[發(fā)明專利]一種測試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410856532.5
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104515844A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉;李順才;韓繼光;邢邦圣;蔣紅旗;單以波
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M99/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于巖土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)系統(tǒng)，尤其是一種測試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在土方工程中，挖掘機(jī)具有極其重要的作用。在以往的挖掘機(jī)設(shè)計(jì)中主要注重挖掘機(jī)自身的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)，沒有考慮到挖掘機(jī)在工作過程中與土方的動(dòng)態(tài)耦合作用，在現(xiàn)代社會(huì)科技高速發(fā)展的年代。試驗(yàn)研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，在試驗(yàn)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(yàn)成本。

目前，現(xiàn)有的資料中沒有對施工區(qū)的土壤力學(xué)特性進(jìn)行測試、分析的，隨著機(jī)械精密化設(shè)計(jì)的要求，需要分析挖掘機(jī)工作時(shí)的施工區(qū)的變形和受力特性，解決測試挖掘機(jī)施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學(xué)特性測試的技術(shù)問題，反過來指導(dǎo)挖掘機(jī)的精密化設(shè)計(jì)和操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種測試挖掘機(jī)施工時(shí)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，解決測試挖掘機(jī)施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學(xué)特性測試的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：該力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，包括挖掘機(jī)模擬裝置和土方試驗(yàn)盒，土方試驗(yàn)盒連接在的挖掘機(jī)模擬裝置的一端，所述的挖掘機(jī)模擬裝置由外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源實(shí)施驅(qū)動(dòng)；

所述的挖掘機(jī)模擬裝置包括：斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動(dòng)臂、銷軸、機(jī)架、動(dòng)臂活塞桿、動(dòng)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(dòng)臂的下端通過銷軸與機(jī)架的一端連接，在動(dòng)臂的另一端連接有鏟斗臂，在動(dòng)臂與機(jī)架之間連接有動(dòng)臂活塞桿和動(dòng)臂活塞缸，在動(dòng)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(yàn)盒由應(yīng)變片、壓力盒、彈簧、立柱、動(dòng)板和外板構(gòu)成；外板通過彈簧和立柱與動(dòng)板連接，彈簧和立柱均布在動(dòng)板的一周，在動(dòng)板上有應(yīng)變片和壓力盒。

有益效果：由于采用了上述方案，測試挖掘機(jī)施工時(shí)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)裝置，適合于巖土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)。由動(dòng)臂部分、斗桿部分和鏟斗部分模擬挖掘機(jī)的類似部分，由外置的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；動(dòng)臂和機(jī)架通過銷軸連接，動(dòng)臂的動(dòng)力由動(dòng)臂活塞桿和動(dòng)臂活塞缸配合通過外部液壓動(dòng)力源來提供。斗桿通過銷軸與動(dòng)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(dòng)臂上，通過外置液壓動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對斗桿的驅(qū)動(dòng)；鏟斗、連桿、搖桿和斗桿構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)，搖桿和鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸配合，通過外置動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對搖桿的驅(qū)動(dòng)，從而推動(dòng)鏟斗的動(dòng)作，鏟斗上裝有鏟斗邊齒；土方試驗(yàn)盒固定在機(jī)架上，立柱固定在壓力盒的外板上，動(dòng)板通過彈簧和立柱與外板相連接，在挖掘機(jī)動(dòng)作?時(shí)，動(dòng)力由動(dòng)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(jī)工作時(shí)工作區(qū)土壤內(nèi)部的受力。

為了模擬挖掘機(jī)真實(shí)工作過程，把真實(shí)工作狀態(tài)的過程搬到實(shí)驗(yàn)室中，模擬挖掘機(jī)的工作狀態(tài)，通過在土方試驗(yàn)盒中安裝應(yīng)變片和壓力盒，實(shí)現(xiàn)對挖掘機(jī)工作過程施工區(qū)的實(shí)時(shí)描述；提高測試和改進(jìn)挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)過程中的精確度。解決了測試挖掘機(jī)施工區(qū)土壤變形和受力的耦合力學(xué)特性測試的技術(shù)問題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)；能夠利用壓力盒和應(yīng)變片等和外接采集系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，提高了測試和改進(jìn)挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)過程中的精確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1、斗桿活塞桿；2、斗桿活塞缸；3、動(dòng)臂；4、銷軸；5、機(jī)架；6、動(dòng)臂活塞桿；7、動(dòng)臂活塞缸；8、應(yīng)變片；9、壓力盒；10、彈簧；11、立柱；12、動(dòng)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例1：該力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，包括挖掘機(jī)模擬裝置和土方試驗(yàn)盒，土方試驗(yàn)盒連接在的挖掘機(jī)模擬裝置的一端，所述的挖掘機(jī)模擬裝置由外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源實(shí)施驅(qū)動(dòng)；