1、ICS 53.100 P 97 西昌中华人民共和国国家标准G/T 19930-2005 土方机械小型挖掘机倾翻保护结构的试验室试验和性能要求Earth-moving machinery-Tip-Over Protection Structure(TOPS)for compact excavators-Laboratory tests and performance requirements CISO 12117:1997 , MOD) 2005-09-19发布2006-04-01实施中华人民共租国国家质量监督检验检在总局也世中国国家标准化管理委员会4叩GB/T 19930-2005 目次前言.
2、 . . . . 1 1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.1 4 符号和单位.35 试验方法和设备. . . . . . . . . . 5 5.1 总员u. . . . 5 5.2 检测仪表.5 5.3 试验设备.5 5.4 TOPS/回转平台在基座上的固定.5 6 试验加载程序.5 6.1 总则. 5 6.2 侧向加载.67 材料温度.7 8 验收.79 TOPS的标记.810 报告结果.8 附录A(规范性附录符合GB/T19330-2005的TOPS试验报告9附录B(资料性附景)TOPS的纵向加载试验. 10 四月199302005前言本标准是首次制定。卒标准修改采用ISO
3、12117，1997(土厅机械小型挖掘机倾翻保护结构的试验室试验和性能要求以英文版)，包括其2000年12月1日出版的技术勘误10本标准根据SO12117，1997重新起草。本标准与SO12117 ，1997的技术差异如下。a) 对规范性引用文件z一一SO12117，1997中引用了两个将要出版的ISO标准，现本标准的引用改为采用国际标准现行版本的我国国家标准，GB/T8498-1999(土方机械基本类型术语H叫vISO 6165，1997)和GB/T19932-2005(土方机械液压挖掘机司机防护装置的试验室试验和性能要求圳市o10262，1998，MOD)，本标准相应删除了ISO12117
4、，1997中关于版本说明的脚注1)和脚注2); -ISO 12117，1997中引用的是ISO898-1 , 988，现本标准的引用改为采用SO898- ,1 999 的GB/T3098. 1-2000(紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱。b) 删除了ISO12117，1997中7.2中的注注z采用英制的国家，应采用相同性能级别的螺栓和螺母。为了便于使用，本标准还做了一些编辑性修改:本国际标准一词改为本标准，; 用小数点jj代替作为小数点的，3删除了国际标准的前言。本标准的附录A是规范性附录，附录B是资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由机械工业士程机械标准化技术委员会归口。本标准负
5、责起草单位:天津工程机械研究院。本标准参加起草单位z广西柳工机械股份有限公司、三一重工股份有限公司。本标准主要起草人=阎型、林建荣、朱传宝。土方机械小型挖掘机倾翻保护结构的试验室试验和性能要求GBjT 19930-2005 1 范围本标准规定了一种在静载荷作用下评价倾翻保护结构(TOPS)承载性能的统一的、可暨复的方法，并规定了在这样载荷作用下典型试件的性能要求.本标准适用于工作质量为1000 kg6 000烛，带回转动臂的小型挖掘机(按GB/T849吕定义)的TOPS. Z 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误
6、的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法(GB/T229 1994.eqv ISO 148 .1 983) GB/T 3098. 1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺桂(GB/T3098.1-2000, idt ISO 898-1 , 1999) GB/T 3098.2紧固件机械性能螺母租牙螺纹的B/T3098.2-2000 ,idt ISO 898-2 , 1992) GB/T 6572. 1-1997液压挖掘机术语(eqvISO 7135 ,1
7、 993) GB/T 8498土方机械基本类型术语(GB/T8498-1999 , eqv ISO 6165 .1 997) GB/T 17772-1999土方机械保护结构的实验室鉴定挠曲极限量的规定(idtISO 3164 ,1 995) GB/T 17921-1999 土方机械座椅安全带及其固定器(idtISO 6683 , 1981) GB/T 19932 土方机械液压挖掘机司机防护装置的试验室试验和性能要求(GB/T19932-2005.ISO 10262 ,1998 ,MOD) JB/T 7690 工程机械尺寸和性能的单位与测量精度。B/T7690-1995，叫vISO 9248 .
8、1 992) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 倾翻保护结构tip-over protective structure(TOPS) 有一系列的结构件，它的主要目的是如果机器出现倾翻时，使带有座椅安全带装置(3.5)的司机减少被挤伤的可能性。注:结构件包括各种辅助支架、支撑、安装件、支座、螺栓、销钉、悬挂或弹性吸摄器，这些结构件将保护结构革统固定在回转平台上，结构件不包括与回转平青形成一体的安装装置。3. 1. 1 司机室式TOPScabiu type TOPS 机器上的司机室带有TOPS。3. 1. 2 顶棚式TOPScanopy lype TOPS 机器上的顶棚带有TOPS。
9、注:在鉴定试验时，两种形式的TOPS应看作是与TOPS的主要部件为一整体，而无论这些主要部件在加载中分离与否曰GB/19930-2005 3.2 落物防妒装置falling object guard(FOG) 为了保护液压挖掘机司机所处的位置而设立的顶端装置和前端装置(见GB/T19932). 3.3 回转平台swing frame 小型挖掘机上部回转的主车架或主支承结构件.TOPS直接安装其上面。3.4 回转式动臂swing-type boom 以动臂底端为轴的水平转动的动臂(见GB/T6572.1-1997.图18)。3.5 鹿椅安全带装置se现Ibelt町sl.皿含固定器的座椅安全带(G
10、B/T17921-1999.定义3.衍。3.6 基座bedplate 为了试验，用于安装机架的试验设备中牢固的刚性部件。3.7 挠曲额限量deflectlon-Iimitlng volume(DLV) 一个高大、穿普通衣服、带安全帽、坐姿男性司机的垂直投影近似值见GB/T17772-1999.图1)。GB/T 17772-1999.定义3.1J3.8 典型试件repr四entativespecimen 用于试验的TOPS.制造商说明书中规定的安装件和机器机架(整体或部分)。3.9 载荷分配装置load distribution devlce 载荷作用点上用于防止TOPS构件被局部穿透的装置.3
11、.10 3.11 3.12 3.13 载荷作用点load application poinl 试验载荷作用于TOPS的点。TOPS的挠曲量den配tionof TOPS 由载荷的作用引起的TOPS的位移，该位移在载荷作用点测得。模拟地平面simulaled ground plane(SGP) 倾翻后，假想的机器停止的平面。侧向模拟地平商laleral slmulated ground plane(LSGP) 机器处于侧向倾翻位置，通过最远点确定的垂直平面(见图1).围绕该点的水平轴线与DLV偏离15的平面规定为LSGP.该平面是在无载的TOPS情况下确定的，并同时保持与垂直面成15状态，随加载
12、的构件移动。3.14 工作质量operating mass 包括带有制造商规定的工作装置和附属装置、司机(75kg)、燃油箱加足燃油，并且其他液体系统加GB/T 19930-2005 到制造商规定液位时的主机质量。注:一般粘附在机器上的士壤、泥目、石块、树枝、碎片等不作为机器质量的一部分。按试验要求，任何挖掘、装运和搬运的物料都平视为机器质量的一部分。/| / 1 /| 标号za-TOPS上部构件，侧向载荷作用处eb 从构件a的端部看去最远的点$c 通过点b的垂直线gd 平行于机器纵向中心线，通过钱段c的垂直平面，e侧向模拟地平面。图1侧向模拟地平面(LSGP)4 符号和单位下列符号和单位适用
13、于本标准，4.1 U，被结构吸收的能量，与机器质量有关，单位为焦耳。).4.2 F，力，单位为牛顿CN)。4.3 m，制造商建议的最大质量，单位为千克(kg).制造商建议的最大质量包括工作条件下的附属装置、所有装足的油箱和水箱，随机工具及TOPS.4.4 L，TOPS的长度，单位为毫米(mm)，定义如下.a) 对于带FOG和(或)悬臂承载构件的单柱或双柱TOPS，L包括DLV长度垂直投影的悬臂承载构件的部分，它在TOPS的顶部测量，从TOPS性的最外面到悬臂承载构件的最远端(见图2)。b) 对其他TOPS，长度L是前后立柱外侧之间最大的纵向距离(见图3)。4.5 W，TOPS的宽度，单位为毫米
14、(mm)，定义如下.a) 对于带FOG和(或)悬臂承载构件的单柱或双柱TOPS，W包括DLV宽度垂直投影的悬臂承载构件的部分，它在TOPS的顶部测量，从TOPS柱的最外面到悬臂承载构件的最远端(见图2)。GB/T 19930-2005 l)对其他TOPS.宽度W是左右立柱外侧之间最大的横向距离(见图3)。4. 6 ，TOPS的挠度，单位为毫米(mtn)。挚荷骨配器注2载荷分配辑和承窝用于防止局部穿透并且维持载荷作用的装置。圄2双柱TOPS侧向载荷作用点单位为毫米DLVIIJ界面注载椅分配器和承商用于防止局部穿透并且维持载荷作用的装置，固3四柱TOPS侧向载荷ii用点GB/T 19930-200
15、5 5 试验方法和设备5.1 总则在侧向，吸收能量是TOPS的要求。在侧向载荷作用下有挠度限制.在侧向载荷作用下的能量要求和挠度限制(DLV)是用于保证TOPS没有显著的变形，同时保持足够的性能抵御倾翻带来的冲击。由给寇的实际倾翻造成的结构变形不需要进行重复的评价。但可以预料，对个系安全带坐着的司机至少可以在下面的情况下不被压伤z平坦的硬土路面;一绕回转机架纵向轴翻转90，机器始终与路面没有失去接触。5.2 撞测仪表测量质量、力和变形用的仪表应符合JB/T7690的规定，5.3 试验设备试验设备应能将TOPS或回转平台固定在底板上，并施加按表1中的公式确定侧向作用力。5.4 TOPS/回转平台
16、在基座上的固定5.4.1 TOPS应该固定在回转平台上，如同装在机器上一样(见图4)，试验时不需要整台的回转平台，但国转平台及其安装的TOPS应代表一台机器结构布置。可拆卸的驾驶室窗、仪表板、门和其他非结构件均应拆掉，使之不影响TOPS的试验结果。5.4.2 TOPS/国转平台应固定在基座上，使平台和底板的连接构件在试验时变形最小。TOPS/回转平台除了最初的连接作为支承外，不得再与基座上的其他部位连接。5.4.3 试验时任何机器/地面的悬挂构件应从外面锁住，使它们对构件的力变形关系不产生影响。用于把TOPS安装到机架上和作为载荷传递件的悬挂构件安装就位，并在试验开始时即起作用。TOPS 回辑
17、平台直缚是置a) 固定装置b) 实际的机器(作为对比固4回转平台的固定6 试验加载程序6.1 总则6.1.1 在加载之前应确定全部载荷作用点，并在结构上标注出来。6.1.2 在加载过程中不允许校正和修理。6. 1. 3 可用载荷分配器防止局部穿透，但其不应妨碍TOPS的转动。TOPS 回辑平台回辑主承下拿架GB/T 19930-2005 6.1.4 tops应具奋抵御表l中指定的纵向载荷吸收能量的性能。通过正常的设计方法.TOPS的设计可以有足够的纵向抵抗力，因此，在本标准中纵向载荷试脸是不要求的。一旦此试验被要求，将参照附录B来执行.襄1所需能量的计算公式侧向载荷能量/J纵向载荷能量1)13
18、000 (前丽)1.254叫帚而)1. 5 6.2 侧向加辙6.2.1 载荷分配器不得在大于0.8L上分配。6.2.2 对于单柱或双柱的TOPS.初始加载应由长度L和DLV前后平面垂直投影来确定。载荷作用点可以不在距单柱或双柱TOPS结构的L/3肉。如L/3点在DLV的垂直投影和单柱或双柱的TOPS结构之间，载荷作用点应从结构上移开，直到进入DLV的垂直投影为止(见图Z)。6.2.3 对多于双柱的TOPS.载荷作用点应位于DLV前后界面之外80mm平面的垂直投影之间(见图3)。6.2.4 司机座椅偏离回转纵向中心线时，载荷应加在靠近座椅一侧的最外边。司机座椅在回转平台中心线上时，如果TOPS的
19、结构和安装方式便从左或从右加载会产生不同的力-变形结果时，则应选择对TOPS/回转平台具有最恶劣的加载条件的侧进行加载。6.2.5 初始加载的方向是水平的，并垂直于通过回转机架纵向中心线的垂直平面。随着加载的继续进行.TOPS和回转机架的变形而引起加载方向的改变是允许的。6.2.6 如加载是静态的，则变形速度也是如此，当载荷作用点的变形速度不大于5mm/s.)Jl载荷作用速度可以认为是静态的.变形增量不大于15mm时(载荷合力作用点).力变形数值应记录。继续加载直到TOPS达到能量要求，能量U的计算方法见图5。计算能量时所用的变形是TOPS沿力的作用线产生的变形，用于立承加载装置的任何变形不得
20、包括在总变形之内。啊怜，FF/ 斗/句/,/ , (.r- F,.) 望靡能量:11Fl , r. , Ft+F2 ，F町、牛U= .:.J.l;j + Cz -.11)-旦+C1N-，N-I)一一-2-固5加重E试验的力变形曲线GB/T 19930-2005 7 材料温度7.1 除加载要求外、还要求材料的温度应能保证TOPS有一寇的抗脆裂性。如呆材料的说明书和采购确保在随后制造的TOPS的材料具有和试验用典型试件相似的韧性，则所奋结构件就可以满足试验室一18C及其以下温度静态加载试验的抗脆裂性要求。作为选择，倘若TOPS用的所有结构件由满足7. 27. 4要求的材料制成，在较高温度下此要求通
21、过加载是可以满足的。7.2 结构上所用的螺栓应符合GB/T3098. 1中规定的8.8级、9.8级或10.9级;所用的螺母应符合GB/T 3098.2中规定的8级或10级。7.3 TOPS的结构件和装在机架上的安装件应是钢制品，并应满足或超过表2规定的在-30C时V形缺口摆锤(CVN)的冲击韧性(V形缺口摆锤试验主要是质量控制的验证，所表示的盟度与工作条件没有直接关系人试件应是纵向取样，在焊接成TOPS之前从带材、管材或型材的材料库中取样。管材或型材的试件应从最大端的中间取样但不得包括焊缝(见GB!T229)。襄2V形缺口摆锤最小冲击韧性试件尺寸!tntn30C时吸收功/JlOXI0 11 I
22、OX9 10 10X8 9.5 10X7.5 9.5 10X7 10X6.7 8.5 10X6 10X5 7.5 10X4 lOX 3.3 lOX3 lOX2.5b 5.5 a 另外种能量要求也可以在-20C以下，且是-20C时规定值的2.5倍.其他影响冲击能量强度的国章有轧制的方向、屈服强度、统理方向和焊接等。这些都是与钢材的选择有关.b 为优先选用尺寸试件尺寸，不得小于材料允许的最大优先尺寸.7.4 最大含碳量为0.2%、厚度小于2.5mm的钢材被视为满足V形缺口摆锤试验要求。8 验收8.1 在一个典型试件的试验中，试验应达到或超过规定的侧向能量的要求，应按表l中的公式确定所需的能量。8.
23、2 TOPS的变形限值是绝对的规定，在侧向加载试验过程中，任何时间TOPS的部件均不得进入DLV，8.3 在侧向加载试验过程中，除按8.4规定外，侧向模拟地平面(LSGP)任何时候均不得进入DLV，8.4 对于安装在机器边上的司机座椅，当侧向加载时，司机面对的方向是TOPS变形的方向，则DLV的上部允许向前绕它的定位轴(LA)转动15.并应符合GB/T17772中规定的以防TOPS构件(或LSGP)妨碍试验。如DLV向前转动时，而对机器任一部件或操纵杆产生较小角度干扰的话，则应小于1ST见图门。GB/T 19930-2005 8.5 在n:佳轴(LA)上面DLV的部分侧向加载(见GB/T177
24、72)当符合最小的能量要求时允许侧向偏离或倾斜15见图仙门。在LA下面的部分DLV可以忽略不计，8.6 TOPS不应由于回转平台或安装件的故障而从回转平台上脱开。9 TOPS的标记9.1 符合本标准要求的TOPS应按9.2和9.3的规定来标记。注:关于FOG的资料可包括在本章内。9.2 标记要求9.2.1 标记应是永久型的，并永久的固定在TOPS上.9.2.2 标记应置于机构容易看到的地方，且应该防止天气变化的侵蚀。15. a) 允许DLV主部绕定位轴(LA)倾斜 DLV上部的侧向倾斜圈6DLV上部的倾斜9.3 标记内容标记应包括以下内容:a) TOPS制造商名称和地址pb) 如果有，记上TO
25、PS标识编号;c) 与TOPS配套机器的型号、系列号J:k制造商名称，d) 机器最大质量隅，TOPS符合本标准规定的性质要求ge) TOPS符合性能要求的国际标准号(可以包括国家标准);f) 其他认为合适的资料如2安装、修理或更换等)。10 报告结果试验结果应按附录A中规定的内容写出试验报告。GB/T 19930-2005 A.1 识虽IJA. 1. 1 机器类型制造商型号编号回转平台件号A. 1. 2 TOPS 制造商型号编号TOPS件号A.2 制造商提供的资料建议的最大质量DLV的位置A.3 数据面j向载荷能量A.4 试验结果A.4.1 侧向加载附亵A(规范性附录)符合GB/T19930-
26、2005的TOPS试验报告在TOPS构件或模拟地平面没奋侵入DLV情况下，已经达的到或超过的下列能量水平。达到的最大能量A.4.2 温度及材料A. 4. 2. 1 TOPS和回转平台处于进行试验。A.4.2.2 当A.4. 2.1的温度低于18C.应完成zTOPS金属构件V形缺口摆锤冲击韧度要求，在一个试件尺寸进行。吸收功螺母性能等级螺栓性能等级A.5 证书mmX 对最大机器质量为试验日期kg的本次试验符合GB/T19930-2005的最低性能要求，试验部门名称和地址试验人员试验报告日期kg mm上GB/T 19930-2005 附最B(资料性附录TOPS的纵向加载试验B.1 试验程序B.1.
27、1 侧向载荷除去后，应对TOPS施加纵向载荷，B. 1. 2 纵向载荷应作用在原先已确寇了但现在可能有变形的位置(侧向载荷可能导致TOPS的永久变形)，如果没有后横梁或前横梁，载荷分配器可以覆盖整个宽度，否则载荷分配器应在TOPS的0.8 W内分配载荷(见图2和图3)。B. 1. 3 纵向载荷应沿TOPS的纵向中心线，作用在TOPS的上部构件上。B. 1. 4 加载的方向前或后)选择原则是z使TOPS、回转平台能经受最严格的考验。最初的加载方向应是水平，且平行于机器的纵向中心线。在决定纵向载荷作用的方向时，还应考虑如下国素za) TOPS相对DLV的位置和在为司机提供避免压伤保护方面TOPS纵
28、向变形的影响，b) 对TOPS上的加载的纵向分力起限制作用的机器特性(例如可以减少TOPS的纵向变形的机器上的其他构件让c) 实际倾翻时，当它绕纵向轴线翻转时，经验表明了纵向倾翻可能性或某类特殊机器扭曲的趋势。B. 1. 5 在这样加载下的变形速度认为是静态的，这种加载是连续的-直加jJJTOPS达到表l规定的能量的要求为止。B.2 试验报告B. 2.1 iJl.JlIJ B. 2. 1. 1 机器制造商型号编号回转平台件号B. 2.1.2 TOPS 制造商型号编号TOPS件号B. 2. 2 制造商提供的资料建议的最大质量DLV的位置B. 2. 3 数据侧向载荷能量B. 2. 4 试验结果B. 2. 4.1 纵向加载在TOPS构件或模拟地平面没有侵人DLV情况下，已经达的到或超过的下列能量水平。10 kg 达到的最大能量B. 2. 4. 2 温度及材料B. 2. 4. 2. 1 TOPS和回转平台处于_C进行试验B. 2. 4. 2. 2 仅当B.2. 4. 2.1的温度超过18 C ，应完成:TOPS金属构件V形缺口摆锤冲击韧度要求，在试件尺寸mmX 试验，吸收功螺母性能等级螺栓性能等级B. 2. 5 证书GB/T 19930-2005 mm上进行对最大机器质量为陆的本次试验符合GB!T19930-2005的最低性能要求。试验日期试验部门名称和地址试验人员试验报告日期
