GB/T 33941.3-2017 土方机械 结构件应力测试方法 第3部分：装载机、挖掘机和挖掘装载机的工作装置和附属装置

　　ICS 53 . 100 P 97

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33941 . 3—2017

　　土方机械 结构件应力测试方法

　　第 3 部分：装载机、挖掘机和挖掘装载机

　　的工作装置和附属装置

　　Earth-movingmachinery—Structurestresstestmethod—

　　Part3：Equipmentsandattachmentsofloaders，excavatorsandbackhoeloaders

　　2017-10-14 发布 2018-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　前 言

　　GB/T 33941《土方机械 结构件应力测试方法》分为 3 个部分：

　　— 第 1 部分：通则;

　　— 第 2 部分：轮胎式装载机机架;

　　— 第 3 部分：装载机、挖掘机和挖掘装载机的工作装置和附属装置。

　　本部分为 GB/T 33941 的第 3 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国机械工业联合会提出。

　　本部分由全国土方机械标准化技术委员会(SAC/TC 334)归口 。

　　本部分负责起草单位：厦门市产品质量监督检验院[国家场(厂)内机动车辆质量监督检验中心]、三一重机有限公司、天津工程机械研究院。

　　本标准参加起草单位：福建晋工机械有限公司、厦门藤田重工有限公司。

　　本部分主要起草人：黄志强、俞宏福、陈良、李晖、赵家宏、尚海波、倪栋、杨毅梅。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　土方机械 结构件应力测试方法

　　第 3 部分：装载机、挖掘机和挖掘装载机

　　的工作装置和附属装置

　　1 范围

　　GB/T 33941 的本部分规定了装载机、挖掘机和挖掘装载机的工作装置和附属装置进行应力测试的测试仪器及设备/设施、测试条件、测试点及贴片形式、测试步骤、数据处理和测试报告等。

　　本部分适用于 GB/T 8498 所定义的装载机、挖掘机和挖掘装载机(以下简称机器)的工作装置和附属装置应力的测试。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 6572 土方机械 液压挖掘机 术语和商业规格

　　GB/T 7586—2008 液压挖掘机 试验方法

　　GB/T 10168 土方机械 挖掘装载机 术语和商业规格

　　GB/T 10175 . 2—2008 土方机械 装载机和挖掘装载机 第 2 部分：掘起力和最大提升高度提升能力的测试方法

　　GB/T 13332—2008 土方机械 液压挖掘机和挖掘装载机 挖掘力的测定方法

　　GB/T 18577 . 2 土方机械 尺寸与符号的定义 第 2 部分：工作装置和附属装置

　　GB/T 21154—2014 土方机械 整机及其工作装置和部件的质量测量方法

　　GB/T 21941 土方机械 液压挖掘机和挖掘装载机的反铲斗和抓铲斗 容量标定

　　GB/T 21942 土方机械 装载机和正铲挖掘机的铲斗 容量标定

　　GB/T 25604 土方机械 装载机 术语和商业规格

　　GB 25684 . 5 土方机械 安全 第 5 部分：液压挖掘机的要求

　　GB/T 33941 . 1—2017 土方机械 结构件应力测试方法 第 1 部分：通则

　　JB/T 3688.3—1998 轮胎式装载机 试验方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 6572 、GB/T 10168 、GB/T 18577 . 2 、GB/T 21154—2014 、GB/T 25604 、GB 25684 . 5 和GB/T 33941 . 1—2017 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　主机 basemachine

　　机器不带有工作装置或附属装置，但配备有安装工作装置或附属装置所必需的连接件，如需要，可配备司机室或机棚和司机保护结构。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　见图 1 。

　　[GB/T 21154—2014,定义 3 . 1 . 1]

　　3.2

　　工作装置 equipment

　　为执行基本的设计功能，安装在主机(允许有附属装置)上的一组零部件。 装载部分工作装置一般由提升臂、提升液压缸、铲斗液压缸、连杆、摇臂等构成;挖掘部分工作装置一般由短动臂、中间动臂、动臂液压缸、斗杆、斗杆液压缸、铲斗液压缸、摇杆、铲斗连杆、附属装置支架等构成。

　　见图 1 。

　　[改写 GB/T 21154—2014,定义 3 . 1 . 2]

　　3.3

　　附属装置 attachment

　　为特定用途，可安装在主机或工作装置上的一组零件总成，装载部分附属装置为铲斗;挖掘部分附属装置为反铲斗。

　　见图 1 。

　　[改写 GB/T 21154—2014,定义 3 . 1 . 4]

　　说明：

　　1 — 铲斗;

　　2 — 提升臂;

　　3 — 摇臂;

　　4 — 提升液压缸;

　　5 — 铲斗液压缸;

　　6 — 动臂;

　　7 — 斗杆;

　　8 — 铲斗液压缸;

　　9 — 摇杆;

　　10 — 反铲斗连杆;

　　11 — 反铲斗。

　　注 ：以挖掘装载机为例。

　　图 1 主机、工作装置和附属装置的定义图示

　　3.4

　　正载和偏载 normalloadandpartialload

　　机器作用力测试时，液压缸产生的力通过(反)铲斗施加在载荷传感器上，载荷传感器产生的反作用力位于(反)铲斗的对称中心轴线上为正载;载荷传感器沿 Y 轴平移至距对称中心轴线 L/4(L 为铲斗宽度)以上在铲斗产生的反作用力，即为偏载。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　4 测试仪器及设备/设施

　　应符合 GB/T 33941 . 1—2017 第 5 章的规定。

　　5 测试条件

　　5 . 1 -般要求

　　应符合 GB/T 33941 . 1—2017 第 6 章的规定。

　　5 . 2 其他要求

　　5 . 2 . 1 切进力工况测试时，轮胎与地面间的附着系数应不小于 0 . 7 。

　　5 . 2 . 2 装载作业工况测试的试验场地应符合 JB/T 3688.3—1998 的规定。

　　5 . 2 . 3 挖掘作业工况测试的试验场地应符合 GB/T 7586—2008 的规定，试验场地土壤密度应不低于1 800 kg/m3 , 宜选择 1 800 kg/m3 ~2 000 kg/m3 的土壤。

　　6 测试点及贴片形式

　　6 . 1 -般要求

　　应符合 GB/T 33941 . 1—2017 第 7 章的规定。

　　6 . 2 典型工作装置/附属装置测试点选择

　　6 . 2 . 1 装载装置测试点选择

　　典型的装载装置测试点布置参见附录 A 中图 A. 1 所示。

　　6 . 2 . 2 挖掘装置测试点选择

　　典型的挖掘装置测试点布置参见图 A. 2 所示。

　　7 测试步骤

　　7 . 1 -般要求

　　应符合 GB/T 33941 . 1—2017 第 8 章的规定。

　　7 . 2 自重应力测试

　　7 . 2 . 1 -般要求

　　每次测试前应对工作装置的自重应力进行测试。

　　7 . 2 . 2 装载装置自重应力测试

　　将机器停放在平整的水平地面，铲斗平放着地，液压缸卸载，使装载装置的自重载荷施加在地面上，将应变仪调零。

　　注：此时基准应变值 εi0为 0 。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　7 . 2 . 3 挖掘装置自重应力测试

　　将机器停放在平整的水平地面，反铲斗在靠近机架处着地，液压缸卸载，使挖掘装置的 自重载荷施加在地面上，将应变仪调零。

　　7 . 3 静态应力测试

　　7 . 3 . 1 装载装置部分

　　7 . 3 . 1 . 1 掘起力工况测试

　　7 . 3 . 1 . 1 . 1 -般要求

　　7 . 3 . 1 . 1 . 1 . 1 机器工作装置应符合 GB/T 21154—2014 的规定，铲斗应符合制造厂指定的标准配置，铲斗空载。

　　7 . 3 . 1 . 1 . 1 . 2 掘起力测试程序按 GB/T 10175 . 2—2008 中 6 . 2 的规定 。

　　7 . 3 . 1 . 1 . 2 正载掘起力工况测试

　　按 GB/T 10175 . 2—2008 中 6 . 3 的规定，在提升液压缸和铲斗液压缸产生最大掘起力时采集各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 1 . 1 . 3 偏载掘起力工况测试

　　将测量传感器上通过钢索或其他装置的反作用力作用线移至铲斗的偏载位置(见图 2 所示)，并记录偏载距离 x，按 7 . 3 . 1 . 1 . 2 的方法进行。

　　单位为毫米

　　图 2 偏载掘起力工况测试作用线位置示意图

　　7 . 3 . 1 . 2 切进力工况测试

　　7 . 3 . 1 . 2 . 1 -般要求

　　机器工作装置应符合 GB/T 21154—2014 的规定，铲斗应符合制造厂指定的标准配置，铲斗空载。

　　7 . 3 . 1 . 2 . 2 正载切进力工况测试

　　机器停放在平整的水平地面，铰接转向的机器装载机前、后车架机架应处于直线位置，先将铲斗平放在基准地平面上，操纵提升液压缸，使切削刃的底面水平放置离地面 50 mm~100 mm,在切削刃刀

　　口与挡墙之间安装载荷传感器(见图

　　3 所示)。

　　GB/T

　　3394 1 . 3—20 17

　　单位为毫米

　　说明：

　　1 — 载荷传感器;

　　2 — 挡墙。

　　图 3 典型的试验布置图 — 切进力测试

　　7 . 3 . 1 . 2 . 3 偏载切进力工况测试

　　载荷传感器安装位置移至铲斗的偏载位置(见图 4 所示)，并记录偏载距离 x，按 7 . 3 . 1 . 2 . 2 的方法进行。

　　图 4 偏载切进力工况测试载荷传感器位置示意图

　　7 . 3 . 1 . 2 . 4 测试要求

　　具有全轮驱动的机器，应处于全轮驱动状态。 有挡位的机器，挡位一般处于前进最低档位置。 采集发动机油门处于最大位置进行切进时各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 2 挖掘装置部分

　　7 . 3 . 2 . 1 挖掘力工况测试

　　7 . 3 . 2 . 1 . 1 -般要求

　　测试方法按 GB/T 13332—2008 的规定。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　7 . 3 . 2 . 1 . 2 正载挖掘力工况测试

　　按 GB/T 13332—2008 中 4 . 8 . 2 和 4 . 8 . 3 的规定，在斗杆液压缸产生最大挖掘力、铲斗液压缸产生最大挖掘力时采集各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 2 . 1 . 3 偏载挖掘力工况测试

　　将载荷传感器安装位置移至铲斗偏载位置(见图 5 所示)，并记录偏载距离 x，按 7 . 3 . 2 . 1 . 2 的方法进行。

　　图 5 偏载挖掘力工况测试作用线位置示意图

　　7 . 3 . 2 . 1 . 4 测试要求

　　在机器产生最大挖掘力时采集各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 2 . 2 回转力矩工况测试

　　7 . 3 . 2 . 2 . 1 挖掘机应在 GB/T 7586—2008 中 9 . 1 . 1 规定的状态进行测试。

　　7 . 3 . 2 . 2 . 2 按 GB/T 7586—2008 中 9 . 3 . 3 的规定，在产生最大回转力时采集各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 3 台架静态测试

　　将工作装置安装在结构件加载试验台架上，模拟机器工作实际外载荷对工作装置进行加载(参见附录 B),采集施加最大载荷时各测试点的应变值。

　　7 . 3 . 4 测试结果

　　每种工况每组各测量 3 次，测试记录参见附录 C表 C. 1~表 C. 4 。

　　7 . 4 动态应力测试

　　7 . 4 . 1 作业工况测试

　　7 . 4 . 1 . 1 机器按 JB/T 3688.3—1998 中 4 . 18 . 2 规定的试验方法进行装载作业，采集各测试点的动态应变数据，每次数据采集应至少完成一个作业周期或依据数据统计需求确定。

　　7 . 4 . 1 . 2 机器按 GB/T 7586—2008 中 20 . 1 . 3 或 20 . 2 . 3 规定的试验方法进行挖掘作业，采集各测试点的动态应变数据，每次数据采集应至少完成一次挖掘循环。

　　7 . 4 . 1 . 3 对于装有装载装置和挖掘装置的挖掘装载机，其两个装置的作业工况应分别按 7 . 4 . 1 . 1 和

　　7 . 4 . 1 . 2 的规定进行，作业过程中未工作的装置应按规定锁定。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　7 . 4 . 2 挖掘机特殊工况测试

　　7 . 4 . 2 . 1 回转制动工况测试

　　7 . 4 . 2 . 1 . 1 挖掘机应在 GB/T 7586—2008 中 9 . 1 . 1 规定的状态，铲斗空载及满载进行左回转和右回转制动试验。

　　7 . 4 . 2 . 1 . 2 上部结构按输入的最大回转指令，从静止位置旋转到 180°的回转平台回转速度时，启动回转行车制动器，使上部结构从作业回转速度减速到完全停止。

　　7 . 4 . 2 . 1 . 3 采集各测试点的动态应变数据，每次数据采集应至少完成一个从静止开始至停止的过程。

　　7 . 4 . 2 . 2 履带式挖掘机行驶机构内阻力矩工况测试

　　按 GB/T 7586—2008 中 23 . 3 的规定，采集各测试点的动态应变数据，每次数据采集应至少完成 一个履带从静止至运动的过程。

　　7 . 4 . 3 台架动态测试

　　将工作装置安装在动态加载试验台上，选取机器实际作业工况的载荷谱进行模拟加载测试，采集测试过程各测试点的动态应变数据。

　　7 . 4 . 4 测试结果

　　每种工况每组测量 3 次，测试记录参见表 C. 5~表 C. 9,并绘制应力、应力幅值、应力均值与时间、频次等有关曲线或图表。

　　8 数据处理

　　应符合 GB/T 33941 . 1—2017 第 9 章的规定。

　　9 测试报告

　　9 . 1 -般要求

　　测试报告除应标明 GB/T 33941 . 1—2017 第 10 章的规定内容外还应标明以下信息：

　　a) 发动机转速，单位为转每分钟(r/min) ;

　　b ) 作用力或载荷情况，单位为(千)牛顿[(k)N] ;

　　c) 液压系统(缸)压力，单位为兆帕(MPa) ;

　　d) 液压油温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　e) 液压缸活塞杆位移，单位为毫米(mm) ;

　　f) 作业周期、挖掘循环及作业形式;

　　g) 土壤情况等。

　　9 . 2 履带式机器

　　对于履带式机器除应标明 9 . 1 规定的内容外还应增加以下信息：

　　a) 履带板形式;

　　b ) 最大宽度(履带板)w1 , 单位为米(m) ;

　　c) 轨距 w 2 , 单位为米(m) ;

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　d) 履带板宽度 W4,单位为米(m) ;

　　e) 接地长度 L1 , 单位为米(m) ;

　　f) 配重(必要时)，单位为千克(kg)。

　　9 . 3 轮胎式机器

　　对于轮胎式机器除应标明 9 . 1 规定的内容外还应增加以下信息：

　　a) 轮距 W3(若前、后不同，应分别给出)，单位为米(m) ;

　　b) 轴距 L3 , 单位为米(m) ;

　　c) 轮胎规格;

　　d) 轮胎充气压力，单位为千帕(kPa) ;

　　e) 配重(必要时)，单位为千克(kg)。

　　9 . 4 试验用属具

　　试验时需要特定属具时应给出以下信息：

　　— 形式;

　　— 额定参数(铲斗额定容量应符合 GB/T 21941 和 GB/T 21942 的规定);

　　— 质量，单位为千克(kg)。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　典型工作装置测试点示意图

　　A.1 典型的装载装置测试点布置见图 A. 1 所示。

　　说明：

　　1 — 提升臂;

　　2 — 销轴座。

　　━—单轴应变计贴片位置;

　　×— 多轴应变计贴片位置。

　　a)提升臂

　　说明：

　　× — 多轴应变计贴片位置。

　　b)摇臂

　　图 A.1 装载装置测试点布置图

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　A.2 典型的挖掘装置测试点布置见图 A. 2 所示。

　　说明：

　　━—单轴应变计贴片位置;

　　× — 多轴应变计贴片位置。

　　a)动臂

　　说明：

　　━—单轴应变计贴片位置;

　　× — 多轴应变计贴片位置。

　　b)斗杆

　　图 A.2 挖掘装置测试点布置图

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　附 录 B

　　(资料性附录)台架测试示意图

　　B.1 装载装置台架测试示意图见图 B. 1 。

　　说明：

　　1 — 龙门架;

　　2 — 加载油缸;

　　3 — 基础平台;

　　4 — 前支座;

　　5 — 固定平台;

　　6 — 后支座;

　　7 — 前机架;

　　8 — 工作装置/附属装置总成。

　　图 B.1 装载装置台架测试示意图

　　B.2 挖掘装置台架测试示意图见图 B. 2 。

　　说明：

　　1 — 挖掘机底盘模拟部件;

　　2 — 工作装置/附属装置总成;

　　3 — 龙门架及加载油缸总成;

　　4 — 固定平台。

　　图 B.2 挖掘装置台架测试示意图

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　测试记录表

　　C.1 掘起力工况测试记录见表 C. 1 。

　　表 C.1 掘起力工况测试记录表

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　表 C.1(续)

　　C.2 切进力工况测试记录见表 C. 2 。

　　表 C.2 切进力工况测试记录表

　　C.3 挖掘力工况测试记录见表 C. 3 。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　表 C.3 挖掘力工况测试记录表

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　C.4 回转力矩工况测试记录见表 C. 4 。

　　表 C.4 回转力矩工况测试记录表

　　C.5 作业工况测试条件记录见表 C. 5 。

　　表 C.5 作业工况测试条件记录表

　　C.6 装载作业工况测试记录见表 C. 6 。

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　表 C.6 装载作业工况测试记录表

　　C.7 挖掘作业工况测试记录见表 C. 7 。

　　表 C.7 挖掘作业工况测试记录表

　　C.8 回转制动工况测试记录见表 C. 8 。

　　表 C.8 回转制动工况测试记录表

　　C.9 行驶机构内阻力矩工况测试记录见表 C. 9 。

　　表 C.9 行驶机构内阻力矩工况测试记录表

　　GB/T 3394 1 . 3—20 17

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 8498—2008 土方机械 基本类型 识别、术语和定义