本申請(qǐng)涉及鑿巖機(jī)測(cè)試，特別地，涉及一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，鑿巖機(jī)是隧道施工建設(shè)工程機(jī)械產(chǎn)品中的核心設(shè)備，其性能會(huì)直接影響到施工進(jìn)度，因此在鑿巖機(jī)出廠前需要進(jìn)行性能測(cè)試?，F(xiàn)有的測(cè)試方案中多采用擊打巖石和試驗(yàn)人員進(jìn)行加載并記錄數(shù)據(jù)，無法準(zhǔn)確記錄設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)，并且檢測(cè)項(xiàng)目單一、操作繁瑣，受人為因素影響較大，測(cè)試一致性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有鑿巖機(jī)性能測(cè)試時(shí)存在檢測(cè)項(xiàng)目單一、操作繁瑣、受人為因素影響較大，測(cè)試一致性較低的技術(shù)問題。

2、本申請(qǐng)通過如下方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，包括電控柜、控制臺(tái)、數(shù)據(jù)采集儀、液壓泵站、水泵、控制閥組、測(cè)試臺(tái)架，其中：

4、所述電控柜用于控制系統(tǒng)加載供電；

5、所述控制臺(tái)分別與所述電控柜、數(shù)據(jù)采集儀、外部電源、冷卻水和壓縮空氣提供裝置電路連接，用于根據(jù)操作人員指令控制電控柜、數(shù)據(jù)采集儀，并根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀采集的數(shù)據(jù)輸出測(cè)試報(bào)告；

6、所述數(shù)據(jù)采集儀分別與所述控制閥組、測(cè)試臺(tái)架、電控柜、控制臺(tái)電路連接，用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集；

7、所述液壓泵站與電控柜電路連接，且與控制閥組管路連接，用于被測(cè)鑿巖機(jī)液壓加載；

8、所述水泵與電控柜電路連接，與控制閥組管路連接，用于冷卻被測(cè)鑿巖機(jī)；

9、所述控制閥組與數(shù)據(jù)采集儀、電控柜電路連接，且分別與控制閥組、水泵和測(cè)試臺(tái)架管路連接，用于控制液壓流體按設(shè)定邏輯流入測(cè)試臺(tái)架；

10、所述測(cè)試臺(tái)架與數(shù)據(jù)采集儀電路連接，且與控制閥組管路連接，用于安裝被測(cè)鑿巖機(jī)和相應(yīng)壓力、流量、應(yīng)變傳感器，對(duì)安裝至測(cè)試位置的被測(cè)鑿巖機(jī)按設(shè)定順序自動(dòng)完成沖擊、回轉(zhuǎn)、一致性和模擬偏載的多種功能測(cè)試流程。

11、進(jìn)一步地，所述測(cè)試臺(tái)架包括依次設(shè)置的沖擊負(fù)載裝置、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置、偏載裝置、被測(cè)鑿巖機(jī)測(cè)試位置，測(cè)試中將被測(cè)鑿巖機(jī)安裝至被測(cè)鑿巖機(jī)測(cè)試位置后，通過沖擊負(fù)載裝置、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置、偏載裝置按設(shè)定順序自動(dòng)完成被測(cè)鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、一致性測(cè)試、偏置測(cè)試、耐壓測(cè)試流程。

12、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集儀、電控柜、控制臺(tái)為一體式設(shè)計(jì)。

13、進(jìn)一步地，所述液壓泵站和水泵站為一體式設(shè)計(jì)。

14、進(jìn)一步地，所述控制閥組和測(cè)試臺(tái)架為一體式設(shè)計(jì)。

15、本申請(qǐng)另一方面還提供了一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，基于所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，包括步驟：

16、鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試，控制液壓泵站和控制閥組以設(shè)定流量向被測(cè)鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)進(jìn)油口供油并依次調(diào)整多個(gè)流量，用傳感器測(cè)量被測(cè)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)通過測(cè)試臺(tái)架向被測(cè)鑿巖機(jī)施加回轉(zhuǎn)負(fù)載，讀取并記錄測(cè)試過程中的數(shù)據(jù)，包括壓力、流量、被測(cè)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩；

17、鑿巖機(jī)沖擊性能測(cè)試，控制液壓泵站和控制閥組以設(shè)定壓力向被測(cè)鑿巖機(jī)的沖擊進(jìn)油口供油并依次調(diào)整多個(gè)壓力，用壓力傳感器測(cè)量被測(cè)鑿巖機(jī)沖擊進(jìn)口壓力變化，同時(shí)通過測(cè)試臺(tái)架向被測(cè)鑿巖機(jī)施加沖擊負(fù)載，通過應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)量應(yīng)變?chǔ)蘳，讀取并記錄測(cè)試過程中沖擊壓力ph、沖擊流量數(shù)據(jù)qh，進(jìn)而計(jì)算出沖擊功、沖擊頻率數(shù)據(jù)；

18、鑿巖機(jī)一致性測(cè)試，控制液壓泵站和控制閥組以設(shè)定壓力向被測(cè)鑿巖機(jī)的沖擊進(jìn)油口和回轉(zhuǎn)供油口供油并依次調(diào)整多個(gè)壓力，用壓力傳感器測(cè)量被測(cè)鑿巖機(jī)沖擊進(jìn)口壓力變化，同時(shí)通過測(cè)試臺(tái)架向鑿巖機(jī)施加回轉(zhuǎn)負(fù)載和沖擊負(fù)載，讀取并記錄測(cè)試過程中的壓力、流量、轉(zhuǎn)速和扭矩輸出數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比判斷鑿巖機(jī)一致性是否達(dá)標(biāo)；

19、鑿巖機(jī)耐壓測(cè)試，控制液壓泵站和控制閥組以設(shè)定壓力向被測(cè)鑿巖機(jī)流體入口處供應(yīng)流體并依次調(diào)整多個(gè)壓力，用攝像頭監(jiān)測(cè)鑿巖機(jī)是否出現(xiàn)油、水工作介質(zhì)泄漏的現(xiàn)象。

20、進(jìn)一步地，還包括步驟：

21、在鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試、鑿巖機(jī)沖擊性能測(cè)試和鑿巖機(jī)一致性測(cè)試過程中，通過測(cè)試臺(tái)架對(duì)被測(cè)鑿巖機(jī)施加徑向偏置負(fù)載，模擬被測(cè)鑿巖機(jī)在實(shí)際工況中所受的偏載力，讀取并記錄測(cè)試過程中的包括壓力、流量、被測(cè)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩。

22、進(jìn)一步地，鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試時(shí)，先通過相關(guān)傳感器讀取數(shù)據(jù)包括被測(cè)鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)的壓力pr及流量qr、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置的壓力prl，接著結(jié)合回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置的馬達(dá)排量q0及效率ηm，計(jì)算得到被測(cè)鑿巖機(jī)輸出扭矩t＝prl·q0/2πηm，最后通過讀取單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的傳感器齒輪齒數(shù)計(jì)算得到被測(cè)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)速。

23、進(jìn)一步地，鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試時(shí)，被測(cè)鑿巖機(jī)輸出扭矩通過扭矩傳感器直接測(cè)量得到。

24、進(jìn)一步地，鑿巖機(jī)沖擊性能測(cè)試時(shí)，所述沖擊功e通過將應(yīng)力幅值進(jìn)行積分得到：

25、

26、其中，e為楊氏模量，a為貼有應(yīng)變片連接套的截面積，r為積分點(diǎn)應(yīng)力幅值，c為連接套中的聲速，j為積分點(diǎn)個(gè)數(shù)，δt為每個(gè)間隔的應(yīng)力持續(xù)時(shí)間，沖擊頻率通過將沖擊壓力信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換得到

27、相比現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)具有以下有益效果：

28、本發(fā)明提供了一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，所述鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)加載供電的電控柜、用于接收和發(fā)送指令以及輸出測(cè)試報(bào)告的控制臺(tái)、用于收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集儀、用于被測(cè)鑿巖機(jī)液壓加載的液壓泵站、用于冷卻被測(cè)鑿巖機(jī)的水泵、用于控制液壓流體的控制閥組、測(cè)試臺(tái)架，所述測(cè)試臺(tái)架與數(shù)據(jù)采集儀電路連接，且與控制閥組管路連接，用于安裝被測(cè)鑿巖機(jī)和相應(yīng)壓力、流量、應(yīng)變傳感器，對(duì)安裝至測(cè)試位置的被測(cè)鑿巖機(jī)按設(shè)定順序自動(dòng)完成沖擊、回轉(zhuǎn)和模擬偏載的多種功能測(cè)試流程。所述鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法包括回轉(zhuǎn)性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、運(yùn)行一致性測(cè)試和耐壓測(cè)試。本申請(qǐng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)滿足產(chǎn)品測(cè)試需求，同時(shí)將對(duì)被測(cè)鑿巖機(jī)的所有測(cè)試功能都集成在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試不用在不同試驗(yàn)臺(tái)之間切換，提高了測(cè)試效率，整個(gè)測(cè)試加載過程自動(dòng)進(jìn)行，既減輕了操作人員工作強(qiáng)度，同時(shí)降低了人員操作對(duì)測(cè)試精度的影響，可對(duì)鑿巖機(jī)易出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行高效檢測(cè)，同時(shí)滿足批量生產(chǎn)產(chǎn)品的出廠測(cè)試以及新型號(hào)產(chǎn)品的型式測(cè)試的需求。

29、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本申請(qǐng)還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括電控柜(1)、控制臺(tái)(2)、數(shù)據(jù)采集儀(3)、液壓泵站(4)、水泵(5)、控制閥組(6)、測(cè)試臺(tái)架(7)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試臺(tái)架(7)包括依次設(shè)置的沖擊負(fù)載裝置(71)、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置(72)、偏載裝置(73)、被測(cè)鑿巖機(jī)測(cè)試位置，測(cè)試中將被測(cè)鑿巖機(jī)(74)安裝至被測(cè)鑿巖機(jī)測(cè)試位置后，通過沖擊負(fù)載裝置(71)、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置(72)、偏載裝置(73)按設(shè)定順序自動(dòng)完成被測(cè)鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、一致性測(cè)試、偏置測(cè)試、耐壓測(cè)試流程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀(3)、電控柜(1)、控制臺(tái)(2)為一體式設(shè)計(jì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵站(4)和水泵站(5)為一體式設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥組(6)和測(cè)試臺(tái)架(7)為一體式設(shè)計(jì)。

6.一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，基于權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，其特征在于，還包括步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，其特征在于，鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試時(shí)，先通過相關(guān)傳感器讀取數(shù)據(jù)包括被測(cè)鑿巖機(jī)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)的壓力pr及流量qr、回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置(72)的壓力prl，接著結(jié)合回轉(zhuǎn)負(fù)載裝置(72)的馬達(dá)排量q0及效率ηm，計(jì)算得到被測(cè)鑿巖機(jī)輸出扭矩t＝prl·q0/2πηm，最后通過讀取單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的傳感器齒輪齒數(shù)計(jì)算得到被測(cè)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)速。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，其特征在于，鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)性能測(cè)試時(shí)，被測(cè)鑿巖機(jī)輸出扭矩通過扭矩傳感器直接測(cè)量得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法，其特征在于，鑿巖機(jī)沖擊性能測(cè)試時(shí)，所述沖擊功e通過將應(yīng)力幅值進(jìn)行積分得到：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，所述鑿巖機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)包括電控柜、控制臺(tái)、數(shù)據(jù)采集儀、液壓泵站、水泵、控制閥組、測(cè)試臺(tái)架；所述鑿巖機(jī)性能測(cè)試方法包括回轉(zhuǎn)性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、運(yùn)行一致性測(cè)試和耐壓測(cè)試。本申請(qǐng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)滿足產(chǎn)品測(cè)試需求，同時(shí)將對(duì)被測(cè)鑿巖機(jī)的所有測(cè)試功能都集成在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試不用在不同試驗(yàn)臺(tái)之間切換，提高了測(cè)試效率，整個(gè)測(cè)試加載過程自動(dòng)進(jìn)行，既減輕了操作人員工作強(qiáng)度，同時(shí)降低了人員操作對(duì)測(cè)試精度的影響，可對(duì)鑿巖機(jī)易出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行高效檢測(cè)，同時(shí)滿足批量生產(chǎn)產(chǎn)品的出廠測(cè)試以及新型號(hào)產(chǎn)品的型式測(cè)試的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：范遠(yuǎn)哲,易達(dá)云,陳望,肖正航,劉郡,甘士瑜,周勝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8