液壓挖掘機動臂疲勞試驗載荷譜編制方法

陜西工業職業技術學院 陜西咸陽 712000

液壓挖掘機的工作環境十分惡劣，其動臂因承受連續的隨機載荷而發生損壞的現象經常出現，進而影響挖掘機的使用壽命。為了提高挖掘機的可靠性，應在產品的設計階段就進行定制化疲勞壽命的設計，該設計的前提是得到與動臂實際作業工況相符的載荷譜。該載荷譜作為疲勞試驗臺架的輸入參數，從而對挖掘機動臂的性能做出準確而快速的評估。綜合國內外的研究成果，目前對于挖掘機工作裝置載荷譜的研究大多數基于仿真軟件，但是仿真結果不一定可信，需要進行試驗驗證。此外，大多數是將應力譜作為室內疲勞試驗加載的依據，它雖然能反映零件所承受載荷的變化情況，但在加載過程中，需要將危險點處的應力當量為力進行加載，導致隨著機型的改變，最終加載力有所不同。作者基于銷軸傳感器實測出鏟斗與斗桿鉸接處的載荷時間歷程，將當量后的動臂垂向載荷作為載荷譜編制過程中的輸入信號，經過壓縮編輯、雨流計數和合成外推等步驟，最終研究出一套不僅可代表實測載荷數據，而且可以擺脫挖掘機機型限制的動臂疲勞試驗載荷譜，為后期進行疲勞可靠性試驗提供可靠的數據。

1 動臂載荷測試與信號預處理

1.1 載荷測試

選擇典型的液壓挖掘機機型，并保證所選機器狀態良好。通過市場調研統計出挖掘機在各種作業介質下工作時間的比例，采用樣本估計法最終確定出松散土、原生土、土石混合以及石塊 4 種典型作業工況。……