一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法

摘要

本发明提供一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法，其中强夯式起重机臂架反弹测试装置包括：绳索和拉力传感器；所述绳索的一端连接于臂架顶部，另一端固定于地面；所述拉力传感器连接于所述绳索两端之间，用于对臂架施加于所述绳索的拉力进行检测。本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，将拉力传感器连接于绳索两端之间，绳索的两端分别固定于臂架顶部和地面，可直观的通过拉力传感器获得夯锤脱钩时臂架施加于绳索上的拉力数据，进而获得臂架的反弹数据，这种装置简单，不需要增加其他特制的试验台及工装，操作方便，而且设备成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法。

背景技术

现有的履带式强夯机大多由履带起重机改装而来，夯锤脱钩后，臂架不可避免地产生反弹，做一个振幅较大的反复振动，随着能量消耗，逐渐停止振动。在夯锤释放瞬间，臂架反弹产生晃动，这时设于臂架后侧的防后倾杆和防后倾弹簧起到抑制臂架晃动的减振作用。臂架在夯锤释放瞬间的反弹数据例如反弹量和反弹力，是影响臂架寿命的重要因素，所以能够得到量化反弹数据很有必要。

现有技术中，目前常用的反弹量的测试方法之一是在防后倾弹簧支架预先画好刻度线，用高速摄像机拍摄夯锤脱钩的瞬间，根据视频读取弹簧最大压缩量，进而获得反弹量。但需要高速摄像机以及专业视频处理软件，价格较昂贵。对于反弹力的测试，现有技术中往往需要特制试验台及工装，同样存在成本较高，操作不便的问题。

目前现有技术存在反弹数据测试不直观，设备昂贵，操作不便的问题。

发明内容

本发明提供一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法，用以解决现有技术中反弹数据测试不直观，设备昂贵，操作不便的问题。

本发明提供一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，包括：绳索和拉力传感器；所述绳索的一端连接于臂架顶部，另一端固定于地面；所述拉力传感器连接于所述绳索两端之间，用于对臂架施加于所述绳索的拉力进行检测。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，还包括位移传感器，所述位移传感器连接于臂架后部的防后倾弹簧的支架上，用于对防后倾弹簧的伸缩量进行检测。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，所述防后倾弹簧的两端分别连接有支架，其中顶端的支架转动连接于臂架后部，底端的支架通过防后倾杆连接于车架平台。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，所述绳索与脱钩器钢丝绳之间存在间隙；所述臂架的根部转动连接于车架平台，所述绳索与所述臂架根部的转动轴向垂直。

本发明还提供一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，基于上述任一所述的强夯式起重机臂架反弹测试装置，包括：

设置绳索对臂架顶部进行牵引固定，并在绳索两端之间设置拉力传感器；

获取夯锤脱钩时拉力传感器所检测到的拉力数据；

根据所述拉力数据获得臂架上的反弹力数据。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，还包括：

在臂架后部的防后倾弹簧的支架上设置位移传感器，对防后倾弹簧的伸缩量进行检测；

获取夯锤脱钩时位移传感器所检测到的位移数据；

根据所述位移数据获得臂架的反弹量数据。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，根据所述位移数据获得臂架的反弹量数据具体包括：

根据所述位移数据获得最大位移值；

根据最大位移值获得臂架的最大反弹量。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，根据所述拉力数据获得臂架上的反弹力数据具体包括：

根据所述拉力数据获得最大拉力值；

根据最大拉力值获得臂架上的最大反弹力矩。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，根据最大拉力值获得臂架上的最大反弹力矩具体包括：

通过绳索的位置参数以及臂架根部铰点的位置参数分析获得力臂；

根据力臂和最大拉力值，获得臂架上的最大反弹力矩。

根据本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法，力臂通过以下公式获得：

其中：L为力臂；H是臂架顶部绳索固定点到臂架根部铰点的垂直距离；A是臂架根部铰点到臂架顶部绳索固定点的水平距离；B是臂架顶部绳索一端到绳索另一端地面固定点的水平距离。

本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法，通过将拉力传感器连接于绳索两端之间，绳索的两端分别固定于臂架顶部和地面，可通过拉力传感器直观的获得夯锤脱钩时臂架施加于绳索上的拉力数据，进而获得臂架的反弹数据，这种装置简单，不需要增加其他特制的试验台及工装，操作方便，而且设备成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的强夯式起重机臂架反弹测试装置示意图；

图2是本发明提供的臂架后部位移传感器安装位置局部放大图；

附图标记：

1：臂架； 2：臂头； 3：绳索；

4：拉力传感器； 5：地面固定点； 6：车架平台；

7：臂架根部铰点； 8：脱钩器钢丝绳； 9：夯锤；

10：位移传感器； 11：防后倾弹簧； 12：支架；

13：防后倾杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图2描述本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试装置及方法。

图1是本发明提供的强夯式起重机臂架反弹测试装置示意图，如图所示，一种强夯式起重机臂架反弹测试装置，包括：绳索3和拉力传感器4；绳索3的一端连接于臂架顶部，即绳索3的一端系于臂架顶部，对臂架的顶部进行牵引固定。绳索3的另一端固定于地面，即在给绳索3施加一定拉力时绳索3不会脱离地面固定点5。拉力传感器4连接于绳索3两端之间，具体来说，拉力传感器4连接于绳索3两端之间固定后，对绳索3施加一定拉力时拉力传感器4不会随拉力的变化在绳索3两端之间移动。但是本发明实施例中拉力传感器的位置并不是固定不变的，可以在绳索3两端的中间位置，也可以在靠近臂架顶部的任一位置，也可以是靠近地面固定点5的任一位置，此处不做具体限定。在对臂架1施加一定拉力时，拉力传感器4可以检测出绳索3的实时拉力数据。

在一个优选实施例中，拉力传感器4连接于外部数据采集仪，此处连接可以是有线连接也可以是无线连接，此处不做具体限定。拉力传感器4实时采集夯锤9脱钩瞬间臂架1作用在绳索3的向后反弹力，数据采集仪的连接可以直接读取实时拉力数据，减少人工读取和输入，降低误差，提高工作效率。

本发明实施例中，主要是通过拉力传感器连接于绳索两端之间，绳索的一端连接于臂架顶部，另一端固定于地面，可通过拉力传感器直观的获得夯锤脱钩瞬间臂架反弹时施加于绳索上的实时拉力数据，这种装置简单，不需要增加其他特制的试验台及工装，采集数据频率高，操作方便，而且设备成本低。

在一个实施例中，绳索3的一端连接于臂架顶部的臂头2上。绳索3与脱钩器钢丝绳8之间存在一定的间隙，具体来说就是绳索3不和脱钩器钢丝绳8产生干涉，干涉会影响拉力传感器4的检测数据，导致检测数据不准确。但是本发明实施例中绳索3的连接位置不仅限于臂架顶部的臂头上，可以是臂架顶部的任一位置，此处不做具体限定，保证在给绳索施加一定拉力时绳索3稳定连接于臂架顶部，且绳索与脱钩器钢丝绳8之间互不干涉即可。

在一个实施例中，臂架的根部转动连接于车架平台6，在没有绳索3牵引的情况下，夯锤9脱钩瞬间臂架1受力向后反弹时可以绕臂架根部的转动轴向转动。其中，臂架根部的转动轴向和绳索3垂直，这样在夯锤9脱钩时臂架1和绳索3受力时不会发生扭转，有利于提高反弹力数据测试的准确性，且在一定程度上延长了臂架1和绳索3的使用寿命。具体的，臂架的根部与车架平台6之间可通过销轴实现转动连接，绳索3垂直于销轴的轴向设置。在另一个实施例中，臂架的根部也可通过铰链等结构实现与车架平台6的转动连接，具体连接结构不做限定。

在一个优选实施例中，绳索3为钢丝绳，钢丝绳具有弹性小、强度高和自重轻的性能，在对钢丝绳施加力的时，钢丝绳自身性能对拉力的影响较小，不会因受力突然断裂，工作可靠。在另一个实施例中，绳索3选择镀锌钢丝绳，但是本发明实施例中钢丝绳并不仅限于此，可以是不锈钢钢丝绳或者其他种类钢丝绳，满足机械性能要求即可。本发明实施例中，绳索并不仅限于钢丝绳，也可以是满足性能要求的其他绳索例如缆绳或链条等。另外，本发明实施例对于绳索的直径也不做具体限定，可以根据具体情况进行选择。

图2是本发明提供的臂架后部位移传感器安装位置局部放大图，结合图1，一种强夯式起重机臂架反弹测试装置还包括位移传感器10，位移传感器10连接于臂架后部的防后倾弹簧的支架12上。防后倾弹簧11的两端分别连接有支架12，其中防后倾弹簧11顶端的支架12转动连接于臂架后部，例如可通过销轴等进行转动连接。具体来说，当夯锤9脱钩后臂架1反弹产生晃动挤压防后倾弹簧11时，臂架可相对防后倾弹簧11顶端的支架12进行转动，避免防后倾弹簧10因挤压产生变形影响位移传感器10的检测数据。防后倾弹簧11底端的支架12通过防后倾杆13连接于车架平台6，此处的连接可以选择焊接或铆接，此处的连接方式不做具体限定，保证支架12稳定连接于车架平台6即可。

在一个优选实施例中，位移传感器10与外部的数据采集仪相连，位移传感器10与外部的数据采集仪的连接可以是有线连接也可以无线连接，此处不做具体限定。位移传感器10主要用于获取夯锤9脱钩瞬间臂架开始晃动到完全停止的整个过程中防后倾弹簧11的伸缩量的实时数据，采样频率高，通过数据采集仪录入，减少人力成本，降低误差，提高工作效率。

本发明实施例中，位移传感器采集频率高，可以通过数据采集仪实时采集夯锤脱钩瞬间臂架开始摆动到完全停止期间的防后倾弹簧实时的伸缩量数据，这种装置简单，可操作性强，而且成本低。

在一个优选实施例中，位移传感器10为拉线式位移传感器，拉线式位移传感器尺寸小，结构紧凑，行程范围大。但是本发明实施例中对于位移传感器不做具体限定，可以是其他位移传感器如直线位移传感器等。

本发明实施例中，主要是通过设于绳索两端之间的拉力传感器实时检测夯锤脱钩瞬间臂架开始晃动到完全停止过程中的实时拉力数据。利用连接于臂架后部的防后倾弹簧的支架上的位移传感器，实时检测夯锤脱钩瞬间臂架开始晃动到完全停止过程中的防后倾弹簧的实时伸缩量。需要说明的是在检测反弹量时，需要拆除绳索顶端或者两端全部拆除，避免绳索的拉力或者重力对反弹量测试产生不必要的影响。在对反弹力进行检测时可以拆除位移传感器也可以保留，不做具体要求。

下面对本发明提供的一种强夯式起重机臂架反弹测试方法进行描述，下文描述的强夯式起重机臂架反弹测试方法与上文描述的强夯式起重机臂架反弹测试装置可相互对应参照。

在一个实施例中，设置绳索3对臂架顶部进行牵引固定，并且绳索3两端之间设置拉力传感器4。获取夯锤9脱钩瞬间臂架开始晃动到完全停止过程中拉力传感器4检测到的实时拉力数据，根据获得的拉力数据获得臂架1上与实时拉力数据对应的反弹力数据。

本发明实施例中，通过拉力传感器获取夯锤脱钩瞬间臂架开始晃动到完全停止过程中拉力传感器检测到的实时拉力数据，根据实时拉力数据获得量化的反弹力数据。

进一步地，本实施例提供的强夯式起重机臂架反弹测试方法还包括：根据反弹力数据对臂架、臂架顶部结构以及臂架根部的连接中的至少一个进行优化；使得检测获得的反弹力数据在臂架的承受范围内。反弹力数据的量化帮助强夯式起重机臂架、臂架顶部结构以及臂架根部的连接的选择和设计优化。在不同的应用场景臂架和臂架顶部结构的要求是不同的，可根据具体情况优化臂架和臂架顶部结构，或优化臂架根部的连接，提升强度和动刚度性能。

在一个实施例中，在臂架后部的防后倾弹簧的支架12上设置有位移传感器10，实时检测防后倾弹簧11的伸缩量。获取夯锤9脱钩的瞬间臂架1开始晃动到完全停止过程中位移传感器10检测到的防后倾弹簧11的实时伸缩量，即实时位移数据。根据检测到的实时位移数据获得臂架1上与实时伸缩量对应的实时反弹量数据。

在一个实施例中，根据位移数据获得臂架的反弹量数据进一步包括：根据检测到的实时位移数据获得最大的位移值；根据最大的位移值获得臂架的最大反弹量。

本发明实施例中，通过位移传感器获取夯锤脱钩的瞬间臂架开始晃动到完全停止过程中位移传感器检测到的防后倾弹簧的实时位移数据，根据实时位移数据获得量化的反弹量数据。

进一步地，本实施例提供的强夯式起重机臂架反弹测试方法还包括：根据反弹量数据对臂架以及臂架后部防后倾结构中的至少一个进行优化；使得反弹量数据满足性能要求。当夯锤脱钩后臂架向后反弹，反弹量过大时防后倾弹簧的支架和臂架会发生碰撞，造成防后倾机构以及臂架的损坏，甚至会造成整个起重机的不稳定以及倾倒的危险。最大反弹量可以帮助检测臂架和防后倾机构是否满足要求，不满足时可根据量化的反弹量数据结合刚度和动刚度对防后倾机构和臂架结构进行优化，同时也可以避免过度满足性能，造成资源浪费。

在一个实施例中，根据拉力数据获得臂架上的反弹力数据具体包括：根据实时拉力数据获得最大的拉力值，根据最大拉力值获得臂架根部铰点7例如销轴处的最大反弹力矩。其中，最大反弹力矩是最大反弹力和力臂L的乘积。其中，力臂L是通过绳索3的位置参数和臂架根部铰点7的位置参数分析获得；最后通过力臂L和最大拉力值得到臂架上的最大反弹力矩。

在一个实施例中，力臂可以通过以下公式获得：

其中：L为力臂；H是臂架顶部绳索固定点到臂架根部铰点7的垂直距离；A是臂架根部铰点7到臂架顶部绳索固定点的水平距离；B是臂架顶部绳索3一端到绳索3另一端地面固定点5的水平距离。在此公式中，结合图1，根据臂架根部铰点7、臂架顶部绳索3固定点以及绳索3的地面固定点5之间的位置关系，忽略臂架根部铰点与地面之间的距离，经过计算获得该力臂L，误差在允许范围内。臂架根部铰点7是指将臂架1和车架平台6连接点。在一个优选实施例中臂架1和车架平台6通过销轴连接，使臂架1和车架平台6之间围绕销轴进行转动，保证夯锤脱钩后臂架能够进行反弹。

本发明实施例中，通过绳索对臂架顶部进行牵引固定，并在绳索两端之间设置拉力传感器；通过在防后倾弹簧的支架上设置位移传感器。此装置可直观的通过拉力传感器或位移传感器获得夯锤脱钩瞬间的实时拉力数据或防后倾弹簧的伸缩量，进而获得反弹力或者反弹量的实时数据，不需要增加其他特制的试验台及工装，装置简单，操作方便，而且设备成本低。同时反弹力和反弹量的量化可以帮助选择合适的强夯式起重机臂架、防后倾机构以及臂架顶部，在出现问题时可以根据量化数据对臂架、防后倾机构以及臂架顶部的至少一个结构进行优化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。