探讨液压挖掘机性能综合测试平台

探讨液压挖掘机性能综合测试平台

李建如

李建如

日立建机（中国）有限公司安徽合肥230000

摘要：本文主要从三个方面进行论述，首先对我国液压挖掘机行业发展进行了概述，其次阐述了我国液压挖掘机存在的不足，最后探讨了液压挖掘机性能综合测试方案。

关键词：液压挖掘机；性能；综合测试

0.引言

液压挖掘机具有自身一些特殊的优点，例如作业功能丰富、作业方式灵活且作业范围较大，因此成为目前建筑行业使用最频繁和最广泛的工程机械。世界最顶级的液压挖掘机产于欧美以及日本，以卡特彼勒和日立、小松为主要代表；其次是以斗山、现代为代表的韩系产品。无论是何种类型或者何种品牌的挖掘机，其综合性能都极其重要，影响着整个挖掘机工作的质量和效率。

1.液压挖掘机行业发展概述

我国液压挖掘机的出现始于上个世纪60年代末，当时对于液压挖掘机的研究水平较低，因而导致到了90年代初后，我国液压挖掘机的研制水平与世界先进水平拉开较大的差距。90年代中期，国外品牌挖掘机涌入我国市场，为我国液压挖掘机的生存与发展带来了严峻的挑战。为了不断提高自身的竞争力，国内挖掘机制造商开始引进国外先进的技术，并采用进口的元件进行组装，促使我国挖掘机制造水平不断提升。虽然，引进国外技术为我国挖掘机制造业带来了一定的发展，但同时也挫伤了我国液压挖掘机自主研发的动力和积极性。大部分厂家仅限于模仿和引进，严重缺乏自主创新能力，促使国产挖掘机的市场占有率较低【1】。

2.我国液压挖掘机存在的不足

第一，核心技术掌握不足，过分依赖进口。当前，我国挖掘机生产厂家尚未掌握核心的技术，在实际制造过程中也只有依赖国外进口。这就使得我国挖掘机制造处于比较被动的状态，没有核心技术的支撑，难以实施创新，更不能实现产品质量和性能的突破。

第二，产品质量不足，可靠性有待提高。国外挖掘机性能高，能够连续保证运行上千各小时而不进行维修。然而，与国外的挖掘机性能相比，国内的挖掘机连续运行的时间仅达几百个小时，其主要原因在于我国挖掘机组装与调试水平与国外具有较大的差异，因而导致产品的质量不足，可靠想也有待提高【2】。

第三，挖掘机类型以小型为主，大中型比较匮乏。我国液压挖掘机的质量主要聚集在30吨以下，而位于30吨以上的挖掘机种类很少，尤其是对于200吨重的挖掘机更是空白。然而，随着市场需求的不断增加，我国挖掘机的类型逐渐增大，并成为一种主流趋势。但与国外相比依旧存在不少的差距，需要继续改进。

第四，缺乏先进的测试方法和仪器设备。我国液压挖掘机在发展过程中遇到的最显著的问题就是缺乏先进有效的测试方法和仪器设备，这就使得在进行挖掘机的制造过程中由于许多关键的参数和指标难以模仿，导致不能进行精确的定量分析和设计。液压挖掘机性能综合测试平台的开发能够有效解决这一问题，它能够为挖掘机的研发、制造、组装以及调试等提供科学的理论和实践依据，同时有助于突破液压挖掘机的核心技术，提高其可靠性。

3.液压挖掘机性能综合测试方案

3.1液压挖掘机工作的特点

液压挖掘机在工作过程中具有以下几个方面的特征：第一，液压挖掘机在工作时需要行走机构、工作机构以及转向机构的共同作用，并且由于其动作频率较高，因而对其协调性和一致性的要求较高。第二，液压挖掘机工作负荷较大，系统工作的压力较高，流量高，发动机功率较大，为了降低能耗要求工作质量小。第三，工作情况复杂，动臂、斗杆等工作机构需要承受较大负荷。

3.2综合测试方案的制定

液压挖掘机功能丰富，除了行走、挖掘、起重以及挖沟等功能外，还具有爬平、压实、清理等功能。由于挖掘机作业功能丰富，这就使得挖掘机作业条件差别较大，在环境的恶劣程度上也表现不同，并且挖掘机还会出现倾斜的工作状况。与理想的工作情况相比，倾斜环境下的挖掘机作业原理和作业水平比较复杂，为此需要在这种情况下检测挖掘机的综合性能和指标。对液压挖掘机进行检验要符合一定的要求，要依据国际标准中所规定的技术条件、检测项目以及检验方法，检验的内容主要包括挖掘机的整体性与稳定性、操纵的灵活性和舒适型、部件的耐磨性和耐用性以及作业的效率和节能环保。

4.综合性能测试的具体内容

测试平台主要由作业工况模拟平台和模拟加载平台组成。作业工况模拟平台主要用于模拟挖掘机的各类工作状况，而模拟加载平台则主要用于模拟各种作业条件下挖掘机的受力情况【3】。

4.1作业工况模拟平台

作业工况模拟平台主要由块运动平台和一组液压缸组成。在进行测试时，挖掘机行驶至平台之上，并通过控制液压缸的行程使平台处于空间的任意位置，以便实现挖掘机任意工况的模拟。作业工况模拟平台在作业时具有以下特点：第一，客观性。在工况模拟平台更能客观的反应场地工况，实际负荷情况以及使用状态。第二，可控制性。能够准确控制挖掘机实验工况的状态；第三，可重复性。能够重复多次进行同一个实验，从而保证试验结果的可比性。

作业工况模拟平台需要满足以下几点技术要求：第一，规格尺寸要能够至少容纳60t级挖掘机，并能留有一定的试验空间；第二，平台的刚度和强度要符合要求，既要满足60t级液压挖掘机的工作质量外，还能满足自身的动载及模拟加载时工作机构受力通过机座、履带作用到平台上的动载；第三，平台要足够稳定和安全，使其在任何角度都能够作业，并且平台的表面要具备一定的摩擦系数，从而避免被测对象在平台任意滑动。

4.2模拟加载平台

模拟加载平台由一块T型槽平台和安装在其上的若干个测力加载液压缸组成。在进行实际操作过程中，主要通过测力加载液压缸对铲斗施加作用力，对铲斗产生约束作用，其采用的是电液伺服原理控制液压缸对被加载物体施加载荷，通过拉压力传感器实时反馈载荷的变化情况。模拟加载平台也具有可控制性、可重复性、灵活性以及精确性和安全性等特点，同时模拟加载平台需要满足以下技术要求：第一，连接方式要灵活可调，并且其规格尺寸和承载力要满足挖掘机的规格和要求，同时能够准确控制模拟加载力的大小，最大程度地限制最大加载力，从而实现多重保护【4】。

5.结语

总而言之，通过对液压挖掘机的性能进行综合测试，能够为液压挖掘机高水平测试和高水平能力的研发奠定良好的基础，从而有效改变了我国液压挖掘机的发展现状。尤其是针对我国液压挖掘机存在的核心技术掌握不足、产品质量不足、挖掘机类型以小型为主，大中型比较匮乏以及缺乏先进的测试方法和仪器设备的现状，更应该对液压挖掘机大力开展多种性能的测试，从而为液压挖掘机的研发和制造提供科学的依据和理论指标，不断动我国民族品牌挖掘机获得迅速发展，并将其推向世界，从而达到有效提升我国民族制造业在国际中的地位。

参考文献：

[1]吴学松.液压挖掘机油耗测试与绿色性能评价探讨[J].建筑机械化，2015，04：32-35.

[2]陈明东.液压挖掘机动臂下降势能回收技术研究[D].吉林大学，2013.

[3]庆飞.基于组合挖掘的反铲液压挖掘机工作装置优化设计[D].重庆大学，2014.

[4]官通.中型液压挖掘机多路阀操控性研究[D].中南大学，2014.

[5]刘文国.大型液压挖掘机工作装置挖掘力分析及机构优化[D].中南大学，2014.