本發(fā)明涉及一種大型礦用鉆機(jī)重心的測試方法，特別涉及一種四支點油缸支撐的大型礦用鉆機(jī)重心的測試方法。

背景技術(shù)：

大型礦用鉆機(jī)常見于大型露天煤礦、鐵礦等礦產(chǎn)地區(qū)，是一種在礦區(qū)表層鉆進(jìn)獲得爆破孔/探測孔的專用設(shè)備，通?？椎纳疃冗_(dá)到數(shù)米到數(shù)千米。此類鉆機(jī)利用履帶行走，在工作狀態(tài)時利用四支點油缸支撐的方式使得整個鉆機(jī)處于水平狀態(tài)，并保持平衡。為了保證鉆機(jī)能在行走和工作狀態(tài)中的穩(wěn)定性以及安全性，鉆機(jī)的重心就須得到準(zhǔn)確測試。

對于此類大型鉆機(jī)，目前國內(nèi)外采取的主要方法是利用兩臺龍門吊，在三個起吊點起吊鉆機(jī)，并在每個起吊點串聯(lián)一個拉力計，根據(jù)起吊的高度和拉力計的顯示數(shù)值來計算出鉆機(jī)整體的重心位置。但是這種測試方法耗時長、誤差大，并且通常需要3～4人參與整個測試過程，同時安全度較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了減少測試準(zhǔn)備和測試時間，降低測試硬件成本，提高重心測試精度和測試安全度，并降低人力成本。本發(fā)明在鉆機(jī)自身具有4個液壓支撐油缸的特點基礎(chǔ)上，提出利用鉆機(jī)自身的液壓油缸，并結(jié)合稱重儀來完成重心測試的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種四支點油缸支撐的大型礦用鉆機(jī)重心的測試方法，包括如下步驟：

步驟1：設(shè)置測試系統(tǒng)的坐標(biāo)系；

步驟2：將稱重儀放在油缸底部對應(yīng)的地面上，伸長4個支撐油缸，使得油缸剛剛支撐在稱重儀上，并確保履帶離開地面，測量此時油缸缸桿的伸出長度e；

步驟3：讀取4個稱重儀的讀數(shù)，分別記為：f11,f21,f31,f41；

步驟4：輪換四個稱重儀，分別放在不同的支撐油缸底部，并獲取相應(yīng)的讀：f12,f22,f32,f42,f13,f23,f33,f43,f14,f24,f34,f44；

步驟5：計算每個支撐油缸所承受的平均重量f1,f2,f3,f4；

步驟6：保持鉆機(jī)處于油缸支撐狀態(tài)，然后繼續(xù)伸長后部兩個油缸直至極限位置，測量此時兩個油缸的再次伸長量k，讀取此時的稱重儀的讀數(shù)：f11,f21,f31,f41；

步驟7：輪換稱重儀，獲得鉆機(jī)在傾斜狀態(tài)下的稱重儀讀數(shù)：f12,f22,f32,f42,f13,f23,f33,f43,f14,f24,f34,f44；

步驟8：計算步驟7中每個支撐油缸所承擔(dān)的平均鉆機(jī)重量：f1,f2,f3,f4；

步驟9：計算鉆機(jī)的總重：w＝f1+f2+f3+f4＝f1+f2+f3+f4；

步驟10：利用步驟1-9中的測試數(shù)據(jù)，計算四支點油缸支撐的大型礦用鉆機(jī)的重心。

進(jìn)一步，步驟1中，鉆機(jī)前部兩個油缸的中間點o為系統(tǒng)的x和y的坐標(biāo)原點，鉆機(jī)主機(jī)架的底部平面為z軸坐標(biāo)零軸平面。

進(jìn)一步，步驟10中，重心(xcg,ycg,zcg)按照以下公式計算：

w＝f1+f2+f3+f4＝f1+f2+f3+f4

式中，a是前部支撐油缸距離中間軸線的距離；b是前部支撐油缸距離后部支撐油缸在y軸上的距離；c是當(dāng)支撐油缸的缸桿剛剛支撐起鉆機(jī)時，缸桿底部平面距離鉆機(jī)主機(jī)架下平面在z軸上的距離；d是后部兩個油缸在y方向上的中心距離；β是后部油缸支撐油缸伸出至極限位置時，鉆機(jī)的傾斜角度。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)大幅減少測試準(zhǔn)備和測試時間，并降低測試硬件成本；

(2)簡化了測試，可通過多次測量消除隨機(jī)誤差，提高重心測試精度；

(3)由于一個人即可完成整個重心測試，大幅降低人力成本投入，并且整個測試過程安全度高。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有四支點油缸支撐的大型礦用鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明測試方法的俯視圖。

圖3是本發(fā)明測試方法的側(cè)視圖。

圖4是在后部油缸支撐至極限狀態(tài)時本發(fā)明測試方法的側(cè)視圖。

圖5是本發(fā)明測試方法的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為某典型鉆機(jī)的圖片，其中鉆機(jī)前部有兩個支撐油缸，分別位于駕駛室一車和非駕駛室一車，鉆機(jī)后部有兩個支撐油缸，沿鉆機(jī)x軸對稱安裝。這四個油缸在行走時處于收回狀態(tài)，利用履帶裝置行走。在工作狀態(tài)時，油缸伸出，將鉆機(jī)撐起，并使得鉆機(jī)處于水平狀態(tài)。

測試方法：

(1)設(shè)置測試系統(tǒng)的坐標(biāo)系，如圖2和圖3所示。在圖2中，鉆機(jī)前部兩個油缸的中間點o為系統(tǒng)的x和y的坐標(biāo)原點，圖3中，鉆機(jī)主機(jī)架的底部平面為z軸(垂直方向)坐標(biāo)零軸平面；

(2)將稱重儀放在油缸底部對應(yīng)的地面上，伸長4個支撐油缸，使得油缸剛剛支撐在稱重儀上，并確保履帶離開地面，測量此時油缸缸桿的伸出長度e；

(3)讀取4個稱重儀的讀數(shù)，分別記為：f11,f21,f31,f41

(4)輪換四個稱重儀，分別放在不同的支撐油缸底部，并獲取相應(yīng)的讀數(shù)：f12,f22,f32,f42,f13,f23,f33,f43,f14,f24,f34,f44

(5)計算每個支撐油缸所承受的平均重量

f1＝(f11+f12+f13+f14)/4

f2＝(f21+f22+f23+f24)/4

f3＝(f31+f32+f33+f34)/4

f4＝(f41+f42+f43+f44)/4

(6)保持鉆機(jī)處于油缸支撐狀態(tài)，然后繼續(xù)伸長后部兩個油缸直至極限位置，測量此時兩個油缸的再次伸長量k，讀取此時的稱重儀的讀數(shù)：f11,f21,f31,f41；

(7)用同樣的方法，輪換稱重傳感器，獲得鉆機(jī)在傾斜狀態(tài)下的稱重儀讀數(shù)：f12,f22,f32,f42,f13,f23,f33,f43,f14,f24,f34,f44。注意：在重復(fù)測量過程中，確保后部油缸的伸出量處于極限位置；

(8)計算此時每個支撐油缸所承擔(dān)的平均鉆機(jī)重量：f1,f2,f3,f4：

f1＝(f11+f12+f13+f14)/4

f2＝(f21+f22+f23+f24)/4

f3＝(f31+f32+f33+f34)/4

f4＝(f31+f32+f33+f34)/4

(9)計算鉆機(jī)的總重：w＝f1+f2+f3+f4＝f1+f2+f3+f4

(10)推導(dǎo)出重心(xcg,ycg,zcg)計算公式為

w＝f1+f2+f3+f4＝f1+f2+f3+f4

圖2～圖4中的其它參數(shù)解釋如下：

a：前部支撐油缸距離中間軸線的距離

b：前部支撐油缸距離后部支撐油缸在y軸上的距離

c：當(dāng)支撐油缸的缸桿剛剛支撐起鉆機(jī)時，缸桿底部平面距離鉆機(jī)主機(jī)架下平面在z軸上的距離

d：后部兩個油缸在y方向上的中心距

β：后部油缸支撐油缸伸出至極限位置時，鉆機(jī)的傾斜角度

本發(fā)明不僅可用于鉆機(jī)的測試中，同樣可以用于具有多點油缸支撐設(shè)備的測試中。該測試的總體設(shè)計流程和方法圖5所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。