汽车起重机车架作业载荷模拟试验

1、 $ ! 汽车起重机车架作业载荷模拟试验刘汉光(徐工集团试验研究中心,江苏 ! 徐州 ! ! ! " " /! 中图分类号 " *! ($&! ! 文献标识码 " , ! ! 文章编号 " " " -. . /0#! " " #$" %-" " (-" !K /*+0" - 15&0$, -. #50" -& " *, " , " #$%3&+3+0. *&3" +#

2、(M (+0 *L 2O *4C -H 64C H8! 试验研究内容及要求汽车起重 机 车 架 作 业 载 荷 模 拟 试 验 是 为 了 测定起重机 在 各 种 工 况 下 车 架 的 强 度 和 刚 度 #试 验对象为某 四 支 腿 汽 车 起 重 机 车 架 $通 过 室 内 台 架试验加载 的 方 式 模 拟 起 重 机 在 实 际 作 业 中 各 种 工况 $包括吊钩 在 不 同 位 置 提 升 重 物 %放 下 重 物 及带重物回转等 $包括三支腿支承工况 #试验中 测 试 车 架 相 关 位 置 变 形 量 %应 力 变 化等重要数据 $并通过疲劳加载考核车架有效寿命 #9! 试

3、验方案经分析选 择 汽 车 起 重 机 垂 直 支 腿 支 反 力 进 行模拟加载试 验 #首 先 需 确 定 车 架 的 载 荷 $主 要 从两方面考 虑 &一 是 根 据 该 汽 车 起 重 机 设 计 额 定 起重量及有 关 参 数 计 算 得 到 的 计 算 值 二 是 实 际 作业采集得到的数值 #综合考虑后确定试验加载值 #室内台架 试 验 用 直 线 作 动 器 模 拟 加 载 垂 直 支腿支反力 $加 载 点 与 实 际 作 业 时 垂 直 支 腿 安 装 位置相同 $回转中心处固定安装 $用 /个垂直支腿处的直线作 动 器 与 回 转 中 心 的 相 对 载 荷 $模

4、 拟 实 际作业时起吊 %回转等工况 #9C 8! 试验加载方式试验中用垂直作动器模拟汽车起重机垂直支腿 $在作动器上加载 $载荷值与实际作业时垂直支腿地面支反力相同 #试验时保持汽车起重机活动支腿与实际作业工况时一致 #试验加载图如图 所示 #车架的 回 转 支 承 面 向 下 安 装 并 加 以 固 定 $通过 /个作动器施加向下的力 $模拟实际作业时支腿的支反力 #图 8! 汽车起重机车架试验加载图9C 9! 试验工况选择主要选择吊臂在不同方位时提升载荷和带载回转的 (个试验工况 #采用室内台架模拟试验的最大优点在于控制方便 %控制精度高 $可以把实际复杂的工况细化 $也可把不同工况按需

5、要重新组合后进行试验 #主要加载工况如表 #表 8! 加载工况工况编号载荷工况 臂架方位 模拟加载!(最大起重量$! . 倍 最 大 起重量最大起重力矩臂架在正侧方正 后 方 及 各 支腿 最 大 压 力方位提升 %放下及带载回转静止吊重提升 %放下及带载回转! 收稿日期 " ! " " #8" (8! +! 通讯地址 " 刘汉光,徐州市经济开发区工业一区 9C :! 应力测试点的选择在结 构 受 力 分 析 的 基 础 上 #确 定 危 险 应 力区 #分为均匀高应 力 区 $应 力 集 中 区 和 弹 性 挠 曲区 %在危 险 应 力 区

6、贴 应 变 片 或 应 变 花 进 行 应 力测试 %应变片 应 尽 可 能 贴 在 高 应 力 点 上 %对 于 承 受最大弯矩 的 断 面 同 时 作 用 有 集 中 载 荷 时 #应 考 虑在下列 ! 个位置贴片 &! " 在集中载荷作用处或其 ! " B B 范围内 ! ! " 在 集 中 载 荷 作 用 处 ! " B B 范 围 之 外 #承受的弯矩 接 近 最 大 值 #且 局 部 挤 压 应 力 影 响 较 小的位置 %9C L ! 结构位移测试考虑车架某位 置在 一 定 载荷 工 况下 的 变形 量 #在试验台上可精确 模拟 吊

7、 钩 在不 同 位置 提 升重 物 #同时测量 车 架 关 键 点 位 移 量 #比 在 实 际 作 业 时 测试具有明显的优点 %9C >! 可靠性试验起重机在 作 业 时 所 有 的 结 构 件 都 要 经 历 加 载和卸载 #这 一 过 程 产 生 的 循 环 应 力 最 终 将 导 致 结构件出现 疲 劳 裂 纹 #所 以 对 底 架 进 行 疲 劳 试 验 具有重要的意义 %可靠性 试 验 主 要 按 提 升 重 物 (回 转 (放 下 重物进行周 期 性 加 载 试 验 %在 试 验 台 上 可 选 择 按 上述加载方式 #也 可 以 分 成 两 部 分 进 行 加 载 &a

8、mp;一 是提升重物 (放 下 重 物 二 是 带 载 回 转 试 验 %后 一种方式可 以 把 车 架 在 不 同 工 况 下 的 受 力 情 况 明 确分开 #所以本 试 验 选 择 了 后 一 种 加 载 方 式 #并 在台架上按 (&" Y 回转加载 %:! 试验结果! " 支反力模 拟 加 载 试 验 与 实 际 作 业 的 比 较如表 ! 所示 #结果表明试验加载的数据是合理的 %表 9! 支反力试验与实际作业时的比较工况 工况 ! 工况 (试验 实际 试验 实际 试验实际支腿支反力 T 1! /! +! ! /! ! + +. +%误差 8 $(#8

9、$(! 8! $! (! ! " 部分应变测点及数据 %图 ! 为车架 部 分 应 变 测 点 位 置 ! 车 架 侧 面 " #表 (为各测点在某一载荷下的应力值 %图 9! 试验时车架侧面部分应变测试点图表 :! 车架应力测试情况吊钩位置测点应力 :F 4, #; %, /, ! , (, &正右侧 # ! /! . /. %" +右后侧 &(#" . / & " # 正后侧 / . +# " # 左后侧 &&. %/! %(% %正左侧 #+&&. (! # &从表

10、 (可 以 看 出 #当 吊 钩 处 于 正 右 侧 时 #, (点出现最大应力为 %" :F 4#满足强度要求 % L ! 结束语汽车起重机作 业 时 结 构 变 形 及 应 变 的 测 量 值 受到测试条件 的 影 响 #如 支 腿 基 础 下 沉 $结 构 连 接间隙以及其他 结 构 件 的 变 形 等 #在 台 架 试 验 上 则可排除这些影响因素 #从而提高测试精确性 %试验时 可 根 据 需 要 施 加 不 同 模 拟 载 荷 #测 定 相应载荷下 的 应 变 $应 力 及 关 键 点 变 形 情 况 #为 起重机车 架 $支 腿 结 构 的 优 化 和 系 列 产 品 车 架 支 腿的设计 $有 限 元 分 析 或 仿 真 及 改 进 提 供 数 据