[發明專利]挖掘機工作裝置的壽命分析方法和裝置

在審

• 申請號: 202011088658.4
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112231902A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 楊雙橋;於為剛;顧亞輝
• 申請（專利權）人: 三一重機有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F111/04;G06F119/14;G06F119/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

1.一種挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述方法包括：

采集挖掘機工作裝置的特征參數；

確定所述挖掘機工作裝置的故障部位，并對所述故障部位進行測試，得到S-N曲線；

建立剛柔耦合模型，使所述挖掘機工作裝置的三維結構在所述剛柔耦合模型、所述特征參數和預存挖掘物重力下得到所述挖掘機工作裝置的應力；

根據所述故障部位確定所述挖掘機工作裝置需要分析的焊縫位置，對所述焊縫位置加載所述S-N曲線，構建疲勞模型；

將所述挖掘機工作裝置的應力和所述S-N曲線輸入所述疲勞模型中，得到疲勞計算壽命；

根據所述疲勞計算壽命確定所述挖掘機工作裝置是否滿足設計要求。

2.根據權利要求1所述的挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述特征參數包括工況、所述工況的油缸位移和挖掘阻力，其中，所述工況至少包括甩方裝車、扣石、破石、平整、空載和偏載。

3.根據權利要求1所述的挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述建立剛柔耦合模型包括：

根據所述挖掘機工作裝置的運動和力傳遞特點確定各零部件約束關系；

其中，所述各零部件約束關系包括動臂和平臺為旋轉副約束關系，動臂油缸桿和動臂油缸筒為平移副約束關系，所述動臂油缸桿和所述動臂為圓柱副約束關系，所述動臂油缸筒和所述平臺為所述旋轉副約束關系。

4.根據權利要求1所述的挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述挖掘機工作裝置為動臂，所述根據所述故障部位確定所述挖掘機工作裝置需要分析的焊縫位置，包括：

根據所述故障部位確定所述動臂后內筋板與中側板角焊縫、所述動臂前叉彎板與前頂板對接焊縫、所述動臂中頂板與后頂板對接焊縫、所述動臂前叉外貼板與側板尾部焊縫，以及所述動臂前叉彎板與側板角焊縫。

5.根據權利要求1所述的挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述根據所述疲勞計算壽命確定所述挖掘機工作裝置是否滿足設計要求，包括：

獲取所述故障部位的實際壽命；

根據所述實際壽命和所述疲勞計算壽命，得到疲勞精度；

判斷所述疲勞精度是否小于預設精度；

如果小于，則滿足所述設計要求；

如果大于，則不滿足所述設計要求。

6.根據權利要求1所述的挖掘機工作裝置的壽命分析方法，其特征在于，所述方法還包括：

對所述故障部位進行結構處理和工藝處理；

其中，結構處理為增加所述故障部位的壁厚、對所述故障部位局部補強和調整所述故障部位的筋板位置；所述工藝處理為對所述故障部位焊接方式的處理、對所述故障部位的焊縫打磨處理和對所述故障部位的焊縫熱處理。

7.一種挖掘機工作裝置的壽命分析裝置，其特征在于，所述裝置包括：

采集單元，用于采集挖掘機工作裝置的特征參數；

故障部位確定單元，用于確定所述挖掘機工作裝置的故障部位，并對所述故障部位進行測試，得到S-N曲線；

創建單元，用于建立剛柔耦合模型，使所述挖掘機工作裝置的三維結構在所述剛柔耦合模型、所述特征參數和預存挖掘物重力下得到所述挖掘機工作裝置的應力；

焊縫位置確定單元，用于根據所述故障部位確定所述挖掘機工作裝置需要分析的焊縫位置，對所述焊縫位置加載所述S-N曲線，構建疲勞模型；

輸入單元，用于將所述挖掘機工作裝置的應力和所述S-N曲線輸入所述疲勞模型中，得到疲勞計算壽命；

設計要求確定單元，用于根據所述疲勞計算壽命確定所述挖掘機工作裝置是否滿足設計要求。

8.根據權利要求7所述的挖掘機工作裝置的壽命分析裝置，其特征在于，所述特征參數包括工況、所述工況的油缸位移和挖掘阻力，其中，所述工況至少包括甩方裝車、扣石、破石、平整、空載和偏載。