[發(fā)明專利]一種裝載機(jī)鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911111121.2
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110793694B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋巖;王繼新;馬濤;張超
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司;吉林大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京卓澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11766
• 代理人: 白海燕

本發(fā)明公開一種裝載機(jī)鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷測量方法，是將鏟裝機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化轉(zhuǎn)化為鏟裝機(jī)構(gòu)與前車架鉸接點(diǎn)受力的變化，通過在不同工況下對鉸接點(diǎn)受力進(jìn)行分析,求解整車受力，進(jìn)而求解裝載機(jī)前、后輪所受垂向載荷，通過前、后輪所受垂向載荷表征鏟裝機(jī)構(gòu)的承載載荷；不同工況分為鏟掘工況和轉(zhuǎn)場運(yùn)輸工況，通過動(dòng)力學(xué)分析轉(zhuǎn)移的方法，得出裝載機(jī)前后輪垂向載荷，為裝載機(jī)前后橋轉(zhuǎn)矩分配提供了依據(jù)，最終達(dá)到提高裝載機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝載機(jī)鏟斗的載荷測量方法。

背景技術(shù)

與汽車或其他運(yùn)輸車輛不同，裝載機(jī)用于裝卸物料，使用的鏟裝機(jī)構(gòu)會(huì)伸出車體外側(cè)，相當(dāng)于外伸梁的結(jié)構(gòu)，會(huì)對車輛平衡造成影響，加之鏟裝機(jī)構(gòu)的額定載重量占據(jù)整車質(zhì)量的比重較大，鏟裝機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對整車的載荷有很大的影響。因此，鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷分析也是裝載機(jī)整車受力分析中不可忽略的一個(gè)部分。裝載機(jī)的作業(yè)工況可以分為鏟掘、舉升、運(yùn)輸、卸料等幾個(gè)過程，裝載機(jī)在進(jìn)行鏟掘作業(yè)時(shí)，鏟斗受到鏟掘阻力的作用，而在運(yùn)輸、舉升及卸料的過程中，裝載機(jī)受到自身重力和物料重力的共同作用，鏟斗的裝載情況和位置直接影響裝載機(jī)整車的受力情況，但是由于裝載機(jī)每次鏟裝的物料質(zhì)量不定，加之鏟斗的位置狀態(tài)不易測量等因素，對包括鏟裝機(jī)構(gòu)在內(nèi)的整個(gè)裝載機(jī)進(jìn)行受力分析具有一定的難度。

目前大部分針對于裝載機(jī)鏟裝載荷測量方法比較單一，存在較大誤差，裝載機(jī)存在安全風(fēng)險(xiǎn)性較大，因此需要對裝載機(jī)工作裝置載荷測量方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供一種裝載機(jī)鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷測量方法。通過對鏟裝機(jī)構(gòu)在鏟掘工況下和轉(zhuǎn)場運(yùn)輸工況下的受力分析，轉(zhuǎn)移到車輪的受力情況，進(jìn)而通過車輪承重載荷計(jì)算出鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種裝載機(jī)鏟裝機(jī)構(gòu)的載荷測量方法，其特征是將鏟裝機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化轉(zhuǎn)化為鏟裝機(jī)構(gòu)與前車架鉸接點(diǎn)受力的變化，通過在不同工況下對鉸接點(diǎn)受力進(jìn)行分析,求解整車受力，進(jìn)而求解裝載機(jī)前、后輪所受垂向載荷，通過前、后輪所受垂向載荷表征鏟裝機(jī)構(gòu)的承載載荷；其中，所述不同工況分為：鏟掘工況和轉(zhuǎn)場運(yùn)輸工況。

進(jìn)一步地，是將所述鏟裝機(jī)構(gòu)拆解為對鏟斗、連桿、搖臂、動(dòng)臂進(jìn)行受力分析，其中，所述動(dòng)臂鉸接于前車架上，動(dòng)臂前端安裝鏟斗，所述動(dòng)臂由舉升液壓缸驅(qū)動(dòng)；所述搖臂與動(dòng)臂鉸接、與連桿鉸接，所述搖臂由轉(zhuǎn)斗液壓缸驅(qū)動(dòng)；所述連桿一端與搖臂連接，另一端與鏟斗連接；

受力分析時(shí)建立以動(dòng)臂與前車架的鉸接點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿裝載機(jī)行駛方向?yàn)閄軸正向，垂直于地面向上為Z軸正方向的坐標(biāo)系。

進(jìn)一步地，對鏟掘工況下鏟裝機(jī)構(gòu)受力分析如下：

1)通過所述鏟斗受到鏟掘阻力、自身重力、與連桿的鉸接力、與動(dòng)臂的鉸接力，得到X方向和Z方向的力平衡方程和繞鏟斗斗尖的力矩平衡方程；

2)通過所述連桿受到自身重力、與鏟斗的鉸接力、與搖臂的鉸接力，得到X方向和Z方向的力平衡方程和繞質(zhì)心的力矩平衡方程；

3)通過所述搖臂受到自身重力、與連桿的鉸接力、與動(dòng)臂的鉸接力、與轉(zhuǎn)斗液壓缸的鉸接力，得到X方向和Z方向的力平衡方程和繞與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)的力矩平橫方程；

4)通過所述動(dòng)臂受到自身重力、與鏟斗鉸接力、與搖臂鉸接力、與舉升液壓缸鉸接力、與前車架鉸接力，得到X方向和Z方向的力平衡方程和繞與搖臂鉸接點(diǎn)的力矩平衡方程；

5)然后根據(jù)：

①鏟斗的插入阻力計(jì)算式：F_x＝9.8K₁K₂K₃K₄BL_c^1.25，掘起阻力計(jì)算式：F_z＝2.2KBL_c；