一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統技術方案

一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統，屬于巖土力學性質的試驗系統。該力學特性試驗系統，挖掘機模擬裝置動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動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；所述的土方試驗盒外板通過彈簧和立柱與動板連接，彈簧和立柱均布在動板的一周，在土方試驗盒內部均布應變片和壓力盒。優點：結構簡單，容易實現；利用壓力盒、應變片和外接采集系統來實現實時采集數據，提高了測試和改進挖掘機在設計過程中的精確度。

【技術實現步驟摘要】
一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統
本專利技術涉及一種用于巖土力學性質的試驗系統，尤其是一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統。
技術介紹
在土方工程中，挖掘機具有極其重要的作用。在以往的挖掘機設計中主要注重挖掘機自身的設計和檢驗，沒有考慮到挖掘機在工作過程中與土方的動態耦合作用，在現代社會科技高速發展的年代。試驗研究具有很重要的現實意義，在試驗過程中要求保持很高的加載精度、保持加載穩定可靠和降低試驗成本。目前，現有的資料中沒有對施工區的土壤力學特性進行測試、分析的，隨著機械精密化設計的要求，需要分析挖掘機工作時的施工區的變形和受力特性，解決測試挖掘機施工區土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術問題，反過來指導挖掘機的精密化設計和操作。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供一種測試挖掘機施工時施工區的力學特性試驗系統，解決測試挖掘機施工區土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術問題。本專利技術的目的是這樣實現的：該力學特性試驗系統，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統提供動力源實施驅動；所述的挖掘機模擬裝置包括：斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動臂、銷軸、機架、動臂活塞桿、動臂活塞缸、斗邊齒、鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸和鏟斗臂；動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動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；所述的土方試驗盒由應變片、壓力盒、彈簧、立柱、動板和外板構成；動板位于外板的內部，并且動板的外側通過彈簧和立柱連接在外板的內側，彈簧和立柱均布在動板的一周，在動板上有應變片和壓力盒。有益效果：由于采用了上述方案，測試挖掘機施工時施工區的力學特性試驗裝置，適合于巖土力學性質的試驗。由動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分模擬挖掘機的類似部分，由外置的液壓系統驅動；動臂和機架通過銷軸連接，動臂的動力由動臂活塞桿和動臂活塞缸配合通過外部液壓動力源來提供。斗桿通過銷軸與動臂右端相連接，斗桿活塞桿和斗桿活塞缸配合，一段固定在斗桿上，一段固定在動臂上，通過外置液壓動力實現對斗桿的驅動；鏟斗、連桿、搖桿和斗桿構成四桿機構，搖桿和鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸配合，通過外置動力實現對搖桿的驅動，從而推動鏟斗的動作，鏟斗上裝有鏟斗邊齒；土方試驗盒固定在機架上，立柱固定在壓力盒的外板上，動板通過彈簧和立柱與外板相連接，在挖掘機動作時，動力由動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工作時工作區土壤內部的受力。為了模擬挖掘機真實工作過程，把真實工作狀態的過程搬到實驗室中，模擬挖掘機的工作狀態，通過在土方試驗盒中安裝應變片和壓力盒，實現對挖掘機工作過程施工區的實時描述；提高測試和改進挖掘機在設計過程中的精確度。解決了測試挖掘機施工區土壤變形和受力的耦合力學特性測試的技術問題，達到了本技術的目的。優點：結構簡單，容易實現；能夠利用壓力盒和應變片等和外接采集系統來實現實時采集數據，提高了測試和改進挖掘機在設計過程中的精確度。附圖說明圖1是本專利技術的結構圖。圖中，1、斗桿活塞桿；2、斗桿活塞缸；3、動臂；4、銷軸；5、機架；6、動臂活塞桿；7、動臂活塞缸；8、應變片；9、壓力盒；10、彈簧；11、立柱；12、動板；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。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的一個實施例作進一步的描述：實施例1：該力學特性試驗系統，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統提供動力源實施驅動；所述的挖掘機模擬裝置包括：斗桿活塞桿1、斗桿活塞缸2、動臂3、銷軸4、機架5、動臂活塞桿6、動臂活塞缸7、斗邊齒14、鏟斗15、連桿16、搖桿17、鏟斗活塞桿18、鏟斗活塞缸19和鏟斗臂20；動臂3的下端通過銷軸4與機架5的一端連接，在動臂3的另一端連接有鏟斗臂20，在動臂3與機架5之間連接有動臂活塞桿6和動臂活塞缸7，在動臂3與鏟斗臂20的一端之間連接有斗桿活塞缸2，在鏟斗臂20的另一端連接有鏟斗15，鏟斗15通過連桿16和搖桿17與鏟斗活塞缸19的鏟斗活塞桿18連接，鏟斗活塞缸19的另一端與鏟斗臂20連接，在鏟斗15的前端連接有斗邊齒14；所述的土方試驗盒由應變片8、壓力盒9、彈簧10、立柱11、動板12和外板13構成；外板13通過彈簧10和立柱11與動板12連接，彈簧10和立柱11均布在動板12的一周，在動板12上有應變片8和壓力盒9。該實驗系統由動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分構成模擬挖掘機的模擬部分，所述的動臂部分、斗桿部分和鏟斗部分由外置的液壓系統提供動力源實施驅動；動臂和機架通過銷軸連接，動臂的動力由動臂活塞桿和動臂活塞缸配合通過外置的液壓系統提供動力源；斗桿通過銷軸與動臂右端相連接，斗桿活塞桿和斗桿活塞缸配合，一段固定在斗桿上，一段固定在動臂上，通過外置的液壓系統提供動力源實現對斗桿的驅動；鏟斗、連桿、搖桿和斗桿構成四桿機構，搖桿和鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸配合，通過外置的液壓系統提供動力源實現對搖桿的驅動。在土方試驗盒內部裝入土壤，在土壤中均布壓力盒9和應變片8，并連接外置的數據采集系統；考慮不同的土壤硬度，分為不同等級的土壤進行試驗。試驗時通過操作動臂活塞桿6、斗桿活塞桿1和鏟斗活塞桿18，實現對鏟斗15不同角度和不同深度的挖土操作，分為若干組分別對不同角度、不同挖深和不同濕度等每個因素進行試驗，考慮以上多因素情況，進行正交試驗，對每組試驗進行數據進行采集、記錄和分析。從而得以分析不同因素對挖掘效率的影響效果，最終給挖掘機設計時提供精確數據，同時對于挖掘機操作者來說掌握這些數據可以提高挖掘機的效率。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統，其特征是：該力學特性試驗系統，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統提供動力源實施驅動；所述的挖掘機模擬裝置包括：斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動臂、銷軸、機架、動臂活塞桿、動臂活塞缸、斗邊齒、鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸和鏟斗臂；動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟斗臂，在動臂與機架之間連接有動臂活塞桿和動臂活塞缸，在動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；所述的土方試驗盒由應變片、壓力盒、彈簧、立柱、動板和外板構成；外板通過彈簧和立柱與動板連接，彈簧和立柱均布在動板的一周，在動板上有應變片和壓力盒。

【技術特征摘要】
1.一種測試挖掘機施工區的力學特性試驗系統，其特征是：該力學特性試驗系統，包括挖掘機模擬裝置和土方試驗盒，土方試驗盒連接在的挖掘機模擬裝置的一端，所述的挖掘機模擬裝置由外置的液壓系統提供動力源實施驅動；所述的挖掘機模擬裝置包括：斗桿活塞桿、斗桿活塞缸、動臂、銷軸、機架、動臂活塞桿、動臂活塞缸、斗邊齒、鏟斗、連桿、搖桿、鏟斗活塞桿、鏟斗活塞缸和鏟斗臂；動臂的下端通過銷軸與機架的一端連接，在動臂的另一端連接有鏟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉，李順才，韓繼光，邢邦圣，蔣紅旗，單以波，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32