小型挖掘机司机保护结构的试验室试验

依据ISO10262：1998和GB/T19932-2005《土方机械－液压挖掘机－司机防护装置的试验室试验和性能要求》等相关标准，通过对小型挖掘机司机保护结构的实验室试验要求进行研究，研究出一种用于小型挖掘机司机保护结构试验室试验用的试验装置及试验方法。现简单介绍该实施方案，并进行部分项目的试验室试验。

1． 实施方案

(1)试验装置总体结构

用于小型挖掘机司机保护结构试验室试验装置所采用的技术方案（见图1）主要由卷扬机1试验平台2机器简易底盘3带司机保护结构的司机室4挠曲极限量DLV5拉绳位移传感器6称重传感器7千斤顶8主架体9钢丝绳10试验落锤11起重电磁铁12等组成。

图1 液压挖掘机司机安全保护结构试验室试验装置

(2)顶防护结构试验用落锤

试验验收基准I的落锤是由钢制成，带有球形的接触面且直径不大于250 mm，拥有所需的势能。为了获得所需的能量，参照GB/T19932-2005标准中8.1和图2决定质量和下落高度值。对于验收基准I，确定试验落锤典型的质量为46 kg。

试验验收基准II的落锤由钢制成，为了获得所需的能量，参照GB/T19932-2005标准中8.1和图2决定质量和下落高度值。验收基准II典型的质量为227 kg。但验收基准II不适用于质量等于或小于6000 kg的小型挖掘机。

顶防护结构的保护特性是通过司机室或保护结构的耐冲击能力来评定。保护结构的任何部位在下列能量基准下的初次或以后的撞击下不得侵入挠曲极限量（DLV）。

验收基准I：吸收的能量为1365J

验收基准II：吸收的能量为11600J

如果顶保护结构被落锤穿透或侵入DLV，该顶保护结构就被认为是试验不合格。

图2 DLV模型

图3 座椅标定点（SIP）

(3)试验室试验的仪器设备

司机前保护结构和倾翻保护结构(TOPS)试验室试验所需的仪器设备有：EPEC2028型控制器1，AT3000型显示屏、BHR-4型称重传感器、GWS100-Z型拉绳位移传感器、CLL-5010型千斤顶和PS80型手动泵。

司机顶保护结构(FOPS)试验室试验所需的仪器设备有：JKL1型卷扬机和MW04-22T型起重电磁铁。

图4 落锤试验装置

图5 冲击前落锤落点位置的确定

图6 落锤冲击后的凹痕

2． 山河智能SWE38型挖掘机司机防护结构部分项目试验

(1)SWE38型挖掘机司机室试验

机器的最大质量M=3800 kg。

DLV的位置由图2和3确定。图2为DLV模型和具有司机保护结构的驾驶室骨架中的相对位置图，图3为座椅标定点（SIP）相对于具有司机保护结构的驾驶室骨架的位置图。

(2)依据国家标准确定部位检测项目检测指标

前保护结构吸收能量U1=700J。

顶保护结构吸收能量为1365J。

倾翻保护结构侧向加载吸收能量为3879J

(3)检测过程及结果

①前保护结构检测

前保护结构能量吸收检测时，通过试验检测数据采集程序自动记录的法向载荷与加载点位移的关系见表1。

当法向载荷为13.6 kN，加载点法向位移为64.9 mm时，前部保护结构吸收的总能量达到767.8 J，满足试验指标700 J，前保护结构的任何部分均未侵入DLV。因此，试验结论为前保护结构合格。

②FOPS检测

顶保护结构落锤冲击试验(见图4~图7)依据标准ISO10262：1998《土方机械－液压挖掘机－司机保护结构实验室试验和性能要求》，落锤质量为46 kg，落锤冲击能量为1365 J。结果冲击点垂直方向最大残余变形为8 mm，顶保护结构未被穿透，顶保护结构的任何部分均未侵入DLV，顶保护结构合格。

③TOPS侧向加载试验

倾翻保护结构侧向加载结束状态见图8

图7 变形后的FOPS与DLV的距离

图8　倾翻保护结构加载结束状态

通过试验检测数据采集程序自动记录的侧向载荷与加载点侧向位移的关系见表2。

当侧向载荷为46.3 kN，侧向位移为120 mm时，TOPS变形吸收的总能量为3903.6 J，满足试验指标3879 J，TOPS任何部分的变形部位均未侵入DLV。

该小型挖掘的司机保护结构达到国家标准要求，司机保护结构合格。

(作者地址：湖南省长沙市  湖南山河智能机械股份有限公司技术中心  410100)