[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

本發明提供了挖掘機工作裝置的壽命分析方法和裝置，包括：采集挖掘機工作裝置的特征參數；確定挖掘機工作裝置的故障部位，并對故障部位進行測試，得到S?N曲線；建立剛柔耦合模型，使挖掘機工作裝置的三維結構在剛柔耦合模型、特征參數和預存挖掘物重力下得到挖掘機工作裝置的應力；根據故障部位確定挖掘機工作裝置需要分析的焊縫位置，對焊縫位置加載S?N曲線，構建疲勞模型；將挖掘機工作裝置的應力和S?N曲線輸入疲勞模型中，得到疲勞計算壽命；根據疲勞計算壽命確定挖掘機工作裝置是否滿足設計要求，可以準確分析挖掘機工作裝置的壽命，分析周期短。

技術領域

本發明涉及液壓挖掘機技術領域，尤其是涉及挖掘機工作裝置的壽命分析方法和裝置。

背景技術

動臂是挖掘機工作裝置的重要組成部分，其使用壽命是決定挖掘機使用壽命的關鍵因素之一。

目前，對挖掘機動臂壽命的分析，主要采用靜力計算方法和疲勞方法。當采用靜力計算方法時，可以確定動臂是否滿足最大工況應力要求，其主要失效形式為疲勞破壞，并非靜力強度不夠。當采用疲勞方法時，該方法與動臂的實際使用工況和故障情況存在很大差異，聯系性不強。

綜上，采用上述方法都不能準確分析動臂壽命，準確率低，并且試驗周期長。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供挖掘機工作裝置的壽命分析方法和裝置，可以準確分析挖掘機工作裝置的壽命，分析周期短。

第一方面，本發明實施例提供了挖掘機工作裝置的壽命分析方法，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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；