一種測試挖掘機施工區(qū)的力學特性試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于巖土力學性質(zhì)的試驗系統(tǒng)，尤其是一種測試挖掘機施工區(qū)的力學特性試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在土方工程中，挖掘機具有極其重要的作用。在以往的挖掘機設(shè)計中主要注重挖掘機自身的設(shè)計和檢驗，沒有考慮到挖掘機在工作過程中與土方的動態(tài)耦合作用，在現(xiàn)代社會科技高速發(fā)展的年代。試驗研宄具有很重要的現(xiàn)實意義，在試驗過程中要求保持很高的加載精度、保持加載穩(wěn)定可靠和降低試驗成本。
[0003]目前，現(xiàn)有的資料中沒有對施工區(qū)的土壤力學特性進行測試、分析的，隨著機械精密化設(shè)計的要求，需要分析挖掘機工作時的施工區(qū)的變形和受力特性，解決測試挖掘機施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術(shù)問題，反過來指導挖掘機的精密化設(shè)計和操作。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是要提供一種測試挖掘機施工時施工區(qū)的力學特性試驗系統(tǒng)，解決測試挖掘機施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術(shù)問題。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:該力學特性試驗系統(tǒng)，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實施驅(qū)動；
[0006]所述的挖掘機模擬裝置包括:斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動臂、銷軸、機架、動臂活塞桿、動臂活塞缸、斗邊齒、鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸和鏟斗臂；動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動臂與鏟斗臂的一端之間連接有斗桿活塞缸，在鏟斗臂的另一端連接有鏟斗，鏟斗通過連桿和搖桿與鏟斗活塞缸的鏟斗活塞桿連接，鏟斗活塞缸的另一端與鏟斗臂連接，在鏟斗的前端連接有斗邊齒；
[0007]所述的土方試驗盒由應變片、壓力盒、彈簧、立柱、動板和外板構(gòu)成；外板通過彈簧和立柱與動板連接，彈簧和立柱均布在動板的一周，在動板上有應變片和壓力盒。
[0008]有益效果:由于采用了上述方案，測試挖掘機施工時施工區(qū)的力學特性試驗裝置，適合于巖土力學性質(zhì)的試驗。由動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分模擬挖掘機的類似部分，由外置的液壓系統(tǒng)驅(qū)動；動臂和機架通過銷軸連接，動臂的動力由動臂活塞桿和動臂活塞缸配合通過外部液壓動力源來提供。斗桿通過銷軸與動臂右端相連接，斗桿活塞桿和斗桿活塞缸配合，一段固定在斗桿上，一段固定在動臂上，通過外置液壓動力實現(xiàn)對斗桿的驅(qū)動；鏟斗、連桿、搖桿和斗桿構(gòu)成四桿機構(gòu)，搖桿和鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸配合，通過外置動力實現(xiàn)對搖桿的驅(qū)動，從而推動鏟斗的動作，鏟斗上裝有鏟斗邊齒；土方試驗盒固定在機架上，立柱固定在壓力盒的外板上，動板通過彈簧和立柱與外板相連接，在挖掘機動作時，動力由動板通過彈簧傳遞到外板，通過觀測和測量彈簧的變形可以得到挖掘機工作時工作區(qū)土壤內(nèi)部的受力。
[0009]為了模擬挖掘機真實工作過程，把真實工作狀態(tài)的過程搬到實驗室中，模擬挖掘機的工作狀態(tài)，通過在土方試驗盒中安裝應變片和壓力盒，實現(xiàn)對挖掘機工作過程施工區(qū)的實時描述；提高測試和改進挖掘機在設(shè)計過程中的精確度。解決了測試挖掘機施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術(shù)問題，達到了本實用新型的目的。
[0010]優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)；能夠利用壓力盒和應變片等和外接采集系統(tǒng)來實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)，提高了測試和改進挖掘機在設(shè)計過程中的精確度。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖中，1、斗桿活塞桿；2、斗桿活塞缸；3、動臂；4、銷軸；5、機架；6、動臂活塞桿；7、動臂活塞缸；8、應變片；9、壓力盒；10、彈簧；11、立柱；12、動板；13、外板；14、斗邊齒；15、鏟斗；16、連桿；17、搖桿；18、鏟斗活塞桿；19、鏟斗活塞缸；20、鏟斗。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述:
[0014]實施例1:該力學特性試驗系統(tǒng)，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實施驅(qū)動；
[0015]所述的挖掘機模擬裝置包括:斗桿活塞桿1、斗桿活塞缸2、動臂3、銷軸4、機架5、動臂活塞桿6、動臂活塞缸7、斗邊齒14、鏟斗15、連桿16、搖桿17、鏟斗活塞桿18、鏟斗活塞缸19和鏟斗臂20 ;動臂3的下端通過銷軸4與機架5的一端連接，在動臂3的另一端連接有鏟斗臂20，在動臂3與機架5之間連接有動臂活塞桿6和動臂活塞缸7，在動臂3與鏟斗臂20的一端之間連接有斗桿活塞缸2，在鏟斗臂20的另一端連接有鏟斗15，鏟斗15通過連桿16和搖桿17與鏟斗活塞缸19的鏟斗活塞桿18連接，鏟斗活塞缸19的另一端與鏟斗臂20連接，在鏟斗15的前端連接有斗邊齒14 ；
[0016]所述的土方試驗盒由應變片8、壓力盒9、彈簧10、立柱11、動板12和外板13構(gòu)成；外板13通過彈簧10和立柱11與動板12連接，彈簧10和立柱11均布在動板12的一周，在動板12上有應變片8和壓力盒9。
[0017]該實驗系統(tǒng)由動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分構(gòu)成模擬挖掘機的模擬部分，所述的動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分由外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實施驅(qū)動；動臂和機架通過銷軸連接，動臂的動力由動臂活塞桿和動臂活塞缸配合通過外置的液壓系統(tǒng)提供動力源；斗桿通過銷軸與動臂右端相連接，斗桿活塞桿和斗桿活塞缸配合，一段固定在斗桿上，一段固定在動臂上，通過外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實現(xiàn)對斗桿的驅(qū)動；鏟斗、連桿、搖桿和斗桿構(gòu)成四桿機構(gòu)，搖桿和鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸配合，通過外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實現(xiàn)對搖桿的驅(qū)動。
[0018]在土方試驗盒內(nèi)部裝入土壤，在土壤中均布壓力盒9和應變片8，并連接外置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；考慮不同的土壤硬度，分為不同等級的土壤進行試驗。試驗時通過操作動臂活塞桿6、斗桿活塞桿I和鏟斗活塞桿18，實現(xiàn)對鏟斗15不同角度和不同深度的挖土操作，分為若干組分別對不同角度、不同挖深和不同濕度等每個因素進行試驗，考慮以上多因素情況，進行正交試驗，對每組試驗進行數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析。從而得以分析不同因素對挖掘效率的影響效果，最終給挖掘機設(shè)計時提供精確數(shù)據(jù)，同時對于挖掘機操作者來說掌握這些數(shù)據(jù)可以提高挖掘機的效率。
【主權(quán)項】
1.一種測試挖掘機施工區(qū)的力學特性試驗系統(tǒng)，其特征是:該力學特性試驗系統(tǒng)，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統(tǒng)提供動力源實施驅(qū)動； 所述的挖掘機模擬裝置包括:斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動臂、銷軸、機架、動臂活塞桿、動臂活塞缸、斗邊齒、鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸和鏟斗臂；動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動臂與鏟斗臂的一端之間連接有斗桿活塞缸，在鏟斗臂的另一端連接有鏟斗，鏟斗通過連桿和搖桿與鏟斗活塞缸的鏟斗活塞桿連接，鏟斗活塞缸的另一端與鏟斗臂連接，在鏟斗的前端連接有斗邊齒； 所述的土方試驗盒由應變片、壓力盒、彈簧、立柱、動板和外板構(gòu)成；外板通過彈簧和立柱與動板連接，彈簧和立柱均布在動板的一周，在動板上有應變片和壓力盒。
【專利摘要】一種測試挖掘機施工區(qū)的力學特性試驗系統(tǒng)，屬于巖土力學性質(zhì)的試驗系統(tǒng)。該力學特性試驗系統(tǒng)，挖掘機模擬裝置動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動臂與鏟斗臂的一端之間連接有斗桿活塞缸，在鏟斗臂的另一端連接有鏟斗，鏟斗通過連桿和搖桿與鏟斗活塞缸的鏟斗活塞桿連接，鏟斗活塞缸的另一端與鏟斗臂連接；所述的土方試驗盒外板通過彈簧和立柱與動板連接，彈簧和立柱均布在動板的一周，在土方試驗盒內(nèi)部均布應變片和壓力盒。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)；利用壓力盒、應變片和外接采集系統(tǒng)來實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)，提高了測試和改進挖掘機在設(shè)計過程中的精確度。
【IPC分類】G01N33-24, G01M99-00
【公開號】CN204302277
【申請?zhí)枴緾N201420873204
【發(fā)明人】單以波, 劉雪全, 許家萁, 李嘉誠, 邢邦圣, 劉玉
【申請人】江蘇師范大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月29日