一种三支点油缸支撑的大型矿用钻机重心的测试方法 |
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申请号 | CN201710537499.3 | 申请日 | 2017-07-04 | 公开(公告)号 | CN107271107A | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
申请人 | 常州工学院; | 发明人 | 盛冬平; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种三 支点 油缸 支撑 的大型矿用钻机 重心 的测试方法,其步骤包括:设置测试系统的 坐标系 ;测量油缸刚刚支撑在称重仪上时油缸缸杆的伸出长度;读取3个称重仪的读数;轮换3个称重仪,并获取相应的读数;计算每个支撑油缸所承受的平均重量;测量后部油缸至极限 位置 时油缸的再次伸长量,读取此时的称重仪的读数;轮换称重仪,获得钻机在倾斜状态下的称重仪读数;计算每个支撑油缸所承担的平均钻机重量;计算钻机的总重;利用上述测试数据,计算三支点油缸支撑的大型矿用钻机的重心。本发明的测试方法大幅减少测试准备和测试时间,并降低测试 硬件 成本;提高了重心测试 精度 ;大幅降低人 力 成本投入,并且整个测试过程安全度高。 | ||||||
权利要求 | 1.一种三支点油缸支撑的大型矿用钻机重心的测试方法,包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种三支点油缸支撑的大型矿用钻机重心的测试方法技术领域[0001] 本发明涉及一种大型矿用钻机重心的测试方法,特别涉及一种三支点油缸支撑的大型矿用钻机重心的测试方法。 背景技术[0002] 大型矿用钻机常见于大型露天煤矿、铁矿等矿产地区,是一种在矿区表层钻进获得爆破孔/探测孔的专用设备,通常孔的深度达到数米到数千米。此类钻机利用履带行走,在工作状态时利用油缸支撑的方式使得整个钻机处于水平状态,并保持平衡。为了保证钻机能在行走和工作状态中的稳定性以及安全性,钻机的重心就须得到准确测试。 [0003] 对于此类大型钻机,目前国内外采取的主要方法是利用两台龙门吊,在三个起吊点起吊钻机,并在每个起吊点串联一个拉力计,根据起吊的高度和拉力计的显示数值来计算出钻机整体的重心位置。但是这种测试方法耗时长、误差大,并且通常需要3~4人参与整个测试过程,同时安全度较低。 发明内容[0004] 为了减少测试准备和测试时间,降低测试硬件成本,提高重心测试精度和测试安全度,并降低人力成本。本发明在钻机自身具有三个液压支撑油缸的特点基础上,提出利用钻机自身的液压油缸,并结合称重仪来完成重心测试的方法。 [0005] 本发明的技术方案如下: [0006] 一种三支点油缸支撑的大型矿用钻机重心的测试方法,包括如下步骤: [0007] 步骤1:设置测试系统的坐标系; [0008] 步骤2:将称重仪放在油缸底部对应的地面上,伸长3个支撑油缸,使得油缸刚刚支撑在称重仪上,并确保履带离开地面,测量此时油缸缸杆的伸出长度e; [0009] 步骤3:读取3个称重仪的读数,分别记为:f11,f21,f31; [0010] 步骤4:轮换3个称重仪,分别放在不同的支撑油缸底部,并获取相应的读:f12,f22,f32,f13,f23,f33; [0011] 步骤5:计算每个支撑油缸所承受的平均重量f1,f2,f3; [0012] 步骤6:保持钻机处于油缸支撑状态,然后继续伸长后部油缸直至极限位置,测量此时油缸的再次伸长量k,读取此时的称重仪的读数:F11,F21,F31; [0013] 步骤7:轮换称重仪,获得钻机在倾斜状态下的称重仪读数:F12,F22,F32,F13,F23,F33; [0014] 步骤8:计算步骤7中每个支撑油缸所承担的平均钻机重量F1,F2,F3; [0015] 步骤9:计算钻机的总重W=f1+f2+f3=F1+F2+F3; [0016] 步骤10:利用步骤1-9中的测试数据,计算三支点油缸支撑的大型矿用钻机的重心。 [0017] 进一步,步骤1中,钻机前部两个油缸的中间点O为系统的X和Y的坐标原点,钻机主机架的底部平面为Z轴坐标零轴平面。 [0018] 进一步,步骤10中,重心(Xcg,Ycg,Zcg)按照以下公式计算: [0019] W=f1+f2+f3=F1+F2+F3 [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] 式中,a是前部支撑油缸距离中间轴线的距离;b:前部支撑油缸距离后部支撑油缸在Y轴上的距离;c是当支撑油缸的缸杆刚刚支撑起钻机时,缸杆底部平面距离钻机主机架下平面在Z轴上的距离;β是后部油缸支撑油缸伸出至极限位置时,钻机的倾斜角度。 [0025] 采用本发明提供的技术方案,具有如下有益效果: [0026] (1)大幅减少测试准备和测试时间,并降低测试硬件成本; [0027] (2)简化了测试,可通过多次测量消除随机误差,提高重心测试精度; [0029] 图1是现有三支点油缸支撑的大型矿用钻机的结构示意图。 [0030] 图2是本发明测试方法的俯视图。 [0031] 图3是本发明测试方法的侧视图。 [0032] 图4是在后部油缸支撑至极限状态时本发明测试方法的侧视图。 [0033] 图5是本发明测试方法的流程图。 具体实施方式[0034] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 [0035] 图1为某典型钻机的图片,其中钻机前部有两个支撑油缸,分别位于驾驶室一车和非驾驶室一车,钻机后部有一个支撑油缸。这三个油缸在行走时处于收回状态,利用履带装置行走。在工作状态时,油缸伸出,将钻机撑起,并使得钻机处于水平状态。 [0036] 测试方法: [0037] (1)设置测试系统的坐标系,如图2和图3所示。在图2中,钻机前部两个油缸的中间点O为系统的X和Y的坐标原点,图3中,钻机主机架的底部平面为Z轴(垂直方向)坐标零轴平面; [0038] (2)将称重仪放在油缸底部对应的地面上,伸长3个支撑油缸,使得油缸刚刚支撑在称重仪上,并确保履带离开地面,测量此时油缸缸杆的伸出长度e; [0039] (3)读取3个称重仪的读数,分别记为:f11,f21,f31; [0040] (4)轮换3个称重仪,分别放在不同的支撑油缸底部,并获取相应的读数:f12,f22,f32,f13,f23,f33; [0041] (5)计算每个支撑油缸所承受的平均重量 [0042] f1=(f11+f12+f13)/3 [0043] f2=(f21+f22+f23)/3 [0044] f3=(f31+f32+f33)/3 [0045] (6)保持钻机处于油缸支撑状态,然后继续伸长后部油缸直至极限位置,测量此时油缸的再次伸长量k,读取此时的称重仪的读数:F11,F21,F31; [0047] (8)计算此时每个支撑油缸所承担的平均钻机重量:F1,F2,F3: [0048] F1=(F11+F12+F13)/3 [0049] F2=(F21+F22+F23)/3 [0050] F3=(F31+F32+F33)/3 [0051] (9)计算钻机的总重:W=f1+f2+f3=F1+F2+F3 [0052] (10)推导出重心(Xcg,Ycg,Zcg)计算公式为 [0053] W=f1+f2+f3=F1+F2+F3 [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] 图2~图4中的其它参数解释如下: [0059] a:前部支撑油缸距离中间轴线的距离 [0060] b:前部支撑油缸距离后部支撑油缸在Y轴上的距离 [0061] c:当支撑油缸的缸杆刚刚支撑起钻机时,缸杆底部平面距离钻机主机架下平面在Z轴上的距离 [0062] β:后部油缸支撑油缸伸出至极限位置时,钻机的倾斜角度 [0063] 本发明不仅可用于钻机的测试中,同样可以用于具有多点油缸支撑设备的测试中。该测试的总体设计流程和方法图5所示。 |