GB/T 9141-1988 液压挖掘机 结构强度试验方法 GB/T9141-1988 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
液压挖掘机结构强度试验方法
Hydraulic excavators-Testing methodof structure strength
1主题内容和适用范图
本标规定了整机质量为3.2～80t的液压挖掘机的结构强度试验方法。本标准适用于对液压挖掘机的新产品和结构有重大改进的老产品的试验。2般规定
2.1样机要求
GB 9141—88
试验前，样机应在保证柴油机、气压系统和液压系统工作正常的条件下进行挖掘作业，时间不少于1h.
2. 2资料准备
2.2.1试验结构件总图及关键零件图。2.2.2结构分析报告或计算书。
2.2.3材料机械性能测定报告。测定项目包括强度极限B、屈服极限os和泊松系数μ等。2.3仪器要求
2.3.1仪器在检定有效期内。
2.3.2传感器在试验前应进行标定，技术性能应符合使用说明书要求。2.4人员要求
负责试验的人员应经过专门培训，能胜任结构分析和应力测定工作。2.5测定精度
静态测定精度;应力、液压缸压力、液压缸位移,均为士2%;动态测定精度;应力、滤压缸压力、滤压缸位移，均为士5%。
3静态应力试验
3. 1 试验项目
3.1. 1工作装置的应力试验。
3.1.2转台、底座，履带架、车架、桥壳和支腿的自重应力试验。3.2试验工况
各构件试验工况应通过详细的载简和结构分析确定，或按附录A（补充件）规定的试验位置和载荷。3. 3试验准备
3.3.1测点选择原则
测点布置在危险区，或有特殊要求的部位。危险区可基于结构分析资料确定，通常应包括：均匀高应力区、应力集中区（娜孔、眼、锐角和焊缝附近）和使用中出现破坏处。中华人民共和国城乡设环境保护部1988-04-15批准1988-10-01实施
3.3.2測试部位
3.3.2.1工作装撑
GB 9141—88
斗；斗前璧扎缘的中部，十唇转角处；邮
拉杆，中部：
播体：中部（有业中力作用处);d.
斗杆：繁中力作用处前后部位（沿棱边四角贴片）；支座附近应力集中部位；动臂：集中力作用处前后部亿（沿边四角贴片）；支座附近应力集中部位。e.
3.3.2.2转台：主梁与转盘支承座圈相交处上下盖板上；动臂下支座、动臂液压缸下支座处。3.3.2.3底座：支承点附近。
3.3.2.4履带架：叉形结构根部；支承横梁处；纵向中间部位。3.3.2.5车架：滚盘与纵梁的交点附近，单梁断面突变处。3.3.2.6支腿：根部上下表面。
3.3.2.7桥，前桥转向架；桥壳有集中力作用的前后部位。3.3.3贴片和电桥连接
3.3.3.1准确牢固地粘贴应变片。贴片前应在结构件上划线，精确地确定测点位置。贴片后对测点进行编号，记录其位置尺寸，并绘制布片图。3.3.3.2应变片粘贴后应作防潮处理，要求在其绝缘电阻高于100MQ时试验。3.3.3.3连接测量系统。认真保证測量片和补偿片的接线正确，并进行平衡和零点漂移检查。3.4试验方法
3.4.1自重应力试验
需要测定自重应力的结构，如转台、底座、履带架、车架和桥等，应首先建立零应力状态一一应在未装配状态下进行应变仪调零1或垫起结构调零（如对桥壳利履带架等）。然后按表A3测定自重应力，并将测定结果记入附录B(参考件)表B1。3.4.2工作装置静态应力试验
3.4.2.1按试验位置固定工作装置。将样机停在水泥地面上（如被试样机为反铲挖掘机，其工作装置下方要有基坑和加载设施），按工况要求用可调拉杆换下动臂、斗杆和铲斗液压缸，将工作装置固定于试验位置（也可在缸体和活塞头问加卡套来实现）。如果是轮胎式液压挖掘机，试验前应用支腿顶起样机，使轮胎不受载荷。
3.4.2.2加载。按预定的试验工况，由零至最大载荷分5级等间地加载。为了使载荷能保持稳定，应选用高压小流量泵一一液压缸或手动葫芦进行加载。载荷由传感器一应变仪测量系统监视。3.4.2.3测定和记录。当载荷稳定在预定值时，进行逐点读数并将载荷值和微应变数记入表B1。完成測点记录后，卸除载荷，重新调零。每载荷重复三次。如果在最大载荷下，重复性误差或零点漂移大十0.02dg/E（E为蝉性模量)时，则应找出原因减小误差和零点漂移。3.4.2.4台架试验。允许将工作装置拆下安装在试验台上进行静态应力试验。这时，为便于加载可将整个工作装暨转一角度，但铲斗，斗杆和动臂一者之间的相对位置不能改变，受力状态不能改变。试验方法按3.4. 2.1~3.4.2.3条规定。4动态应力试验
4.1试验条件
4.1.1试验场地
4.1.1.1挖掘物料：反铲挖掘机为1级土壤；正铲挖掘机为IV级十壤。正铲作业的料摊高度应大于样机最大挖掘高度的二分之一。
4.1.1.2越障和转弯路面
..comCB 9141--88
轮胎式液压挖掘机越障试验路面：坚硬平坦路面，长度不小于60m（正反方向预试路段各20m，测量路段20m）。测量路段内按样机轮距交叉设盈障碍物，其距离人于轴距。障碍物为方木，其高度按表A4的规定。
b.展带式液压挖掘机越障试验路面：在坚硬平坦的路面上按轨距设置两个交叉的障碍物，其距离大于膜带接地长度，高度按表A4的规定。心：履带式液压挖掘机的转弯试验路面：坚实土路面，松软土路面（地面最大允许比压稍大于样机最大接地比压）。
4.1.2试验样机,应符合 2.1规定。4.1.3试验用仪器、传感器：动态电阻应变仪、光线示波器或磁带记录器；液压传感器和位移传感器等。4.2被测构件和测量参数
4.2.1被测构件包括工作装置（动臂和斗杆）、转台及车架等。4.2.2测量参数主要是工作装置等构件的应力。应在测量工作装置应力的时，测量动臂、斗杆和铲斗液压缸压力和位移。应力测点可布置在对称结构的一侧，其数量根据静态应力试验结果确定。4.3试验方法
4.3.1试验构件分组：根据各构件试验工况的异同进行分组。a.工作装置和转台动态应力试验。b：车架（对展带式液压挖掘机应包括履带架：对轮胎式液压挖掘机应包括桥壳和支腿）动态应力试验。
4.3.2仪器的接线：一次试验用几组仪器时，应按同步记录要求组成测量系统。4.3.3仪器调零和标定
4.3.3.1工作装置动态应力试验时，使铲斗在靠近车架处着地，各液压缸压力回零进行仪器调零和标定。
4.3.3.2转台等构件动态应力试验时，按自重应力测定工况代号JS-12的试验位置调零和标定。4.3.4试验，按4.5规定的工况进行试验。正铲挖掘机应造成相当于静态应力试验的工况代号为JS-05～JS-07时位置的作业T况；反铲挖掘机应造成相当于静态应力试验的工况代号为JS-01~~JS-04时位置的作业工况。应出现极限载荷状态一一液压系统溢流或样机失稳。记录挖掘、提升回转、卸载和空载返回整个工作循环。试验后样机回到调零位置，重新进行仪器调零和标定。试验至少包括三次有效值。4.4试验工况
工作装置、转台和车架等构件的动态应力试验工况按表A4的规定。4.5试验结果
由应力曲线求出每一工况有效记录的最大峰谷应力值，该值与自重应力叠如得到合成应力。由液压缸压力和位移曲线确定每一工况动臂和斗杆出现最大应力的位置和载荷。手工处理时将试验数据记入表B2计算机处理时，打印输出类似的结果。5应力、安全系数计算和试验报告5.1主应力计克
5.1.1单向应力状态
单向主应力按公式(1)计算。
式中：——主应力，MPa;
3——应变片三次测量的平均值，eE弹挫模量,MPa。
5.1.2平面应力状态
..com（1）
5.1.2.1主应力方向已知
GB 9141—88
由沿两个主应力方向测得的主应变按公式（2)、（3)来计算最大、最小应力。E
式中:oj,d,最六和最小主应力,MPa;E+,
E1,E:—每个单片各自的三饮测量平均值,;泊松比系数。
5. 1.2.2主应力方向未知
8、三片直角型应变花
o_Efe+e+
b．三片等角型应变花
(,—e)*+{262—(t1+$,)
[3(1-以)
E,+e+$
式中：1,2、—应变花三个单片各自的三次测量的平均值，re。5.2当量应力计算
综合静态、动态应力试验结果，取大者按公式(6)计算当量应力。=Va-a+
5.3安全系数
式中;ds—材料的届服极限,MPa。5.4试验报告
试验报告应包括下述内容，
2、概述：
b．试验条件；
试验方法；
d、试验结果（各构件的应力数据和安全系数)：e.
分析意见和结论。
（4）
·（5)
反铲铲
斗偏教
挖掘斗
杆试验
反铲铲
斗正裁
挖掘斗
托、动赔
试验工
反铲铲
斗正载
杆、动臂
试验工
反驴萨
斗偏藝
挖摘动
GB 9141—88
附录A
静态应力试验工况表
(补充件）
表A1反铲工作装置静态应力试验工况表试验位置
动骨液压缸全韬汁杆液
压缸作用力情最大,斗齿
尖位于等斗与斗杆较点
和斗杆与动臂铰点连线
的延长线上，即点位于
BC .的延长线上,(见图
动肾和斗杆液压鼠作用
力窄最大.G点在 BC 的
延长线上（见图A2）
动臂和斗杆波压缸作用
力臂最大，铲斗液压缸以
最大当量力情工作（见图
动臂液压航全缩,G、B、C
三点位于铅垂线上（见图
方向大
w,垂直
于BC线）
谢向力
W(垂直
于摔掘
平面）
切向力
Wi（垂直
于CG线》
同JS-02
同JS-01
由铲斗
减压缸
加载点
推力确
逝齿齿
由同转
机构嗣
动力矩
由铲斗
液压缸
推力确
同JS-02
同JS-01
边齿齿
中齿齿
同JS-02
同JS-01
被试构件
反铲工作装置(铲
斗、连杆、摇杆、动
同JS-01
同J3-01
JS-01
正笋铲
斗偏鼓www.bzxz.net
挖掘斗
托动臂
试验工
正铲斗
托偏载
挖掘斗
杆动奇
试验工
正铲斗
杆偏教
挖掘斗
杆试验
正铲斗
杆偏教
水平挖
摄，动
臂、斗杆
试验工
GB 914188
表 A2正铲工作装置静态应力试验 I况表试验位置
动臂和斗杆液压缸作用
力臂最大+铲斗液压缸以
最大当量力臂工作见图
动臂和斗杆液压缸作用
力肾最大,CG 线位于水
平位置（见图A4)
动臂液压缸作用力替最
大，斗杆液压缸全缩，铲
斗液压缸全伸
（见图A5）
斗杆液压缸全缩，斗尖著
地，铲斗切削角为30°（见
图A6中1 位置)
切尚力
Wi(垂直
于CG线）
侧向力
w（垂直
于挖揭
平面）
切向力
（垂直
于BG线）
侧向力
Wa(垂直
于挖掘
平面）
同 JS-06
由铲斗
被压缸
推力确
由回转
加截点
边齿齿
被试构件
正铲工作装置(铲
斗，连、摇杆、斗
杆、动臂）
机树制
动力矩
由铲斗
液压嵌
推力确
由回转
机构制
动方矩
向JS-06
同 JS-05
边齿齿
同JS-05
JS-06
有水平挖掘功能的
同JS-06
同JS-06同JS-06
正铲工作装置(铲
斗、连杆、拉杆、斗
杆.动臂）
正铲斗
杆偏载
水平挖
杆、动臂
试验工
正铲斗
杆正载
水平挖
杆.动臂
试验工
正铲斗
杆正载
水平挖
杆、动臂
试验工
自重应
力试验
GB 9141—88
续表A2
试验位置
斗托液压缸位于中间位
氧，斗尖著地，铲斗切削
角为30°（见图A6中1位
同JS-09
斗杆液压缸全伸，斗尖着
地，铲汁切削角30°（见图
A6中【位置）
同 JS-06
切向力
W,(垂直
于BG线）
同JS-10
同JS-06
由铲外
液压缸
推力确
尚JS-10
表A3自重应力试验工况表
试验位置
动臂上部上盖板水平，动
肾和斗杆的敏点与斗齿
尖的连线成铅垂方向，铲
斗商地10cm
加裁点
荷JS-06
中齿齿
同JS-10
方向「大小
加载点
被试构件
同JS-08
商JS08
同JS-08
被试构件
轮胎式挖攝机的转
台、车架、桥尧和支
腿,履带式挖掘机的
转台，底架和版带架
图 A1JS-01 工况试验位置
图A3JS-04工况试验位置
图A5JS-07况试验位置
GB 9141—88
工况试验位置
工说试验位置
图 A6 JS-08.JS-09.JS-10 和 JS-11 工况试验位置序号
作业工况名称
任意挖插对称获荷工况
任意挖摘偏载工况
斗杆挖捆对称数荷工况
斗杆挖捐偏载工况
铲斗挖捆对称激荷工况
铲斗挖插偏裁工况
捷升止动工况
下降止动工况
回转制动工说
下降冲击作业T.况
永平挖掘对称载荷工说
水平挖掘僧载工况
纵向前倾工况
横间前倾工况
斜向前倾工况
期向后顿工况
横向后倾工况
转弯行驶工况
GB 9141--88
表 A4动态应力试验丁况表
乱。要求充分发挥挖摄能力，
b. 对称载荷工说为铲斗对称切削物料;偏载工况为用铲斗左,右一测不大于 1/4 斗宽切削刃切削物料(下同)要求充分发挥挖摄能力
要求充分发挥挖掘能力
日.铲斗装满物料或额定重量，
b.铲斗由最低位置快速上升至高位置前切断油路为提升止动：
e.铲斗由最高位置快速下降至最低位置（可以是地面)前切断油路为下降止动
a.铲斗装满物料或定重世;
b. 工作装置水乎全伸;
c.以最快速度左向回转90\突然制动，再右向回转90°窦然制动
反铲工作装置全伸;铲斗与斗杆液压红闭锁,动臂液压缸工作：空斗由最高位置下降冲击地面，地面硬度不低于级土
仅适用于有水平挖掘功能的展带式正铲挖掘机。铲斗斗齿(刃)接地,斗的切前角为 30°;铲斗与动臂液压医征闭镇,斗杆液压缸由全缩位置至全伸状态进行水平切削作业a.挖摘作业造成后轮(或履带后部)离地或离地趋势称前倾
b,工作获查与行驶方向平行为纵向,垂点为横向（下同)；c. 斜向仅适用于轮胎式挖掘机,工作装置在支腿上方(下同）
铲斗顶地造成前轮或前部履带离地，称后倾a.仅适用于理带式挖握机
b.转弯试验场地应符合行驶路面状况要求，C.左展带制动右最带驱动或右腰带制动左履带驱动为左转弯或右转弯,各转半圈
被试构件
工作装置
及转台
车架、桥
壳、支
及履带
·序号
作业工况名称
直线行驶越障工况
样机型号：
试验日期：
试验位置:铲斗液压征长度
斗杆液压缸长度
动臂液压缸长度
应变片
第一次
灵敏阻值初读数
GB 9141-88
续表 A4
a.行驶路面及设建方法应对合3.1.1.2规定b. 轮胎式挖掘机越障高度为最小离地间隙的 0. 5 倍:测量参数包括平均速度！
c.展带式挖掘机的越障高度为 150mmm附录B
试验用表
(参考件）
表 B1结构静态应力表
出广编号：
试验地点：
终读数
系数n
测量值
试验载荷：
第二次
初读数终读数
试验仪器：
灵敏系数：
切向力
侧向力
第三次
终读数
初读数
激量值
被试构件
车架、桥
究、支腿
及履带
变应牵
应力备
平均值修正值
MPa注
样机型号：
记录器型号：
试验工况：
测点号
构件名称
附加说明：
自重应变
GE9141—88
表B2结构动态应力表
出厂编号：
试验日期：
土壤级别：
动态应变
标定系数
本标准由城乡建设环境保护部北京建筑机械综合研究所归口。本标准由国家机械工业委员会天津工程机械研究所负责起草，应变仪型号：
试验地点：
合成应变
应变值
本标准委托国家机械工业委员会大津工程机械研究所负责解释。μa
合成应力
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