一種測(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)方案

一種測(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于巖土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)系統(tǒng)。該力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，挖掘機(jī)模擬裝置動(dòng)臂的下端通過(guò)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(guò)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(yàn)盒外板通過(guò)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，在土方試驗(yàn)盒內(nèi)部均布應(yīng)變片和壓力盒。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；利用壓力盒、應(yīng)變片和外接采集系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，提高了測(cè)試和改進(jìn)挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的精確度。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)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(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
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(méi)有考慮到挖掘機(jī)在工作過(guò)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)研宄具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，在試驗(yàn)過(guò)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(méi)有對(duì)施工區(qū)的土壤力學(xué)特性進(jìn)行測(cè)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(cè)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(cè)試的技術(shù)問(wèn)題，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)挖掘機(jī)的精密化設(shè)計(jì)和操作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是要提供一種測(cè)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(cè)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(cè)試的技術(shù)問(wèn)題。本技術(shù)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(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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(guò)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(guò)外部液壓動(dòng)力源來(lái)提供。斗桿通過(guò)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(guò)外置液壓動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)外置動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)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(guò)彈簧傳遞到外板，通過(guò)觀測(cè)和測(cè)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(guò)程，把真實(shí)工作狀態(tài)的過(guò)程搬到實(shí)驗(yàn)室中，模擬挖掘機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)在土方試驗(yàn)盒中安裝應(yīng)變片和壓力盒，實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)工作過(guò)程施工區(qū)的實(shí)時(shí)描述；提高測(cè)試和改進(jìn)挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的精確度。解決了測(cè)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(cè)試的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了本技術(shù)的目的。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，提高了測(cè)試和改進(jìn)挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的精確度。【附圖說(shuō)明】圖1是本技術(shù)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(duì)本技術(shù)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)；所述的挖掘機(jī)模擬裝置包括:斗桿活塞桿1、斗桿活塞缸2、動(dòng)臂3、銷軸4、機(jī)架5、動(dòng)臂活塞桿6、動(dòng)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(dòng)臂3的下端通過(guò)銷軸4與機(jī)架5的一端連接，在動(dòng)臂3的另一端連接有鏟斗臂20，在動(dòng)臂3與機(jī)架5之間連接有動(dòng)臂活塞桿6和動(dòng)臂活塞缸7，在動(dòng)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(guò)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(yàn)盒由應(yīng)變片8、壓力盒9、彈簧10、立柱11、動(dòng)板12和外板13構(gòu)成；外板13通過(guò)彈簧10和立柱11與動(dòng)板12連接，彈簧10和立柱11均布在動(dòng)板12的一周，在動(dòng)板12上有應(yīng)變片8和壓力盒9。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由動(dòng)臂部分、斗桿部分和鏟斗部分構(gòu)成模擬挖掘機(jī)的模擬部分，所述的動(dòng)臂部分、斗桿部分和鏟斗部分由外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源實(shí)施驅(qū)動(dòng)；動(dòng)臂和機(jī)架通過(guò)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(guò)外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源；斗桿通過(guò)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(guò)外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)外置的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)對(duì)搖桿的驅(qū)動(dòng)。在土方試驗(yàn)盒內(nèi)部裝入土壤，在土壤中均布?jí)毫?和應(yīng)變片8，并連接外置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；考慮不同的土壤硬度，分為不同等級(jí)的土壤進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)操作動(dòng)臂活塞桿6、斗桿活塞桿I和鏟斗活塞桿18，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)不同角度、不同挖深和不同濕度等每個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)，考慮以上多因素情況，進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)每組試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析。從而得以分析不同因素對(duì)挖掘效率的影響效果，最終給挖掘機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)提供精確數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)于挖掘機(jī)操作者來(lái)說(shuō)掌握這些數(shù)據(jù)可以提高挖掘機(jī)的效率。【主權(quán)項(xiàng)】1.一種測(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是: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(guò)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(guò)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(guò)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。【專利摘要】一種測(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于巖土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)系統(tǒng)。該力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，挖掘機(jī)模擬裝置動(dòng)臂的下端通過(guò)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本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種測(cè)試挖掘機(jī)施工區(qū)的力學(xué)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是：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(guò)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(guò)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(guò)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。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：單以波，劉雪全，許家萁，李嘉誠(chéng)，邢邦圣，劉玉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32