽Ⅰ内；所述液压油缸Ⅲ和液压油缸Ⅳ竖直放置在沟槽Ⅱ内；挖掘机外侧履带平行且压在沟槽Ⅰ上，挖掘机内侧履带平行且压在沟槽Ⅱ上；
所述倾角传感器固定安装在挖掘机上，根据倾角传感器将挖掘机调至水平；
所述液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅱ相连，试验时通过手动换向阀Ⅱ操控四个油缸抬起挖掘机；
所述液压油缸Ⅰ与手动换向阀Ⅴ相连，所述液压油缸Ⅱ与手动换向阀Ⅲ相连，所述液压油缸Ⅲ与手动换向阀Ⅳ相连，所述液压油缸Ⅳ与手动换向阀Ⅰ相连，实现对液压油缸位置进行微调；
所述液压油缸Ⅰ的大腔进油口安装压力传感器Ⅰ，小腔进油口安装压力传感器Ⅱ；所述液压油缸Ⅲ的大腔进油口安装压力传感器Ⅲ，小腔进油口安装压力传感器Ⅳ；所述液压油缸Ⅱ的大腔进油口安装压力传感器Ⅵ，小腔进油口安装压力传感器Ⅴ；所述液压油缸Ⅳ大腔进油口安装压力传感器Ⅷ，小腔进油口安装压力传感器Ⅶ。


2.根据权利要求1所述的挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：所述沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ形状相同；所述沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ长度方向平行，且沟槽Ⅰ和沟槽Ⅱ宽度方向平齐；所述液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ上表面中心连线为矩形。


3.根据权利要求1所述的挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：所述液压泵进口连接液压油箱，出口分别连接溢流阀的进口和单向阀的进口；溢流阀的出口连接油箱；单向阀的出口连接换向阀的进口、换向阀的左位控制油口和电磁换向阀的P口；换向阀的出口、电磁换向阀的T口连接液压油箱，电磁换向阀的A口和换向阀右位控制油口共同连接手动换向阀Ⅰ、手动换向阀Ⅱ、手动换向阀Ⅲ、手动换向阀Ⅳ、手动换向阀Ⅴ的P口。


4.根据权利要求1所述的挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：手动换向阀Ⅰ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅰ的A口连接第九液控单向阀的进口和第十液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅰ的B口连接第十液控单向阀的进口和第九液控单向阀的控制口；第九液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的小腔进油口；第十液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅳ的大腔进油口。


5.根据权利要求1所述的挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：所述手动换向阀Ⅲ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅲ的A口连接第十二液控单向阀的进口和第十一液控单向阀的控制口，手动换向阀Ⅲ的B口连接第十一液控单向阀的进口和第十二液控单向阀的控制口；第十一液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的大腔进油口；第十二液控单向阀的出口连接液压油缸Ⅱ的小腔进油口。


6.根据权利要求1所述的挖掘机倾翻力矩试验设备，其特征在于：所述手动换向阀Ⅳ的T口连接液压油箱，手动换向阀Ⅳ的A口连接第十三液控单向阀的进口和第十四液控单向阀的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振飞，秦家升，张怡，陆毛毛，徐海东，杨新明，李县军，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32