ICS 53.100 P97 DB35 福 建 省 地 方 标 准 DB35/T 1150—2011 土方机械驱动桥 桥壳扭转疲劳试验方法 Earth-moving machinery—Test methods for drive axle case torsional fatigue 2011 - 07 - 01 发布 2011 - 10 - 01 实施 福建省质量技术监督局 发 布 DB35/T 1150—2011 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 试验原理 .......................................................................... 2 5 试验仪器及设备 .................................................................... 2 6 试验环境 .......................................................................... 3 7 试验方法 .......................................................................... 3 8 试验报告 .......................................................................... 6 附录 A（资料性附录） 某驱动桥桥壳扭转疲劳试验示例 .................................... 7 I DB35/T 1150—2011 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由厦门市质量技术监督局提出。 本标准由福建省经济贸易委员会归口。 本标准由福建省质量技术监督局批准。 本标准起草单位：国家场（厂）内机动车辆质量监督检验中心、厦门市盖克工程机械有限公司、厦 门市产品质量监督检验院、厦门市标准化协会。 本标准主要起草人：倪栋、陈远山、田力军、王一峰、李晖、黄志强。 本标准为首次制定。 II DB35/T 1150—2011 土方机械驱动桥 桥壳扭转疲劳试验方法 1 范围 本标准规定了土方机械驱动桥桥壳进行扭转疲劳试验的术语和定义、试验原理、试验仪器及设备、 试验环境、试验方法和试验报告。 本标准适用于采用非独立悬挂、全浮式半轴结构的轮胎式土方机械驱动桥桥壳。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 8498 土方机械 基本类型 识别、术语和定义 JB/T 9717.1 轮式工程机械 驱动桥 术语 JB/T 9717.2 轮式工程机械 驱动桥 型式和基本参数 DB35/T 953.1-2009 土方机械 结构应力测试方法 通则 3 术语和定义 GB/T 8498、JB/T 9717.1和JB/T 9717.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 土方机械驱动桥桥壳（以下简称桥壳） earth-moving machinery drive axle shell(axle shell) 安装主减速器、差速器、半轴和轮边行星减速器等零件，并与车架连接，是支撑机器质量、承受并 传递驱动轮传来的各种反力和力矩的构件。 3.2 静态扭转强度 static torsional strength 桥壳在恒定扭转外载荷作用下发生断裂时所承受的力矩。 3.3 静态扭转刚度 static torsional stiffness 桥壳在恒定扭转外载荷作用下发生形变时，其抵抗扭转变形的能力，其为单位长度的相对扭转角度。 3.4 扭转疲劳失效 torsional fatigue failure 桥壳在扭转交变载荷作用下所发生的断裂等状态。 3.5 扭转疲劳极限载荷 torsional fatigue limit load 7 指定循环基数下的扭转疲劳载荷。循环基数一般取 10 或更高些。 1 DB35/T 1150—2011 4 试验原理 用U型螺栓将被试桥壳紧固在刚性台架上（见图1），通过高强度螺栓紧固桥壳连接圆盘和加载力臂， 利用液压脉动疲劳试验机在加载力臂端部施加载荷，来实现桥壳承受扭矩作用并进行相关的扭转试验。 1——桥壳； 2——桥壳输出半轴； 3——固定 U 型螺栓； 4——传扭力臂； 5——连接圆盘。 图1 5 桥壳扭转疲劳台架试验原理示意图 试验仪器及设备 5.1 试验仪器 5.1.1 5.1.1.1 5.1.1.2 5.1.2 角位移传感器 角位移传感器的量程应与测量值的大小相适应，测量精度不低于±0.5 %。 角位移传感器应能在 5 ℃～40 ℃的温度条件下正常使用。 数据采集系统 数据采集仪应能实现多通道、多信号类型的同时采集，采样频率应能满足台架试验的实时采集。 5.1.3 应变测试仪器 应变测试仪器按DB35/T 953.1-2009中5.1.2条的规定。 5.2 试验设备（设施） 5.2.1 试验设备（设施） a) 试验台架——液压脉动疲劳试验机或其它试验机、测试平台、传扭力臂、夹具工装、确定载荷 作用线位置的工具等； b) 起吊（升）设备——行车（叉车）、千斤顶等； c) 其它试验用辅助工具。 5.2.2 液压脉动疲劳试验机 液压脉动疲劳试验机或其它试验机均应满足如下要求： 2 DB35/T 1150—2011 a）试验机示值误差均不超过试验机使用满量程的±0.5 %； b) 应有工作可靠的载荷控制装置、计数装置和试样失效或至指定循环数时的停机装置。 6 试验环境 6.1 6.2 7 7.1 试验环境应为 5 ℃～40 ℃；相对湿度不大于 90 %；周围无强烈振动、腐蚀性气体和强磁场干扰。 试验场地应能满足桥壳的吊装、安装和拆卸，并有足够的空间。 试验方法 静态扭转刚度和静态扭转强度试验 7.1.1 试验目的 检查桥壳静态扭转刚度和扭转强度，计算其扭转刚度和静态扭转强度安全系数。 7.1.2 试验条件 7.1.2.1 试验样品 7.1.2.1.1 7.1.2.1.2 7.1.2.1.3 7.1.2.2 应符合设计图样要求，并附有必要的设计和工艺资料。 表面应清洁，无裂纹、破损和变形。 数量为 4 件，其中静态扭转刚度取 1 件进行试验，静态扭转强度取 3 件进行试验。 试验载荷 7.1.2.2.1 静态试验扭矩 按下式（1）、（2）进行计算，取其中较大的结果值作为静态试验扭矩 T p ： T pe = α 1+α ⋅ η1 2 ⋅ m ⋅ g ⋅ ϕ ⋅ rd ……………………………………（1） 式中： Tpe ——按最大爬坡工况时，桥壳承受的扭矩，单位为牛顿米（N·m）； α ——驱动桥行星排特征参数， α = Zr ，其中Zr为齿圈齿数，Zs为太阳轮齿数，单位为无量纲； Zs η1 ——最大爬坡工况时，前后桥载荷分配系数中的较大值，单位为无量纲； m ——整车重量，单位为千克（kg）； g ——重力加速度，取值9.8，单位为米每秒平方（m/s2）； ϕ ——附着系数,单位为无量纲； rd ——车轮的静力半径，单位为米（m）。 T pφ = η2 2 ⋅ mmax ⋅ g ⋅ ϕ ⋅ rd ………………………………………（2） 式中： 3 DB35/T 1150—2011 Tpφ ——按满载制动工况时，桥壳承受的扭矩，单位为牛顿米（N·m）； η 2 ——满载制动工况时，前后桥载荷分配系数中的较大值； mmax ——整车满载重量，单位为千克（kg）。 7.1.2.2.2 试验载荷的确定 按下式（3）计算可得静态试验载荷 Ps ： Ps = Tp L ………………………………………………（3） 式中： Ps ——静态试验加载载荷，单位为牛顿（N）； Tp ——确定的试验扭矩，单位为牛顿米（N·m）； L ——试验台架加载力臂长度，单位为米（m）。 7.1.3 试验程序 试验过程宜按下述程序进行： a) 通过 U 型螺栓将桥壳水平紧固在测试平台上，固定支点为桥壳半轴输出端部； b) 安装并调节加载力臂，使力臂在试验过程中处于桥壳中心线垂直平面内上下摆动； c) 安装角位移传感器，测量点位置不应少于 6 点，如图 2 所示，并记录各点到桥壳中心点位置的 距离 li ； d) 调整测试仪器和设备，从零到静态试验载荷 Ps 预加载 2 次～3 次，卸载后再进行测量； e) 卸载至零时，标定各测量点的角位移传感器数值至零位； f) 缓慢加载至桥壳静态试验载荷 Ps ，利用数据采集系统实时监测并记录试验载荷和各测量点角位 移的变化。至少测量 3 遍。每次试验开始时都应重新标定角位移传感器； g) 作桥壳静态扭转强度试验时，不装角位移传感器，一次加载至桥壳扭转失效，中间不得反复， 并记录静态失效载荷 Pξ 。 图2 7.1.4 4 数据处理 桥壳扭转刚度试验测点布置示意图 DB35/T 1150—2011 7.1.4.1 桥壳静态扭转刚度按下式（4）计算： I pi = θi li ………………………………………………（4） 式中： I pi ——桥壳各测点的静态扭转刚度，单位为弧度每米（rad/m）； θ i ——桥壳各测点相对扭转角度的算术平均值，单位为弧度（rad）； li ——桥壳各测点到桥壳中心点的距离，单位为米（m）。 7.1.4.2 桥壳静态扭转强度安全系数按下式（5）