李晓祥, 王安麟, 付志翼

(1.同济大学 机械与能源工程学院, 上海 201804； 2.布伦瑞克工业大学 动力学与振动研究所, 布伦瑞克 38106)

土方机械与其他采用静液压传动的设备相比，具有工况复杂多变、载荷变化频繁且剧烈，对传动系统性能要求较高的特点[1]. 轮式装载机作为土方机械的一种常见设备，被广泛应用于建筑、矿山等多个领域，在实际应用中，装载机零部件尤其是传动系零部件故障率高，损坏严重[2-3]. 傅里叶变换作为常用的信号处理方法，适用于平稳信号处理，对非平稳随机载荷不能获得在某一时刻信号特征，不适用于土方机械载荷谱的处理[4-5]. 传统计数法编制的载荷谱多用于零部件的疲劳寿命试验，无法在时间历程上反映土方机械在作业时的非平稳随机载荷特征，该类型载荷谱不能作为提高传动零部件寿命的有效加载信号[6]. Wei等[7]、Zhang等[8]以及王健等[9]采用雨流计数法分别对装载机和挖掘机传动系统中轮齿进行疲劳寿命试验，未反映出时间历程载荷谱特征信息. 土方机械传动系统复杂的扭矩变化是限制其典型作业工况构建的重要因素[10-11]. 为降低研发成本和缩短新产品开发周期，对传动系统的性能测试多在试验台测试或进行计算机虚拟仿真，但加载信号对测试的结果有很大影响[12]. 由于铲装过程中作业方式改变，频繁换挡，即使在同一作业工况下工作，不同作业段之间的载荷也会有很大差别，传动系统表现出复杂的随机行……