CN103674528B - 一种底架支腿疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程机械技术领域，特别涉及一种底架支腿疲劳试验装置，用于测试底架支腿的疲劳性能。本发明公开的底架支腿疲劳试验装置包括：设置于水平地面上的安装台；固定架，包括：固设于所述安装台上和/或水平地面上的至少两个支撑件，分别与各个所述支撑件跨接的横梁，底架支腿位于所述横梁和所述安装台之间，且所述底架支腿的底架与所述横梁固定连接；数个加力装置，每个所述加力装置位于所述底架支腿的一个支腿的末端，并分别与所述安装台和对应的一个所述支腿的末端固定连接；试验加载时，各个所述加力装置根据预先采集的载荷谱同时对所述底架支腿施加等效实际作业工况的拉压力，以测试所述底架支腿的疲劳性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程机械技术领域，特别涉及一种底架支腿疲劳试验装置。
背景技术
目前，在臂架类工程机械，如泵车、起重机的工作过程中，通常采用底架支腿来支撑上车，以泵车为例，其工作时是通过底架支腿来支撑上车及上车上的臂架，而泵车在输送混凝土时，因混凝土会对输送管道产生冲击而使得臂架在竖直方向和水平方向会产生低频振动，从而使得底架支腿会受到交变的作用力冲击，因而底架支腿在使用一定时间后会因疲劳损伤而出现裂纹、甚至断裂，进而会危及安全生产。
为了防止底架支腿出现上述问题，可以在底架支腿因疲劳损伤而出现裂纹或断裂之前更换新的底架支腿，因此，如何准确的测试底架支腿的疲劳性能成为当前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种底架支腿疲劳试验装置，用于测试底架支腿的疲劳性能。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种底架支腿疲劳试验装置，包括：
设置于水平地面上的安装台；
固定架，所述固定架包括：固设于所述安装台上和/或水平地面上的至少两个支撑件，分别与各个所述支撑件跨接的横梁，待试验的底架支腿位于所述横梁和所述安装台之间，且所述底架支腿的底架与所述横梁固定连接；
数个加力装置，每个所述加力装置位于所述底架支腿的一个支腿的末端，并分别与所述安装台和对应的一个所述支腿的末端固定连接；试验加载时，各个所述加力装置根据预先采集的载荷谱同时对所述底架支腿施加等效实际作业工况的拉压力，以测试所述底架支腿的疲劳性能。
优选地，每个所述加力装置包括：与所述安装台固定连接的连接板，立设于所述连接板上的加载油缸，所述加载油缸的油缸筒和油缸杆分别与所述连接板和对应的一个所述支腿的末端固定连接。
优选地，每个所述加力装置包括：
固设于所述安装台上的丝杠螺母；
枢装于所述丝杠螺母上的丝杠，所述丝杠的上端与对应的一个所述支腿的末端固定连接；
以及与所述丝杠传动连接以驱动所述丝杠产生上下方向移动的驱动电机。
较佳地，所述安装台具有多个等间距排列的T型槽。
进一步地，上述底架支腿疲劳试验装置还包括：分别与各个所述加力装置信号连接、以控制各个所述加力装置同时对所述底架支腿施加拉压力的控制器。
优选地，所述固定架还包括：分别与所述横梁和各个所述支撑件连接、以调整所述横梁与所述安装台之间距离的至少两个高度调整装置，每个所述高度调整装置对应的设置于一个支撑件上。
较佳地，每个所述高度调节装置包括：分别与所述支撑件螺纹连接且相对设置的上调节件和下调节件，所述横梁位于所述上调节件和下调节件之间，通过改变所述上调节件和所述下调节件在所述支撑件上的位置来调整所述横梁相对所述安装台的高度。
优选地，所述固定架还包括固设于所述横梁朝向所述底架的面上的联接盘，所述横梁可通过所述联接盘与所述底架固定连接。
进一步地，上述底架支腿疲劳试验装置还包括：位于所述底架和所述横梁之间，并分别与所述底架和所述横梁固定连接的联接台。
优选地，所述联接台包括：外联接环，位于所述外联接环内并与所述外联接环同轴的内联接环，以及分别与所述外联接环的下端和所述内联接环的下端固定连接的法兰；其中，所述外联接环的上端和/或所述内联接环的上端可与所述横梁固定连接，所述法兰具有可与不同规格的所述底架相连接的多组螺栓孔。
在试验准备阶段，首先将固定架固定在安装台上，然后将底架支腿移到固定架的横梁下方并将底架支腿的底架与横梁固定连接，最后在底架支腿的每个支腿的末端设置一个加力装置，每个该加力装置分别与安装台和支腿固定连接；在试验加载阶段，各个加力装置同时对各自对应的支腿施加等效实际作业工况的拉压力，即通过模拟底架支腿在实际作业工况下的受力情况，从而准确地测得底架支腿的疲劳性能。其次，还可以在底架支腿的疲劳测试过程中，找出底架支腿的设计缺陷或寿命薄弱处，从而可以据此来优化底架支腿的设计，以提高底架支腿的使用寿命。再次，本发明提供的底架支腿疲劳试验装置的结构简单，模拟加载操作简单，且可以在露天环境中进行底架支腿疲劳试验，使得更加贴近底架支腿的真实应用场合，有效地提高疲劳试验的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的底架支腿疲劳试验装置的立体图；
图2为图1的主视图；
图3a为图1中一种安装台的俯视图；
图3b为图1中一种安装台的主视图；
图3c为图3b中A区的放大图；
图4为图1中另一种安装台的俯视图；
图5为图1中另一种安装台的俯视图；
图6为图1中加力装置分别与安装台和支腿的位置关系图；
图7为图1中一种加力装置与安装台的连接关系图；
图8为图7的俯视图；
图9为图7中加载油缸的立体图；
图10为图9的剖视图；
图11为本发明具体实施例提供的底架支腿疲劳试验装置的俯视图；
图12为图11中B-B方向剖视图；
图13为图11中一种支撑件的结构示意图；
图14为图11中另一种支撑件的结构示意图；
图15为图11中一种固定架的结构示意图；
图16图11中联接台的立体图；
图17为图16的俯视图；
图18为图17中C-C方向的剖视图。
附图标记：
1-安装台，11-T型槽，2-底架支腿，
21-底架，22-支腿，3-固定架，
31-支撑件，311-上调节件，312-下调节件，
313-垫块，32-横梁，33-联接盘，
4-联接台，41-外联接环，42-内联接环，
43-法兰，5-加力装置，51-连接板，
52-螺栓，53-垫板，54-加力油缸，
541-油缸筒，542-油缸杆，55、56-油缸安装台。
具体实施方式
为了测试底架支腿的疲劳性能，本发明提供了一种底架支腿疲劳试验装置，包括：安装台，固设于安装台上的固定架，作为试验对象的底架支腿位于安装台与固定架之间并与固定架的横梁固定连接，以及设置于底架支腿的各个支腿的末端的加力装置，且加力装置与安装台固定连接，各个加力装置根据预先采集的载荷谱同时对底架支腿施加等效实际作业工况的拉压力，以测试底架支腿的疲劳性能。
本发明提供的底架支腿疲劳试验装置适用于采用底架支腿来支撑上车的臂架类工程机械，如泵车和起重机等，为了描述方便，下文将以泵车的底架支腿为试验对象进行描述。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的底架支腿疲劳试验装置的立体图；图2为图1的主视图。本发明实施例提供的底架支腿疲劳试验装置包括：
设置于水平地面上的安装台1；
固定架3，固定架3包括：固设于安装台1上和/或水平地面上的至少两个支撑件31，分别与各个支撑件31跨接的横梁32，待试验的底架支腿2位于横梁32和安装台1之间，且底架支腿2的底架21与横梁32固定连接；
数个加力装置5，每个加力装置5位于底架支腿2的一个支腿22的末端，并分别与安装台1和对应的一个支腿22的末端固定连接；试验加载时，各个加力装置5根据预先采集的载荷谱同时对底架支腿2施加等效实际作业工况的拉压力，以测试底架支腿的2疲劳性能。
具体实施时，安装台1固定水平地面上或水平地基上，用于承载固定架3和加力装置5；安装台1具体可为全钢结构、铸造结构或钢筋混凝土结构，优选采用钢筋混凝土结构；请参阅图3a、图3b和图3c，其中，图3a为图1中一种安装台的俯视图；图3b为图1中一种安装台的主视图；图3c为图3b中A区的放大图。安装台1的形状为长方体，在其上表面开设有等间距排列多个T型槽11，即安装台1具有多个等间距排列的T型槽11，以便于将固定架3和各个加力装置5固定在安装台1的不同位置上，T型槽11的尺寸以及相邻两个T型槽11之间的间距可以根据试验对象的尺寸来定。图3a所示的安装台1为一整体结构，但不限于此，安装台1的结构形状也可以采用其他形式，例如，请参阅图4，为图1中另一种安装台的俯视图；在图4中，安装台1为长方体，但在其中部有开孔，开孔的形状可以是圆形孔或方形孔，采用图4所示的安装台时，固定架3可以固定在安装台上，也可以穿过所述开孔固定在水平地面上；安装台1还可以采用分体式结构，请参阅图5，为图1中另一种安装台的俯视图；在图5中，安装台1由四块子安装台组成，安装台1分成的块数与底架支腿2的支腿22数量相对应，且每个子安装台的覆盖范围与对应支腿22的运动范围相对应。
固定架3用于固定作为试验对象的底架支腿2，包括：固设于安装台1上或水平地面上的至少两个支撑件31，横跨在各个支撑件31上的横梁32；在图1所示的实施方式中，支撑件31的数量为四个，通过多个螺栓固定在安装台1上，当然，也可以将支撑件31和安装台1做成一体结构，例如，安装台1和支撑件都采用全钢结构，可以将支撑件31和安装台1焊接为一体，又如，通过铸造的方式形成具有支撑件31的安装台1；值得一提的是，因支撑件31是整个底架支腿疲劳试验装置的力传递的终点，承载各中试验载荷，因此，支撑件31的强度足够大，较佳地，其刚度值为底架支腿刚度值的十倍或十倍以上。
继续参阅图2，上述横梁32用于联接底架支腿2，横梁32可以通过螺栓固定在各个支撑件31上，也可以通过焊接的方式焊接在各个支撑件31上。此外，横梁32刚度也要求足够大，较佳地，横梁32的刚度值是底架支腿2的刚度值的十倍或十倍以上。
在试验准备阶段，首先将固定架3固定在安装台1上或水平地面上，然后将底架支腿2移到固定架3的横梁32的下方并将底架支腿2的底架21与横梁32固定连接，最后在底架支腿2的每个支腿22的末端设置一个加力装置5，每个加力装置5分别与安装台1和支腿22固定连接；在试验加载阶段，各个加力装置5根据预先采集的载荷谱同时对底架支腿2施加等效实际作业工况的拉压力，所述载荷谱可以通过在工地实地测量以及后续数据处理后得到，各个加力装置5通过对底架支腿2进行拉压来模拟底架支腿2在实际作业工况下的受力情况，从而测得底架支腿的疲劳性能。
请参阅图6、图7、图8、图9和图10，其中，图6为图1中加力装置分别与安装台和支腿的位置关系图；图7为图1中一种加力装置与安装台的连接关系图；图8为图7的俯视图；图9为图7中加载油缸的立体图；图10为图9的剖视图。在一种优选实施方式中，每个加力装置5包括：与安装台1固定连接的连接板51，立设于连接板51上的加载油缸54，加载油缸54的油缸筒541和油缸杆542分别与连接板51和对应的一个支腿22的末端固定连接。在本实施例中，连接板51通过多个螺栓52固定在安装台1上，为了便于安装，优选地，在连接板51与安装台1之间设置一个垫板53，加载油缸54立在连接板51上，其中，加载油缸54的油缸筒541与对应的一个支腿22的末端固定连接，加载油缸54的油缸杆542与连接板51固定连接；或，加载油缸54的油缸杆542与对应的一个支腿22的末端固定连接，加载油缸54的油缸筒541与连接板51固定连接。通过控制加载油缸54的行程即可对支腿22施加拉压力，从而可以完成对底架支腿2的疲劳试验。在图10中，油缸筒541通过油缸安装台55和/或油缸安装台56与对应的一个支腿22的末端固定连接。
在上述实施方式中，加力装置5采用液压油缸为动力源，但不限于此，加力装置还可以采用如气压或电动为动力源，例如，采用电动的方式，每个加力装置5包括：固设于安装台1上的丝杠螺母；枢装于丝杠螺母上的丝杠，丝杠的上端与对应的一个支腿22的末端固定连接；以及与丝杠传动连接以驱动丝杠产生上下方向移动的驱动电机。又如，加力装置5利用导轨和滑块驱动方式，或利用齿轮和齿条驱动方式等。
为了使各个加力装置5能够同时对支架支腿2施加拉压力，优选地，上述底架支腿疲劳试验装置还包括：分别与各个加力装置5信号连接、以控制各个加力装置5同时对底架支腿2施加拉压力的控制器（图中未画出）；控制器的控制原理具体为本领域技术人员所熟知，故在此不作描述。
为了使上述底架支腿疲劳试验装置能够对多种不同规格的底架支腿进行疲劳试验，优选地，上述底架支腿疲劳试验装置具有高度可调功能，实现高度调整功能部件可以设置于安装台1、固定架3和/或底架支腿2上，具体如在安装台1上增加垫块等。
请参阅图11、图12、图13和图14，其中，图11为本发明具体实施例提供的底架支腿疲劳试验装置的俯视图；图12为图11中B-B方向剖视图；图13为图11中一种支撑件的结构示意图；图14为图11中另一种支撑件的结构示意图。优选地，上述固定架3还包括：分别与横梁32和各支撑件31连接、以调整横梁32与安装台1之间距离的至少两个高度调整装置，且每个高度调整装置对应的设置于一个支撑件上。具体地，每个高度调节装置包括：分别与支撑件31螺纹连接且相对设置的上调节件311和下调节件312，横梁32位于上调节件311和下调节件312之间，通过改变上调节件311和下调节件312在支撑件31上的位置来调整横梁32相对安装台1的高度；在试验准备阶段，首先通过旋松上调节件311和下调节件312，使横梁32可在上调节件311和下调节件312之间上下移动，然后将底架支腿2移动到横梁32的下方，并使底架21的上端与横梁32贴合，然后将底架22与横梁32固定连接，最后通过旋紧上调节件311和下调节件312，使上调节件311和下调节件312夹紧横梁32，从而使横梁32固定在支撑件31上，即完成了适合当前规格底架支腿对应的横梁32相对安装台1的高度的调整。需要说明的是，上调节件311和下调节件312的螺纹要求具有自锁功能。
为了增加下调节件312对横梁32的支撑强度，优选地，在下调节件312与支撑件之间的空隙可以添加一块或多块垫块313；可以在试验前预先制作出不同高度的垫块313备用。
在上述实施方式中，是通过手动方式来上调节件311和下调节件312在支撑件31上的位置，以此来调整横梁32相对安装台1的高度；但不限于此，还可以通过电动、液压或气动的方式来改变横梁32在支撑件31上的位置，以此调整横梁32相对安装台1的高度。
请参阅图15，为图11中一种固定架的结构示意图；上述固定架3还包括固设于横梁32朝向底架21的面上的联接盘33，横梁32可通过联接盘33与底架22固定连接。如此设计，可以在不改变横梁32在支撑件31上的位置情况下，即在横梁32与安装台1之间的距离保持不变情况下，通过不同厚度的连接盘33可以使上述底架支腿疲劳试验装置能够对多种不同规格的底架支腿进行疲劳试验。
请参阅图16、图17和图18，其中，图16图11中联接台的立体图；图17为图16的俯视图；图18为图17中C-C方向的剖视图。优选地，上述底架支腿疲劳试验装置还包括：位于底架21和横梁32之间，并分别与底架21和横梁32固定连接的联接台4。联接台4可以采用一体式结构，如铸造结构或焊接结构，优选地，联接台4采用分体式结构，包括：外联接环41，位于外联接环41内并与外联接环41同轴的内联接环42，以及分别与外联接环的下端41和内联接环42的下端固定连接的法兰43；其中，外联接环41的上端和/或内联接环42的上端可与横梁32固定连接，法兰43具有可与不同规格的底架21相连接的多组螺栓孔。安装时，联接台4的外联接环41的上端和/或内联接环42的上端与横梁32固定连接，当横梁32上设置有联接盘33时，联接台4的外联接环41的上端和/或内联接环42的上端与联接盘33固定连接，法兰43与底架21的转台法兰固定连接。
在上述实施例中，在试验准备阶段，固定架3首先固定在安装台1上，然后再将联接台4固定安装在底架21的转台法兰上，接下来将底架支腿2移到横梁32的下方，并通过联接台4与横梁32固定连接，最后将各个加力装置5分别固定安装在对应的支腿22的末端。
值得一提的是，在上述各个实施例中，加力装置5位于支腿21的下方来对支腿22施加拉压力，但不限于此，还可以将底架支腿2倒置，即将底架21与安装台1固定连接，各个加力装置分别位于对应的支腿22上方来对底架支腿2施加等效实际作业工况的拉压力，因具体测试原理及过程与上述实施方式基本相同，在此不再赘述。
综上所述，利用本发明提供的底架支腿疲劳试验装置，不仅可以测试底架支腿的疲劳性能，还可以在底架支腿的疲劳测试过程中，找出底架支腿的设计缺陷或寿命薄弱处，从而可以据此来优化底架支腿的设计，以提高底架支腿的使用寿命。此外，本发明提供的底架支腿疲劳试验装置的结构简单，模拟加载操作简单，且不受环境限制，即可以在室外露天场合对底架支腿进行疲劳试验，使得更加贴近底架支腿的真实应用场合，从而能够更准确的测得底架支腿的疲劳性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，包括：
设置于水平地面上的安装台；
固定架，所述固定架包括：固设于所述安装台上和/或水平地面上的至少两个支撑件，分别与各个所述支撑件跨接的横梁，待试验的底架支腿位于所述横梁和所述安装台之间，且所述底架支腿的底架与所述横梁固定连接；
数个加力装置，每个所述加力装置位于所述底架支腿的一个支腿的末端，并分别与所述安装台和对应的一个所述支腿的末端固定连接；试验加载时，各个所述加力装置根据预先采集的载荷谱同时对所述底架支腿施加等效实际作业工况的拉压力，以测试所述底架支腿的疲劳性能；
所述固定架还包括：分别与所述横梁和各个所述支撑件连接、以调整所述横梁与所述安装台之间距离的至少两个高度调整装置，每个所述高度调整装置对应的设置于一个支撑件上，每个所述高度调整装置包括：分别与所述支撑件螺纹连接且相对设置的上调节件和下调节件，所述横梁位于所述上调节件和下调节件之间，通过改变所述上调节件和所述下调节件在所述支撑件上的位置来调整所述横梁相对所述安装台的高度。
2.如权利要求1所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，每个所述加力装置包括：与所述安装台固定连接的连接板，立设于所述连接板上的加载油缸，所述加载油缸的油缸筒和油缸杆分别与所述连接板和对应的一个所述支腿的末端固定连接。
3.如权利要求1所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，每个所述加力装置包括：
固设于所述安装台上的丝杠螺母；
枢装于所述丝杠螺母上的丝杠，所述丝杠的上端与对应的一个所述支腿的末端固定连接；
以及与所述丝杠传动连接以驱动所述丝杠产生上下方向移动的驱动电机。
4.如权利要求1所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，所述安装台具有多个等间距排列的T型槽。
5.如权利要求1-4任一所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，还包括：分别与各个所述加力装置信号连接、以控制各个所述加力装置同时对所述底架支腿施加拉压力的控制器。
6.如权利要求1所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，所述固定架还包括固设于所述横梁朝向所述底架的面上的联接盘，所述横梁可通过所述联接盘与所述底架固定连接。
7.如权利要求1所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，还包括：位于所述底架和所述横梁之间，并分别与所述底架和所述横梁固定连接的联接台。
8.如权利要求7所述的底架支腿疲劳试验装置，其特征在于，所述联接台包括：外联接环，位于所述外联接环内并与所述外联接环同轴的内联接环，以及分别与所述外联接环的下端和所述内联接环的下端固定连接的法兰；其中，所述外联接环的上端和/或所述内联接环的上端可与所述横梁固定连接，所述法兰具有可与不同规格的所述底架相连接的多组螺栓孔。
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