汽車起重機(jī)車架作業(yè)載荷模擬試驗

1、 $ ! 汽車起重機(jī)車架作業(yè)載荷模擬試驗劉漢光(徐工集團(tuán)試驗研究中心,江蘇 ! 徐州 ! ! ! " " /! 中圖分類號 " *! ($&! ! 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 " , ! ! 文章編號 " " " -. . /0#! " " #$" %-" " (-" !K /*+0" - 15&0$, -. #50" -& " *, " , " #$%3&+3+0. *&3" +#

2、(M (+0 *L 2O *4C -H 64C H8! 試驗研究內(nèi)容及要求汽車起重 機(jī) 車 架 作 業(yè) 載 荷 模 擬 試 驗 是 為 了 測定起重機(jī) 在 各 種 工 況 下 車 架 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 #試 驗對象為某 四 支 腿 汽 車 起 重 機(jī) 車 架 $通 過 室 內(nèi) 臺 架試驗加載 的 方 式 模 擬 起 重 機(jī) 在 實 際 作 業(yè) 中 各 種 工況 $包括吊鉤 在 不 同 位 置 提 升 重 物 %放 下 重 物 及帶重物回轉(zhuǎn)等 $包括三支腿支承工況 #試驗中 測 試 車 架 相 關(guān) 位 置 變 形 量 %應(yīng) 力 變 化等重要數(shù)據(jù) $并通過疲勞加載考核車架有效壽命 #9! 試

3、驗方案經(jīng)分析選 擇 汽 車 起 重 機(jī) 垂 直 支 腿 支 反 力 進(jìn) 行模擬加載試 驗 #首 先 需 確 定 車 架 的 載 荷 $主 要 從兩方面考 慮 &一 是 根 據(jù) 該 汽 車 起 重 機(jī) 設(shè) 計 額 定 起重量及有 關(guān) 參 數(shù) 計 算 得 到 的 計 算 值 二 是 實 際 作業(yè)采集得到的數(shù)值 #綜合考慮后確定試驗加載值 #室內(nèi)臺架 試 驗 用 直 線 作 動 器 模 擬 加 載 垂 直 支腿支反力 $加 載 點 與 實 際 作 業(yè) 時 垂 直 支 腿 安 裝 位置相同 $回轉(zhuǎn)中心處固定安裝 $用 /個垂直支腿處的直線作 動 器 與 回 轉(zhuǎn) 中 心 的 相 對 載 荷 $模

4、 擬 實 際作業(yè)時起吊 %回轉(zhuǎn)等工況 #9C 8! 試驗加載方式試驗中用垂直作動器模擬汽車起重機(jī)垂直支腿 $在作動器上加載 $載荷值與實際作業(yè)時垂直支腿地面支反力相同 #試驗時保持汽車起重機(jī)活動支腿與實際作業(yè)工況時一致 #試驗加載圖如圖 所示 #車架的 回 轉(zhuǎn) 支 承 面 向 下 安 裝 并 加 以 固 定 $通過 /個作動器施加向下的力 $模擬實際作業(yè)時支腿的支反力 #圖 8! 汽車起重機(jī)車架試驗加載圖9C 9! 試驗工況選擇主要選擇吊臂在不同方位時提升載荷和帶載回轉(zhuǎn)的 (個試驗工況 #采用室內(nèi)臺架模擬試驗的最大優(yōu)點在于控制方便 %控制精度高 $可以把實際復(fù)雜的工況細(xì)化 $也可把不同工況按需

5、要重新組合后進(jìn)行試驗 #主要加載工況如表 #表 8! 加載工況工況編號載荷工況 臂架方位 模擬加載!(最大起重量$! . 倍 最 大 起重量最大起重力矩臂架在正側(cè)方正 后 方 及 各 支腿 最 大 壓 力方位提升 %放下及帶載回轉(zhuǎn)靜止吊重提升 %放下及帶載回轉(zhuǎn)! 收稿日期 " ! " " #8" (8! +! 通訊地址 " 劉漢光,徐州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)一區(qū) 9C :! 應(yīng)力測試點的選擇在結(jié) 構(gòu) 受 力 分 析 的 基 礎(chǔ) 上 #確 定 危 險 應(yīng) 力區(qū) #分為均勻高應(yīng) 力 區(qū) $應(yīng) 力 集 中 區(qū) 和 彈 性 撓 曲區(qū) %在危 險 應(yīng) 力 區(qū)

6、貼 應(yīng) 變 片 或 應(yīng) 變 花 進(jìn) 行 應(yīng) 力測試 %應(yīng)變片 應(yīng) 盡 可 能 貼 在 高 應(yīng) 力 點 上 %對 于 承 受最大彎矩 的 斷 面 同 時 作 用 有 集 中 載 荷 時 #應(yīng) 考 慮在下列 ! 個位置貼片 &! " 在集中載荷作用處或其 ! " B B 范圍內(nèi) ! ! " 在 集 中 載 荷 作 用 處 ! " B B 范 圍 之 外 #承受的彎矩 接 近 最 大 值 #且 局 部 擠 壓 應(yīng) 力 影 響 較 小的位置 %9C L ! 結(jié)構(gòu)位移測試考慮車架某位 置在 一 定 載荷 工 況下 的 變形 量 #在試驗臺上可精確 模擬 吊

7、 鉤 在不 同 位置 提 升重 物 #同時測量 車 架 關(guān) 鍵 點 位 移 量 #比 在 實 際 作 業(yè) 時 測試具有明顯的優(yōu)點 %9C >! 可靠性試驗起重機(jī)在 作 業(yè) 時 所 有 的 結(jié) 構(gòu) 件 都 要 經(jīng) 歷 加 載和卸載 #這 一 過 程 產(chǎn) 生 的 循 環(huán) 應(yīng) 力 最 終 將 導(dǎo) 致 結(jié)構(gòu)件出現(xiàn) 疲 勞 裂 紋 #所 以 對 底 架 進(jìn) 行 疲 勞 試 驗 具有重要的意義 %可靠性 試 驗 主 要 按 提 升 重 物 (回 轉(zhuǎn) (放 下 重物進(jìn)行周 期 性 加 載 試 驗 %在 試 驗 臺 上 可 選 擇 按 上述加載方式 #也 可 以 分 成 兩 部 分 進(jìn) 行 加 載 &a

8、mp;一 是提升重物 (放 下 重 物 二 是 帶 載 回 轉(zhuǎn) 試 驗 %后 一種方式可 以 把 車 架 在 不 同 工 況 下 的 受 力 情 況 明 確分開 #所以本 試 驗 選 擇 了 后 一 種 加 載 方 式 #并 在臺架上按 (&" Y 回轉(zhuǎn)加載 %:! 試驗結(jié)果! " 支反力模 擬 加 載 試 驗 與 實 際 作 業(yè) 的 比 較如表 ! 所示 #結(jié)果表明試驗加載的數(shù)據(jù)是合理的 %表 9! 支反力試驗與實際作業(yè)時的比較工況 工況 ! 工況 (試驗 實際 試驗 實際 試驗實際支腿支反力 T 1! /! +! ! /! ! + +. +%誤差 8 $(#8

9、$(! 8! $! (! ! " 部分應(yīng)變測點及數(shù)據(jù) %圖 ! 為車架 部 分 應(yīng) 變 測 點 位 置 ! 車 架 側(cè) 面 " #表 (為各測點在某一載荷下的應(yīng)力值 %圖 9! 試驗時車架側(cè)面部分應(yīng)變測試點圖表 :! 車架應(yīng)力測試情況吊鉤位置測點應(yīng)力 :F 4, #; %, /, ! , (, &正右側(cè) # ! /! . /. %" +右后側(cè) &(#" . / & " # 正后側(cè) / . +# " # 左后側(cè) &&. %/! %(% %正左側(cè) #+&&. (! # &從表

10、 (可 以 看 出 #當(dāng) 吊 鉤 處 于 正 右 側(cè) 時 #, (點出現(xiàn)最大應(yīng)力為 %" :F 4#滿足強(qiáng)度要求 % L ! 結(jié)束語汽車起重機(jī)作 業(yè) 時 結(jié) 構(gòu) 變 形 及 應(yīng) 變 的 測 量 值 受到測試條件 的 影 響 #如 支 腿 基 礎(chǔ) 下 沉 $結(jié) 構(gòu) 連 接間隙以及其他 結(jié) 構(gòu) 件 的 變 形 等 #在 臺 架 試 驗 上 則可排除這些影響因素 #從而提高測試精確性 %試驗時 可 根 據(jù) 需 要 施 加 不 同 模 擬 載 荷 #測 定 相應(yīng)載荷下 的 應(yīng) 變 $應(yīng) 力 及 關(guān) 鍵 點 變 形 情 況 #為 起重機(jī)車 架 $支 腿 結(jié) 構(gòu) 的 優(yōu) 化 和 系 列 產(chǎn) 品 車 架 支 腿的設(shè)計 $有 限 元 分 析 或 仿 真 及 改 進(jìn) 提 供 數(shù) 據(jù)