【国家标准(GB)】 农林轮式拖拉机防护装置强度试验方法和验收条件

1引言
中华人民共和国国家标准
农林轮式拖拉机防护装置强度
试验方法和验收条件
Agrlcaltaral and forestry wheeled tractors-Protective structares-Test method n thestreigth ind acceptance condltlons本标准规定了农业、林业轮式拖拉机防护装置的强度试验方法和验收条件。UDC 0$1.372: 629
.114,2 -
GB T121- $0
本标准是参照国际标准ISO3463—1984《农林轮式拖拉机防护装置动载试验方法和验收条件》和ISO5700一1984《农林轮式拖拉机防护装置静载试验方法和验收条件》制订的。防护装置试验的目的在于使拖拉机在正常作业期间由翻车事故造成驾驶员受伤的可能性减至最小。用模拟拖拉机向后或侧面翻车时（悬空摔落除外）施加于驾驶室或安全架上的载荷来试验防护装置强度。本试验可检查拖拉机防护装置和连接支架的强度以及由施加在装置上的载荷可能影响的那些拖拉机零件的强度。
2适用范围
本标准适用十至少具有两轴的充气轮胎拖拉机，可带或不带履刺附件，其质量为800～6000kg，对于静裁试验可达到15000kg，后轮最小轮距一般应大于1150mm。本标难不适用于葡园用窄型拖拉机，低建筑物下与果园用低轮拖拉机，高架式拖拉机和某些林业机械。
3定义
本标准采用下列定义：
3，1拖拉机质量：在工作状态下空载拖拉机的质量，带有加足油，水的油箱和水箱，有金属包层的防护装置和正常使用所要求的履刺或附加前轮驱动部件。不包括驾驶员、选装配重，附加轮、专用设备和负载。
3.2参考质量：为了计算试验中应输人的能量，由制造厂选用的一个质量，它不得小于拖拉机质量（见3.12
3.（拖拉机的）纵向中心平面，通过AB山点且垂直A日的垂直平面。A和B为拖拉机在直行状态下左右导向轮或驱动轮的中心面同通过其转轴的垂直于地平面的交线与轮胎支承面的交点。a.4（拖拉机的）纵向基准平面：通过拖拉机座位标志点和方向盘中心的纵向铅垂平面。对于左右对称布置的拖拉机，此基准面与纵向中心平面重合。3.5座位标志点：其含义和位置的确定见GB6236—86《农业拖拉机驾驶座标志点》,不过在确定座位标志点的位置时，应将座位调整到它的最后和最高位置。对悬架式座位，应将悬架调整到其行程的中点。本标准所采用的其他有关名词术语，其含义见GB6960.1一86《拖拉机名词术语第一部分整机》。
国家标准局1986-12-30发布
1987-09-01实施
4符号
GB 7121— B6
拖拉机质量，kg。定义见3.1。
拖拉机参考质量，kg。定义见3.2，防护装置在截荷作用点处并在载荷作用方向上的变形量，mm。静载试验时，防护装置对应于E;的总变形盘，mm。超载裁试验时，防护装置对应于E的总变形量，Ⅱm。静载力，N。
加载时（不包括超载）所出现的最大静载力，N，对应于E的载荷力，N。
压跨试验中，加在后部的静载力，N。压跨试验中，加在前部的静载力，N。F-D-力-变形曲线。
-摆锤重心提升的高度，mm。
参考轴距，应不小于最大轴距，mm。绕后轴的参考惯性矩，不包括后轮，应不小于绕后轴的最大惯性矩，kg·m’，侧向加载时所吸收的输人能量，。纵向加载时所吸收的输人能量，J。-第二次纵向加载时所吸收的输人能量，J。防护装置所吸收的应变能，即在D=D处F-D曲线下的面积（见图10）。-附加载荷之后，随着开裂式破损，由防护装置吸收的总应变能（见图10，全部曲线下的面积)。
5试验设备
5.1防护装置变形的测量装置。
全部试验结束后测量防护装置永久变形的装置。为了检验试验过程容身区是否受到侵人，可使用图1所示的测量框架。5.2确定座位标志点位置的装置：参见GB6236一86。6,a 撞击试验
5.3.1摆锤：质量为2000kg，不包括悬链，其形状尺寸如图3所示。摆锤的重心应与其几何中心重合。悬链的最大质量为100kg。摆锤应用双链悬挂在距地面等于或大于6m高的枢轴点上，其装置还应能在撞击时防止摆锤旋转或反向撞击。5.$.2固定拖拉机的装置：用钢丝绳和张紧装置将拖拉机固定在地轨上，地轨约以600mm的间距分布在摆锤悬挂点下的场地上，地轨上应有固定钢丝绳的装置，此装置应能沿地轨移动以调整固定的位置。
钢丝绳应按GB1102一74《圆股钢丝绳》，用囤形多股纤维芯铰合的，结构型式为6×19，抗拉强度为1700~2000N/mm2。钢丝绳的名义直径如表1规定。表1钢丝绳的名义直径
拖拉机质量， kg
小于5000
大于或等于5000
钢丝绳直径，m
GB T121-86
5.3.3方木垫，截面为150×150mm，如图4，5和6所示，用来约束后轮或抵紧前，后轮的侧面。5.3.4支撑，侧揽击时用来紧抵相反·侧的后轮，如图6所示，其长度应可调。5.3.5测量弹性变形的装置：侧向撞击和静载试验时用，如图7所示。5.4水平加载试验
5.4.1将拖拉机底盘架空并牢固地固定在地面上的装置。5.4.2使载能沿其垂直方向均布的梁：长为250~700mm且为50mm的倍数，梁与防护装置接触的校边圆角半径不大于50mm。
5.4.8万向加载机构：加载机构应用球铰或其他类似装置以保证加载机构不妨碍防护装置转动或向加载方向以外的任何方向移动。5.4.4测量加载点力和变形的装置：为保证精度，应能连续记录。5.5压跨试验
5.5.1将拖拉机底盘架空并牢固地固定在地面上的装置。5.6.2在防护装置上向下施力的装置：如图8所示，刚性架底宽250mm。6.5.3测量总垂直作用力的装置。6拖拉机和防护装置的试验准备
6.1防护装置应符合产品技术要求，按制造的规定，将防护装置安装到相应的拖拉机上，不得增加任何其他支撑。
6.2轮距的调整应以试验中不与防护装置1涉为原则。6.3变速杆置于空档位置，手制动杆置丁松开位置。6.4将所有可拆的窗、门和非结构件卸下，以免增加防护装置的强度。作业时可能打开的门、窗，在试验时也应保持在打开位置。6.5在拖拉机底盘和防护装置上装上必要的仪器或辅助装置，如均布梁、附加梁等。6.6撞击试验
B.6.1对不同型式的拖拉机，按表2规定，对轮胎气压进行检查和充气。轮胎内不得充水。6.6.2将拖拉机牢固地固定在摆链悬挂点下的场地上，它的位置应使撞击点位于防护装置的上边缘处，并与摆锤重心的运动轨迹一致。捆系拖拉机的锚定点应在拖拉机后轴后约2m和前轴前1.5m处。张紧钢丝绳后，轮胎所产生的相应变形如表2。表2
拖拉机型式
四轮驱动（前后轮尺寸相间）
四轮驱动（前轮小}后轮》
两轮动
轮胎压力
形
GB 7121—86
6.6.对于前、后向的纵向撞击试验，将拖拉机前、后轴用钢丝绳系紧，并以方木垫如图4、5所示在摆锤撞击相反一边抵紧相应的轮子。对于侧撞击应如图6所示，钢丝绳应绑在靠近撞击一侧的半轴壳上，在反侧的前后轮侧面用方木垫抵紧轮胎，另用支撑楔在后轮图上，且另-端牢固地抵在地面上的定位装置上。支撑的长度应在抵紧轮圈时，它与水平成30°±3“角。6.7水平加载试验
将拖拉机架起来，轮胎悬空并牢固地阅定在地面上。加载时底盘不得移动。6.8压垮试验
在半轴壳下将拖拉机支承起来，使施加的垂直载荷不作用在车轮上，见图8。?试验步票和要求
7.1动载试验项目和顺序（与静载试验任选）7.1.1对前轮承受无配重重量小于50%的拖拉机按下列顺序试验：B，后撞击试验
b。后压垮试验
前撞击试验
侧撞击试验
前压跨试验
对于单立柱和双立柱防护装置
。后撞击试验
b.压垮试验
c.侧撞击试验
7.1.2对前轮承受无配重重量等于或大于50%的拖拉机则按下列顺序试验。前撞击试验
b.侧撞击试验
后压垮试验
前压跨试验
对于单立柱和双立柱防护装置
a。前撞击试验
侧撞击试验
压垮试验
7.2静载试验项目和顺序（与动载试验任选）纵向加载试验
第一次压垮试验
侧向加载试验
第二次压烤试验
第二次纵向加载试验
对于单立柱和双立柱防护装置
纵向加载试验
b.压跨试验
c.侧向加载试验
7.3在各项试验之间不得修理和校正任何零件7.4击试验
7.4.1在撞击部位如遇有撞击面不足的凸出琴件时，应将块厚度和宽度适当的约300mm长的钢板紧固于此零件上，但不得影响防护装置的强度。GB 7121— 86
7.4.2记录防护装置在擅击试验时吸收的输人能量，它由下列公式计算；E= 19.6H(J)
7.4.8后撞击试验
7.4,,1拖拉机的定位
拖拉机应固定在这样的位置上，摆锤在撞击点时承载链与铅垂方向成20角。如果防护装置的构件在撞击点最大变形（估计值）时与铅垂方向大于20，则可用任意方便的方法调整摆链的角度，使得撞击面和防护装置构件在撞击点处平行并且摆锤承载链与铅垂方向成20°角。7.4.3.2撞击点的位置
后撞击点应在防护装置的后面靠近侧撞击相对一侧的角上，它与拖拉机纵向中心平面半行，并位于从拖拉机纵向中心平面到与防护装置顶部外端相切的垂直面之间2/3距离处。如防护装置的后部为曲线，而曲线的始点到中心的距离小上述两平面距离的2/3，则应在曲线的始点处撞击，即在撞击点处的切线应与拖拉机的中心平面成直角。7.4.3.3摆链提升高度
由下列公式之一计算，所用公式可由制造厂任选：H=2.165×10-am,L2(mm)
H = 5.74x10-2] (mm)
T.4.4前撞击试验
7.4.4.1拖拉机的定位与后撞击试验时相同。7.4.4.2撞击点的位置
前撞击点应在防护装置的前面靠近侧撞击的角上。它与拖拉机纵向中心平面平行且与防护装置顶部外端相切的垂直面相距不超过80mm。如果防护装置前部为曲线并在该垂直平面内侧大于80mm处开始。则撞击应施加在曲线的始点处，即该点的切线与拖拉机的中心平面成直角。7.4.4.8摆锤提升高度
按下列公式计算：
H = 25 + 0. 07 m,式中: m= 800 ~2000kgH=125+0.02m，式中，m,=2000~6000kg7.4.5侧撞击试验
对于侧置座位或防护装置强度非对称情况，应在最可能导致容身区破坏的一侧施加侧向载荷。7.4.5.1拖拉机的定位
对于侧撞击试验。撞击的方向应为水半的。拖拉机应固定在这样的位置上，在撞击防护装置时承载链和摆锤的撞击面位于垂直位置。如果防护装置构件的角度在接触点最大变形估计值）时不垂直，则可用任意方便的方法调整摆锤的角度。使撞击面和防护装置构件在撞击点最大变形处平行。而且承载链保持垂直。7.4.5.2撞击点的位置
如果能肯定某一构件在拖拉机侧向翻车时最先撞击地面，则应对此构件进行撞击。否则应对侧面最上部的构件撞击，其位置应在垂直于纵向中心平面的垂直面内并在座位标志点前70mm。驾驶员的座位应置于纵向中间位置。
7.4.5.3摆提升高度
按下列公式计算：
11=25+0.2m,式：m，=800~2000kgH=125+0.15m，式中：m，=2000-6000kg7.4.5.4弹性变形测量
在拖拉机上装上如图7所示装置，在与容身区上端相切的水平面上测定防护装置的侧向弹性变形。7.5水加载试验
:comGB 7121-86
1.5.1在7.2中所规定的每项试验，都要词量和记录防护装的弹性变形。并且在每项试验之后目视检查防护装置。除第二次压跨试验以外。若加载中已出现裂纹或破损，则10.5.4中规定的超载试验应在7.2的下一个加载程序之前进行。7.8.2由一根符合5.4.2要求的刚性染来分布施加于防护装置上的载荷。置于载荷施加的法线方向且有防止其侧移的措施。如受载荷作用的构件是弯曲的，在加载聚覆盖的长度上有空陈，则空陈处应予填塞，使载荷在整个长度上分布。了.5，如果在载荷作用点处无横向构件，可以使用一根不增加结构强度的代用试验梁，以完成试验过程。
r.6.4载荷施加的速率应能被认为是静态的：即防护装置变形速率小于 5 mm/s。为保证精度，施加载荷时，应在变形增量不大于15mm时同时记录F和D。只要一开始加载，载荷就不应减少，直到试验结束为止。但如果需要，例如为了记录测量数据，则允许中止增加载荷。7.5.5纵向加载试验
对于后轮承重达到50%以上的拖拉机，应从后部施加纵向载荷，否则应从前部施加纵向载荷。载荷应水平地施加到防护装置最上部的横梁处（即翻车事故中可能最先撞到地面的部位）。且平行于拖拉机的纵向中心平面。不论是从后部还是前部加载载荷作用点的位置与后撞击试验的撞击点相同。用来均布载荷的刚性梁，其长度应不小于防护装置宽度（与防护装置最外端相切的两平面之间的距离）的1/3且不得超过这个最小长度49mm。遇下述情况应停止试验
。防护装置所吸收的应变能等于或大于需要的输人能（E)此处：Eil=1.4m，（J）.防护装置的容身区（见8）遗到破坏或使容身区失去保护。7..6第二次纵向加载试验
当防护装置纵向一端是倾斜结构而第一次纵向加载又不是加在防护装置颂斜一端时，则应进行第二次纵向加载试验。
第二次纵向加载方向应与7.5.5中的第一次纵向加载方向相反，并在离它最远的角上。而其他方面与纵向加载同。
遇下述情况应停止试验。
8。防护装置吸收的应变能等于或大于需要的输人能（Eil2）此处：Ei12=0.35m，（J）b。防护装置的容身区遭到破坏或使容身区失去保护。7.5.7侧向加载试验
应水平施加侧向载荷并垂直纵向中心平面。作用于防护装置的上端，通常在座位标志点前170mm处。当拖拉机侧向翻车时，如能肯定驾驶室侧面的某一特定部位首先触地，则应在该部加载。对于双立柱的情况，侧向荷应施加在最上部构件的边上，而不必考虑座位标志点。均布载荷用的刚性梁长度，只要可能则应达到最大值700mm。遇下述情况应停止试验：
8。防护装置吸收的应变能等于或大于其需要的输人能（E），此处：Eis=1.75m，（J）b。防护装置的容身区遭到破坏或使容身区失去保护。7.压跨试验的要求
压跨试验是动载试验和静载试验方法中均要求进行的项目。对于静载试验，第一次压跨试验应在防护装置上第一次纵向加载的同一端进行。第二次压跨试验应在防护装置上与第一次纵向加载相反的一端进进行。
7.6.1后压跨试验
将刚性梁横置于防护装置后部顶上，并使压力的合力位于纵向基准面内。施加的力F=20m，（N）。此作用力在防护装置上任何视觉可见的变形终止后应至少保持5s。当防护装置棚顶后部承受不住全部压力时，此力应一直施加到棚顶变形至翻车时能支撑拖拉机重GB 7121— 88
量的后部零件相重合时为止。然后卸掉此力并改变拖拉机或加载力的位置。以便把梁置于拖拉机完全倾复时，能够支撑拖拉机前部的那点上，并施加全部力。7.6.2前压培试验
将刚性梁横置于防护装置前部顶上，并使压力的合力位于纵向基准面内。施加的力F=20m（N)。此作用力在防护装查上任何视觉可见的变形终止后应至少保持5s。当防护装置棚顶前部承受不住全部压力时，此力应一直施加到棚顶变形至翻车时能够支撑拖拉机重量的前部零件相重合为止。然后卸摔此力。并改变拖拉机或加裁力的位置，以便把梁置于拖拉机完全倾复时，能够支撑拖拉机后部的那点上，并施加全部力（见图9）。。客身区
在图1、2a）和2b）中，对容身区作了图示说明。此区域与纵向基准面有关（见3.4条）。加载时，应假定该基准面随座位和方向盘水平移动，但保持与拖拉机或防护装置的地板垂直。当拖拉机以它的轮子停在水平面上，方向盘调整到供坐着操纵的中间位置时，容身区规定如下：水平面——A,B,B,-42——在座位标志点上方803mmb.倾斜平面——-G,G2I2I1——垂直于基准面，包括座位靠背最后端且延伸通过座位标志点上方803mm，后方130mm的一点
c，“圆柱面——A,A,I,I—垂直于基准面，其半径为120mm，并与上述a，和b.确定的平面相切d圆柱面——B,C,C,Bz-—垂直于基准面，其半径为900mm，并与上述a.确定的平面在座位标志点前20mm处相切，向前延伸400mm，e.倾斜平面—C,D,D,C2垂直于基准面，与上述d.确定的圆柱面前缘相连接，并距方向盘外缘前40mml
f.垂直平面——D,E,E,D2—垂直于基准面，位于方向盘外缘前40mm，g-水平面——E,F,F,E,——在座位标志点下97 mml。按需要的曲面——G,F,F,G2—由上述b.确定的斜面底部边界到上述多.确定的水平面，紧贴座位靠背后表面并大致呈仿形的曲面j.垂直面——J,E,FG,H和JE,FG2Hz———在基准面的两侧距离均不小于250mm。E,E的距离应等于方向盘直径与方向盘外缘两侧各40mm之和或500mm，取其中较大者！.行半面—A,B,C,D,H,I,和AB2CD,H,I——在侧向撞击施加的一侧，其平面的上边缘在倾斜后至少与基准面相距100mm。9公差
试验时的测量值应符合下列公差：防护装置的尺寸和容身区± 3 mml变形量；±3mms
撞击试验时，摆锤的提升高度：±6mm拖拉机质量：±20kg
摆锤质量（不包括链重）：土20kge.
水平加载和压培试验中的作用力：±2%摆锤承载链在撞击点处的角度，土2°惯性矩：5%；
作用力方向的偏差：
试验开始时（零负载），±2
试验期间（加裁时）：水面以上10°，水平面以下20°。0验收条件
GB 7121— B8
10.1防护装置中不应存在当翻车事故时可能引起严重伤害或由于发生变形而夹住驾驶员的零、部件。
10.2在试验时不应有任何零、部件进入条款8所规定的容身区，不许有任何零件撞击座位。此外容身区不应超出防护装置的保护之外。10.3在每项试验后，应对防护装置和拖拉机进行目视检查并应满足下列条件。防护装置的构件，固定支架和增加防护装置强度的一些零件均不得有裂纹，但摆锤棱边造成薄板件的破损可不计。
b。影响防护装置和固定支架强度的焊缝不得有裂纹，不包括连接金属薄板的点焊和滚焊。c。如经试验鉴定部门断定，不会明显降低防护装置抗变形能力，则由金属薄板撕裂而吸收能量是充许的。
10.4当侧向撞击试验时，在与容身区上端相切的水平面内，其弹性变形不得超过250mm。10.5对于静载试验除了上述各条，还应满足下列条件：10.5.1在每次规定的水平加载试验中，在满足能量要求的点上，施加的载荷应超过0.8F元（即F>0.8Fmx)。
10.5.2可能引起裂纹和破损的水平加载试验之后，为了决定防护装置的剩余强度可要求进行超载试验，以保证获得足够的剩余强度来经受可能的多次翻车事故。10.5.9虽然吸收了要求的能量，如果获得最后5%变形时作用的载荷下降超过3%，将要求进行超载试验。
10.5.4超载试验将这样进行：以初始要求能量的5%作增量继续水平加载直到总的附加能量达到20%。
a。如果吸收了5、10或15%的附加能量之后，对于每次5%的增盘，作用力下降不到3%，并且作用力大于0.8F那么将认为成功地完成了超载试验。b.如果吸收20%的附加能量之后,作用力超过了0.8Fma那么将认为成功地完成了超载试验。c，在超载试验时，允许容身区受到侵人或失去保护。但在卸掉载荷之后，结构将退出容身区，并且容身区重新受到保护。
10.6如果防护装置具有抗严寒天气的耐低温性能，那么制造厂应予说明，并记人报告中。在-18℃或更低温度下按7进行试验是提供这种资料的一种方法。另一种合理的方法给在附录A（补充件）中，这是国际标准中建议采用的，可供我国参考。11在其他型号拖拉机上的运用
对于在某种机型上已达到验收条件的防护装置拟用于其他型号拖拉机时则不需要在每种型号拖拉机上进行7规定的试验，但提供的防护装置和拖拉机应符合11.1~11.5中的规定。在这种情况下，试验报告应包括以前的试验报告以供参考。11.1这种拖拉机的质量将不超过试验中所用参考质量的5 %。11.2连接的方法与其连接的拖拉机部件应是相同的或等强度的。11.可为防护装置提供支撑的任何构件，如档泥板和发动机罩应是相同的，或至少能提供同样的支撑。
11.在防护装置内座位的位置和极限尺寸以及防护装置在拖拉机上的相对位置应在整个试验中都能保持容身区在已变形装量的防护之内。11.5对于撞击试验，如果后撞击试验摆链提升高度是由公式1计算的，则最大轴距不应超过参考轴距。如果摆锤的提升高度是由公式2计算的，则绕后轴的最大惯性距不应超过参考惯性距。12铭牌
GB 7121- 86
1.1如果防护装置上具有铭牌，那么铭牌上至少应包括下列内容：防护装置制造厂或地址，
防护装置编号
安装防护装置的拖拉机牌号和型号！c
防护装置已通过鉴定的国家标准或国际标准号：12.2铭牌可肇而永久地安装到防护装置容易看到的地方并避免损坏。1试验报告
试验报告按附录日（参考件）编写。座位标志点
注：其它尺寸见图6a）和6b)
图1容身区
最小值
最小值戒等于方向
盘直径加80mm
敢较大值
（最小值或等于方向
盘半径加40血
《职较大值
依拖拉机而定
座位标志点
《）客身区的视
重心轴线
撞击面一
GB 7121—容临
托住剩余整
桑的委全钩
图3摆锤的图解
鳞药一
100mln
（3）在座位标志点前20mm处，
前/后规容身区
肝放机构的附性
高度调整
一固定钢丝绳
一固定制丝组
GB 7121—86
罐定后,将 150 × [50 mm 的
方木垫卡在两后轮之前
图4捆系方法示例—
由后方撞击
销定后, 将 [50 × [50 mm的
方木垂卡在两后轮之后下载标准就来标准下载网
图5捆系方法示例一一出前方撞击援经重心的运动轨速
通过推击接触点
摆幅重心的运动轨迹
通过撞击接触,点
一解切
GH 7121- 86
谢面，以保证与能困的接触
一方木些
接锤重心的运动缺
透通过插存撞融点
一不张紧的丝绳（任选）
锚定后，楞方木垫卡在前轮和后轮的侧面，并将变悼换在轮围上图6捆系方法示例——由侧面撞击装在机上的水平杆
核在拖拉机底
盘的垂直杆
唯换卡块
1一水久套胀
2 —弹性查形
1一总（永久加弹性）查形
图了测最弹性变形的装置示例
ww.bzsosocom
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