CN116242517B - 挖掘机回转摩擦阻力矩、回转力矩测试装置及测试方法 - Google Patents

挖掘机回转摩擦阻力矩、回转力矩测试装置及测试方法

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Abstract

本发明公开了一种挖掘机回转摩擦阻力矩、回转力矩测试装置，包括位于定滑轮可升降支撑柱上方的定滑轮、位于加力装置可升降支撑柱上方的加力装置；加力装置包括电机、控制器、蜗轮蜗杆减速机与卷绳机；卷绳机通过钢丝绳与拉力计连接。并公开了该装置的使用方法，回转摩擦阻力矩的测试方法与回转力矩测试方法。本发明可对回转力矩、回转摩擦阻力矩进行一体化测试，拉力计与铲斗回转方向不共线时也能测试，提高测试精度，也提高装置的利用率。

Description

挖掘机回转摩擦阻力矩、回转力矩测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及挖掘机回转系统测试技术，尤其涉及一种回转摩擦阻力矩、挖掘机回转力矩测试装置及测试方法。
背景技术
挖掘机回转作业过程中，回转力矩、回转摩擦阻力矩是影响其工作性能、效率和寿命的重要因素，对回转马达的选型有重要意义。目前，回转马达的选型是在挖掘机装配前，是以测试得到的圆周力、轴向力、径向力，以及与回转支承之间的摩擦阻力矩、倾覆力矩等为依据。但由于存在定位误差、安装误差，装配前后的回转力矩、回转摩擦阻力矩相差较大，所以采用合适的方法计算、标定整机回转力矩、回转摩擦阻力矩，有利于提高挖掘机回转性能。
现有技术《GB/T 7586-2018土方机械液压挖掘机试验方法》提出了挖掘机回转摩擦阻力矩的测试方法。但是，采集回转系统刚开始转动时的摩擦阻力矩，波动较大；计算方法将切向力认定为定值，导致测试误差较大。
现有技术CN212621214U提出了一种挖掘机回转力矩测试装置，虽可保证测试前拉力计与被测机型回转圆在同一平面，但仍未解决测试过程中拉力计与铲斗回转方向不共线的问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种挖掘机回转摩擦阻力矩、挖掘机回转力矩测试装置及测试方法，可对回转力矩、回转摩擦阻力矩进行一体化测试，拉力计与铲斗回转方向不共线时也能测试，提高测试精度，也提高装置的利用率。
技术方案：本发明的一种测试装置，其特征在于：包括位于定滑轮可升降支撑柱上方的定滑轮、位于加力装置可升降支撑柱上方的加力装置；所述加力装置包括电机、控制器、蜗轮蜗杆减速机与卷绳机；所述卷绳机通过钢丝绳与拉力计连接。
其中，所述的卷绳机通过轴承与蜗轮蜗杆减速机连接，轴承端部设有锁紧器(9)。
其中，所述的定滑轮可升降支撑柱与加力装置可升降支撑柱位于底座上，底座通过若干个穿过地脚螺栓孔的螺栓与外部机构连接。
测试装置的使用方法，其特征在于：将拉力计一端通过绕过定滑轮的钢丝绳与工作装置连接，另一端通过钢丝绳与加力装置连接，拉力计保持水平，以此测得拉力；控制器控制电机运转，通过蜗轮蜗杆减速机将动力传递到卷绳机中，卷绳机将钢丝绳收入，带动停机的挖掘机回转系统运动。
挖掘机回转摩擦阻力矩的测试方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；
2)安装加速度传感器与陀螺仪至挖掘机回转系统，加速度传感器测试回转系统的加速度a，陀螺仪测试转过的角度θ；
3)测试之前，测量工作装置到挖掘机回转中心的距离r，测量工作装置到定滑轮的距离l，角度t的计算公式1为：其中r为工作装置到挖掘机回转中心的距离，l为工作装置到定滑轮的距离，θ为陀螺仪试验转过的角度；
工作装置的切向力Ft的计算公式2为：Ft＝Fsin(t-θ)，其中F为输出拉力，Ft为工作装置所受的切向力；
根据力矩平衡，将工作装置所受的切向力Ft转化为回转重心所受的圆周力Fc的计算公式3为：Ftr＝Fcrc，其中rc为回转系统重心到挖掘机回转中心的距离的设计值，Fc为回转系统重心所受到的圆周力；
建立回转系统的运动方程，为计算公式4：Fc＝Ma+Jα/rc+Mr/rc，其中M为回转系统的质量，a为回转系统的加速度，α为回转系统的角加速度，α＝a/r，J为回转系统的转动惯量定值；
4)测试开始，挖掘机发动机停机，加力装置电机启动，电机带动卷绳机将钢丝绳收入，钢丝绳带动回转系统运动，当回转系统运动平稳时，回转摩擦阻力矩趋于稳定，测试过程中分别取三组数据，每组数据为各自对应的回转系统的加速度a、转过角度θ；
5)联立公式1、公式2以及测得的转角θ求得Ft；利用公式3和求得的Ft求得Fc；将测试得到三组回转系统的加速度a以及求得的Fc带入公式4，并联立求解求得回转摩擦阻力矩Mr。
挖掘机回转力矩的测试方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；
2)关闭加力装置，锁紧器锁死卷绳机使钢丝绳保持不动；打开挖掘机最大油门，沿加力装置相反方向回转，当回转系统不动时，回转力趋于稳定；
3)切向力角度t′的计算公式5为：其中r为工作装置到挖掘机回转中心的距离，l为工作装置到定滑轮的距离，为陀螺仪试验转过的角度；
4)工作装置的切向力F′t的计算公式6为：其中F为输出拉力；
5)回转力矩M的计算公式7为：M＝F′tr。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明设计了测试装置，可对回转力矩、回转摩擦阻力矩一体化测试，提高了装置的利用率。本发明建立切向力与回转角度之间的关系，解决拉力计与铲斗回转方向不共线时也能测试的问题。此外，测试回转摩擦阻力矩时，避开回转系统刚开始转动时回转摩擦阻力矩波动较大的问题，将转动惯量考虑进去，在速度平稳时测试回转摩擦阻力矩，减小测试数据波动，极大的提高了测试精度。
附图说明
图1为本发明的挖掘机测试姿态图；
图2为本发明的回转摩擦阻力矩测试原理图；
图3为本发明的回转力矩测试原理图；
图4为本发明的测试装置的结构示意图。
图中1为控制器；2为蜗轮蜗杆减速机；3为定滑轮；4为拉力计；5为钢丝绳；6为定滑轮可升降支撑柱；7为地脚螺栓孔；8为加力装置可升降支撑柱；9为锁紧器；10为卷绳机；11为轴承；12为电机。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
本发明的测试装置，如图4，包括位于定滑轮可升降支撑柱6上方的定滑轮3、位于加力装置可升降支撑柱8上方的加力装置；加力装置包括电机12、控制器1、蜗轮蜗杆减速机2与卷绳机10；卷绳机10通过钢丝绳5与拉力计4连接。卷绳机10通过轴承11与蜗轮蜗杆减速机2连接，轴承11端部设有锁紧器9。定滑轮可升降支撑柱6与加力装置可升降支撑柱8位于底座上，底座通过若干个穿过地脚螺栓孔7的螺栓与外部机构连接。
本发明测试装置的使用方法，将拉力计4一端通过绕过定滑轮3的钢丝绳5与工作装置连接，另一端通过钢丝绳5与加力装置连接，拉力计4保持水平，以此测得拉力；控制器1控制电机12运转，通过蜗轮蜗杆减速机2将动力传递到卷绳机10中，卷绳机将钢丝绳5收入，带动停机的挖掘机回转系统运动。定滑轮3调节钢丝绳受力方向，定滑轮、加力装置的支撑柱6、8可随挖掘机的姿态升降，提高了挖掘机的测试吨位范围。
本发明挖掘机回转摩擦阻力矩的测试方法，包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；
2)安装加速度传感器与陀螺仪至挖掘机回转系统，加速度传感器测试回转系统的加速度a，陀螺仪测试转过的角度θ；
3)如图2，测试之前，测量工作装置到挖掘机回转中心的距离r，测量工作装置到定滑轮的距离l，角度t的计算公式1为：其中r为工作装置到挖掘机回转中心的距离，l为工作装置到定滑轮的距离，θ为陀螺仪试验转过的角度；工作装置的切向力Ft的计算公式2为：Ft＝Fsin(t-θ)，其中F为输出拉力，Ft为工作装置所受的切向力；根据力矩平衡，将工作装置所受的切向力Ft转化为回转重心所受的圆周力Fc的计算公式3为：Ftr＝Fcrc，其中rc为回转系统重心到挖掘机回转中心的距离的设计值，Fc为回转系统重心所受到的圆周力；建立回转系统的运动方程，为计算公式4：Fc＝Ma+Jα/rc+Mr/rc，其中M为回转系统的质量；a为回转系统的加速度，α为回转系统的角加速度，α＝a/r，J为回转系统的转动惯量定值；
4)测试开始，挖掘机发动机停机，加力装置电机12启动，电机12带动卷绳机10将钢丝绳5收入，钢丝绳5带动回转系统运动，当回转系统运动平稳时，回转摩擦阻力矩趋于稳定，测试过程中分别取三组数据，每组数据为各自对应的回转系统的加速度a、转过的角度θ；
5)联立公式1、公式2以及测得的转角θ求得Ft；利用公式3和求得的Ft求得Fc；将测试得到三组回转系统的加速度a以及求得的Fc带入公式4，并联立求解求得回转摩擦阻力矩Mr。
本发明挖掘机回转力矩的测试方法，包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；如图2；
2)关闭加力装置，锁紧器9锁死卷绳机10使钢丝绳5保持不动；打开挖掘机最大油门，沿加力装置相反方向回转，当回转系统不动时，回转力趋于稳定；
3)如图3，切向力角度t′的计算公式5为：其中r为工作装置到挖掘机回转中心的距离，l为工作装置到定滑轮的距离，为陀螺仪试验转过的角度；
4)工作装置的切向力F′t的计算公式6为：其中F为输出拉力；
5)回转力矩M的计算公式7为：M＝F′tr。
现有技术《GB/T 7586-2018土方机械液压挖掘机试验方法》提出了挖掘机回转摩擦阻力矩的测试方法。但是，采集回转系统刚开始转动时的摩擦阻力矩，波动较大；计算方法将切向力认定为定值，导致测试误差较大。
针对该现有技术存在的问题，本发明测试回转摩擦阻力矩时，将转动惯量考虑进去，避开回转系统刚开始转动时回转摩擦阻力矩波动较大的问题，在速度平稳时测试回转摩擦阻力矩，减小测试数据波动，极大的提高了测试精度。
现有技术CN212621214U提出了一种挖掘机回转力矩测试装置，虽可保证测试前拉力计与被测机型回转圆在同一平面，但仍未解决测试过程中拉力计与铲斗回转方向不共线的问题。
针对该现有技术存在的问题，本发明建立切向力与回转角度之间的关系，解决拉力计与铲斗回转方向不共线时也能测试的问题。进一步的，本发明设计了测试装置，可对回转力矩、回转摩擦阻力矩一体化测试，提高了装置的利用率。

Claims (5)

1.一种测试装置，其特征在于：包括位于定滑轮可升降支撑柱(6)上方的定滑轮(3)、位于加力装置可升降支撑柱(8)上方的加力装置；所述加力装置包括电机(12)、控制器(1)、蜗轮蜗杆减速机(2)与卷绳机(10)；所述卷绳机(10)通过钢丝绳(5)与拉力计(4)连接；
挖掘机回转摩擦阻力矩的测试方法，包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；
2)安装加速度传感器与陀螺仪至挖掘机回转系统，加速度传感器测试回转系统的加速度a，陀螺仪测试转过的角度θ；
3)测试之前，测量工作装置到挖掘机回转中心的距离r，测量工作装置到定滑轮的距离l，角度t的计算公式1为：工作装置的切向力Ft的计算公式2为：Ft＝Fsin(t-θ)，其中F为输出拉力，Ft为工作装置所受的切向力；根据力矩平衡，将工作装置所受的切向力Ft转化为回转重心所受的圆周力Fc的计算公式3为：Ftr＝Fcrc，其中rc为回转系统重心到挖掘机回转中心的距离的设计值，Fc为回转系统重心所受到的圆周力；建立回转系统的运动方程，为计算公式4：Fc＝Ma+Jα/rc+Mr/rc，其中M为回转系统的质量，a为回转系统的加速度，α为回转系统的角加速度，α＝a/r，J为回转系统的转动惯量定值；
4)测试开始，挖掘机发动机停机，加力装置电机(12)启动，电机(12)带动卷绳机(10)将钢丝绳(5)收入，钢丝绳(5)带动回转系统运动，当回转系统运动平稳时，回转摩擦阻力矩趋于稳定，测试过程中分别取三组数据，每组数据为各自对应的回转系统的加速度a、转过的角度θ；
5)联立公式1、公式2以及测得的转角θ求得Ft；利用公式3和求得的Ft求得Fc；将测试得到三组回转系统的加速度a以及求得的Fc带入公式4，并联立求解求得回转摩擦阻力矩Mr。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述的卷绳机(10)通过轴承(11)与蜗轮蜗杆减速机(2)连接，轴承(11)端部设有锁紧器(9)。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述的定滑轮可升降支撑柱(6)与加力装置可升降支撑柱(8)位于底座上，底座通过若干个穿过地脚螺栓孔(7)的螺栓与外部机构连接。
4.根据权利要求1所述的测试装置的使用方法，其特征在于：将拉力计(4)一端通过绕过定滑轮(3)的钢丝绳(5)与工作装置连接，另一端通过钢丝绳(5)与加力装置连接，拉力计(4)保持水平，以此测得拉力；控制器(1)控制电机(12)运转，通过蜗轮蜗杆减速机(2)将动力传递到卷绳机(10)中，卷绳机将钢丝绳(5)收入，带动停机的挖掘机回转系统运动。
5.挖掘机回转力矩的测试方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)调整挖掘机姿态，斗杆液压缸全缩，铲斗液压缸全伸，调整动臂液压缸，使斗底处于动臂液压缸铰轴高度；
2)关闭加力装置，锁紧器(9)锁死卷绳机(10)使钢丝绳(5)保持不动；打开挖掘机最大油门，沿加力装置相反方向回转，当回转系统不动时，回转力趋于稳定；
3)切向力角度t′的计算公式5为：其中r为工作装置到挖掘机回转中心的距离，l为工作装置到定滑轮的距离，为陀螺仪试验转过的角度；
4)工作装置的切向力F′t的计算公式6为：其中F为输出拉力；
5)回转力矩M的计算公式7为：M＝F′tr。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211292526U (zh) * 2019-12-16 2020-08-18 江西瑞曼增材科技有限公司 一种金属材料表面摩擦系数综合性拉力测量装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150587B1 (ko) * 2009-06-26 2012-06-01 고려대학교 산학협력단 굴삭기 버켓 힘 추정 방법 및 시스템
DE102017113386A1 (de) * 2017-06-19 2018-12-20 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Hebezeug, insbesondere ein Mobilkran oder ein Seilbagger, mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Aufricht- und Ablegevorganges eines Auslegersystems und entsprechendes Verfahren
CN209690041U (zh) * 2019-03-06 2019-11-26 江苏和网源电气有限公司 一种电动汽车充电桩机械性能测试装置
CN212300684U (zh) * 2020-06-22 2021-01-05 广东精衡检测科技有限公司 一种动态旋转阻力矩测量装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211292526U (zh) * 2019-12-16 2020-08-18 江西瑞曼增材科技有限公司 一种金属材料表面摩擦系数综合性拉力测量装置

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