【国家标准(GB)】 自行式林业机械 滚翻保护结构 实验室试验和性能要求

ICS 65. 060. 80
中华人民共和国国家标准
GB/T20448-2006/IS08082:2003
自行式林业机械
滚翻保护结构
实验室试验和性能要求
Self-propelled forestry marhinery--Roll-over protectivestructure---Laboratory tests and performance reguirements(IS0 8082.2003,IDT)
070117000023
2006-07-12发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2006-12-01实施
本标准等同采用国际标准IS08082：2003%自行武林业机械性能要求》。
本标谁附录A为规范性附录。
本标准由国家林业局提出。
本标准由全国林业机械标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：国家林业局哈尔滨林业机械研究所，本标准渗参加起草单位：东北林业大学机电学院。本标摊主要起草人：马志远、李树森本标准首次发布。
GB/T 20448--2006/IS0 8082:2003滚翻保护结构-…-实验室试验和I
1范围
GB/T 20448—2006/ISO 8082:2003自行式林业机械滚翻保护结构
实验室试验和性能要求
本标摊规定了在静态载荷作用下，自行式林业机械滚翻保护结构（ROPS)受力弯曲特性的统一的、可重复验证的评价方法，并规定了在此裁荷下，对试验样机的性能要求。它可应用于GB/T19365定义的林业机械，如：集运机、集材机、伐木旧堆机、联合作业机，联合木机和装载机·但不能应用于旋转工作台上装备了驾驶室和工作台上安装了起重臂的机械。往，施转工作台装备了笃驶室和工作台安装了起重臂的机械的试验方法和技术要求的开发工作正在进行中，这些机械将被包括在将来的围际标准IS）0%2的修订版巾2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（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然面，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，其最新版本运用于本标准。GB/T3098.1紧紫剧件机械性能第1部分：螺栓、螺钉和爆柱（CB/T3098.1--2000,idtIS089811999)
GB/T3098.2紧固件机械性能第2部分螺母粗牙螺纹（GB/T3098.2—2000,idtISO898-2:1992)
GB/T8420土方机械司机的身材尺寸和司机的最小活动空间（GB/T8420—2000eqVISO3411:1995)
GB/T17772十方机械保护结构的实验室鉴定挠曲极限量的规定（GB/T17772--1999,idt150 3164:1995)
GB/T19365月
自行式林业机械术语、定义和分类(GB/T19365—2003,IS0 6814;2000,IIDT)IS148钢材--—V形缺口摆锤式冲击试验3术语、定义和符号
下列术语、定义和符号（见表1)适用于本标准，3. 1
滚翻保护结构roll-overprotectivestructere：ROPs结构件系统，其主要作用是在机器口翻车时降低系着安全带的驾驶员被挤压的可能性。注：该结构件系统包括所有用来与机架固定的底架、支密、框架，套管、螺栓、销轴、悬挂装置或弹性诚炭器，但不包括与机架形成一体的安装构件，3.2
挠曲极限量 deflection-limiting volurne; DLy挠曲极限量是试验用的模型，其体积为GB/T8420所定义的穿戴标准工作服和安全帽，身材高大的男性驾驶员坐姿时的各垂直方向投影的近似值。3.3
落物保护结构faling-objcct protective structure;FOPs结构件系统，该系统的设计应能合理地保护驾驶员免受落物（如树术，石块)的伤害。GB/T20448—2006/ISO8082.20033.4
驾驶员保护结构operatorprotectivestructure：OPS结构件系统，该系统的设计应能将驾驶员受到穿透物（如摇电的小树、树支和断裂的绞盘机钢丝绳）伤害的可能性降到最低。
模拟地平面simnlatedgroundplaneSGP林业机械翻车后静止其上的假想平面。3.5.1
侧向模拟地平面lateral simulatedgroundplane：LSGP林业机械翻车后，机械侧面静止其上的假想平面，该假想平面与通过最外点建立的与挠曲极限量的水平轴线平行的铅垂面成15°角，见图1。注：侧向模拟地平面是滚翻保护结构不受载荷时建立前-该平面应随受载荷后构件的移动而移动，且始终保持与铅垂面成15°角。
一滚翻保护结构的顶部，侧向载荷作用处2从构件（1)侧视图看的最外点：3—机器的纵向中心线
T15LSGP
4——过点（2)且平行手机器的纵向中心线（3)的铅垂平面：一侧向模拟地平面。人
图1侧向模拟地平面的确定
垂直模拟地平面verticalsimulatedgroundplane；VSGP具有滚杆式滚翻保护结构的林业机械翻车后，机械顶面朝下静止其上的假想平面，该平面由滚翻保护结构的项部横梁和可能与其同时着地的机器的前（或后）部分所构成，并由能够保持机械项面朝下状态的平面决定。
注1：垂直模拟地平面随滚翻保护结构的变形而移动。注2：垂直模拟地平面只用于滚杆式滚翻保护结构。3.6bZxz.net
machinemass(m)
机器质量
生产商给出的机器最大质量，它包括使机器处于正常运转状态下的附属机构和随车工具、滚翻保护结构以及所有油箱和水箱注足时的质量，但不包括其拖皮的设备（如：削片机、植树机、圆盘粑）和任何装2
载在机器上的货物质量。
试验室静态测试
表1符号
结构吸收的能量，与机器质量有关力
机器质量
滚翻保护结构的变形
GB/T20448—2006/IS08082:2003单位名称
警告：本标准规定的某些试验及采用的试验过程可能会引起危险情况的发生。4.1装置
单位符号
固定滚翻保护结构或机架组件与底座相连接的装置应符合以下规定，并为能从侧向、纵向和铅垂方向施加载荷提供有利条件。
挠曲极限量及其安装位置应符合GB/T17772的有关规定。挠曲极限量应牢固地安装在正常安装驾驶员座椅的相向位置处，并在整个正式试验期间保持其位置不变。对于具有正反两个驾驶位置的机器，挠曲极限量的体积应综合考虑两驾驶位置的间距4.2仪器
试验应配备测量仪器，用于测量对滚翻保护结构所施加的力和滚翻保护结构在力的作用下的变形量，测量仪器的精度等级应符合表2的要求，R
演翻保护结构的变形
对滚翻保护结构施加的力
表2仪器精度要求
测得最大变形量的士5%
测得最大力的土5%
日百分数是测量议器精度的额定值，而不是需要做补偿超限试验。4.3设备
4.3.1总则
4.3.1.1滚翻保护结构与机架的连接滚翻保护结构应固定在机架或机体上，安装位置应为其正常的工作位置。由于只是为了评价滚翻保护结构的性能，所以并不需要一台完整的机器，机架或机体和滚翻保护结构就可代表一台完整的机器，所有正常可拆下的车窗、仪表板，车门和其他非结构件都应该拆除，使之不影响对滚翻保护结构的评价。
4.3.1.2滚翻保护结构或机架组件与底座的连接滚翻保护结构和机架组件应牢固地固定在底座上，这样可使连接构件和底座的零件在试验时变形最小，在施加侧向载荷期间，除了作为支撑的初始连接外，滚翻保护结构和机架组件不应与底座有其他任何形式的连接。
机架与底座的连接点应直接选在或接近前桥和后桥支撑处。对于铰接机器，如果评价时需要用到前后两个机架，则铰接处应当锁定，以便两机架处于同一直线上。如果评价时仅用到安装有滚翻保护机构的机架，则连接点应选在或接近机架的两个最末端（见图2)。3
GB/T20448—2006/15O8082:20034.3.1.3减震器的消除
图2机器与底座的安装
安装应固可靠或采用修正的方法，或两者同时采用。因此，应有效地将机器的任一可能认为属悬挂装置的零部件(橡胶、气、汽油、机械弹簧)当作减震器圳以消除。但是如滚翻保护结构本身包括有悬挂装置或弹性减震器.则不应进行修正。4.3.2铅垂加载
对铅垂载荷来说，除了要进行破坏性或变形矫正试验外，固定或支撑滚翻保护结构和机架组件的紧固力没有给出限定值。
4.4试验规程
4.4、1总则
试验规程应出4.4.2、4.4.3和4.4.4中定义的操作程序组成,并应按其给定的顺序执行。任一滚翻保护结构和机架组件中构件的被坏性和变形矫正试验应在侧向、垂直和纵向载荷试验期间或之问行。
注：参考图中给出的是原理图，不要以此来限制载荷分配器的设计。4.4.2侧向加载裁
4.4.2.1力-变形特性应山滚翻保护结构项部承受侧向力的主要纵向构件决定。4.4、2.2对于其有两个文柱以卜的滚翻保护结构.侧间载荷施加应间接地通过载荷分配器进行，该载荷分配器的长度不应大于滚翻保护结构前后两立柱之间水平方向距离工的80%（见图3)。在处理带有曲线构件的情况下，载荷分配器也而以与翻滚保结构连接·但其连接不可对滚翻保护结构的强度有任何影响。I
承载座：
截荷分配器，
注1：载荷分配器和承载座是防止试件被局部打穿井直接传逆力的装置。注2；典型布置图，不要求必须遵守。图3四支柱滚翻保护结构系统载荷分配器4
GB/T 20448—2006/IS0 8082:20034.4.2.3对所有单支柱和双支柱的滚翻保护结构，初始载荷应由长度L和挑曲极限量前后两平面的垂自投影决定。载荷施加点可能不在翻保护结构构件长度 L 的 1/3 范围内。如果 L/3 点在挠曲极限量的垂直投影和滚翻保护结构构件之间，则载荷施加点应沿构件移动，直到其落人挠曲极限量的垂投影内为止（见图4)。
1——承载座：
2——载荷分配器；
-挠曲极限量定位轴，
图4双支柱滚翻保护结构系统裁荷分配装置4.4.2.4施加载荷的初始方向应为水平方向，且与通过机器中心线的铅垂面垂直。随着连续不断地施加载荷，可能会引起滚翻保护结构和机架组作的变形，从而导致载荷方向的变，这是允许的。4.4.2.5如果帮驶员座椅偏离机器的纵向巾心线，载荷应前在靠近座椅侧的最外踏。对于座椅位于机器纵向中心线的情况，如果滚翻保护结构的安装使得从左右两边加载产生不向的力变形关系，则载荷应选在对滚翻保护结构和机架组件的要求最为严格的一侧进行加裁。4.4.2.6当载荷作用点的变形速度不大于5 mm/s时,则载荷认为是静态的。在合成载荷的作用点上，每当变形增量不大于15mm时，力和变形数值应被记录下来，并标在平而坐标图上。继续施加载荷，直到翻保护结构获得所要求的力和能量为，得到的力-变形曲线下的面积就等于能量（见图5）。用于计算能量的变形应是滚翻保护结构沿着力的作用线的变形，任何用于支撑载荷施加装置的构件变形都不应包括在用于能量计算的变形测最中。(An-1.F-1)
【4F】
(a:,F)
(4N,Fn)
FE++(aN-A)
- (42 —4)
图5侧向载荷的力-变形曲线
Fu-i + Fs
GB/T20448-—2006/IS08082:20034.4.3铅垂加载
4.4.3.1卸去侧向载荷后，铅垂载荷应施加在安放在滚翻保护结构项上的宽为250mm的横梁上（见图6）。250mm
图6铅垂载荷的分配和加载
4.4.3.2对于双支柱和多支柱的滚翻保护结构系统，铅垂载荷应加在侧向载荷分布的平面上。4.4.3.3对于具有正反可换向驾驶位置的机器，载荷的作用点应位于正反两位置换位点的中间4.4.4纵向加载
4.4.4.1卸去铅垂载荷后，纵向载荷应施加在滚翻保护结构顶部构件上，其作用线沿滚翻保护结构的纵向中心线，由侧向和铅垂载荷可能会导致滚翻保护结构的永久性变形，所以作用点应在原确定点变形后的位置上。原点由未进行任何试验的载荷分配器和承载座的位置决定。4.4.4.2如果没有后横梁或前横梁，载荷分配器可以横跨滚翻保护结构的整个宽度。在其他所有情况下，载荷分配器分配载荷的宽度不应大于滚翻保扩结构宽度W的80%（见图7）。载荷分配器不应影响直线或曲线型滚翻保护结构的强度8w
1——承载座；
2载荷分配器。
注1：载荷分配器和承载座是防止试件被局部打穿并直接传递力的装置。注2：典型布置图，不要求必须遵守。平行于机器的纵向中心线。
图7铅垂载荷的分配和加载
GB/T20448—2006/IS08082:20034.4.4.3前、后载荷的方向应选在对滚翻保护结构和机架组件的要求最为严格的一侧。载荷的初始方向应为水平方向，且平行于机器原纵向中心线。在决定纵向载荷作用方向时还应考虑如下因素：a）滚翻保护结构相对挠曲极限量的位置和滚翻保护结构可能产生的纵向变形对驾驶员受挤压的影响；
机器特性（即机器上可能阻止滚翻保护结构纵向变形的其他结构件）可能会约束滚翻保护结构纵向构件所受载荷的方向；
实践经验指出，在实际翻车时，某特种机器的纵向翻转或翻转倾向可能产生的情况是随着机器绕纵向轴转动而发生倾斜的。
4.4.4.4由于变形速度的缓慢，可以认为加载是静态的（见4.4.2.6），连续加载该载荷，直到滚翻保护结构已经获得所要求的力为止。5性能要求
5.1总则
在每次试验期间，滚翻保护结构的任何部分不允许进人驾驶员挠曲极限量内（见GB/T17772）。对于具有正反可换向驾驶位置的机器，载荷的作用点应位于正反两信置换位点的中间。模拟地平面不得进入滚翻保护结构的变形区域内5.2力-能量和载荷要求
5.2.1力-能量和载荷要求应满足GB/T17772规定的挠曲极限量的变形范围这些要求与机器质量相关。
侧向载荷要求达到的力应至少满足表3中对应的机械类型所规定的数量值5.2.2
如果在所要求的能量在被满足之前，力已达到或超过所要求的所要求的力利能量不必同时达到。量，则可以减小明但当能量达到或超过所要求的量时，则力就应达到所要求的量R
表3侧向载荷试验期间应达到的最小力机械的种类
轮式林业机械
授带式林业机械
包括那些能够在橡胶轮胎上安装作为附加设备的履带的机器5.2.3
F=60000(10000）
F=70000（6C00）
在进行侧向载荷试验期间，要求吸收的能量应至少达到表4中对各类型机械规定的值。表4侧向载荷试验期间的最小吸收能量机械的种类
轮式林业机械
展带式林业机械
包括那些能够在橡胶轮胎上安装作为附加设备的履带的机器。能量U/J
U=12500(10.5C0)
U=13000(10000）
5.2.4卸去侧向载荷后，滚翻保护结构和机架组件应承受一个20Xm的力，单位为牛顿（N），持续时间为5min或直到各变形已经停止，力的持续时间应选两者较短的一个。5.2.5纵向载荷要求的力应当至少达到表5中各类型机械的规定值。7
GB/T 20448—2006/ISO B082:2003表5纵向载荷试验期间应达到的最小力机械的种类
轮式株业肌械！
履带式林业机械
包括邯些能在橡胶轮胎上安装作为附加设备的腰带的机器。5.3温度和材料要求
5.3.1总则
力F/N
F=48 000[
F- 56 00(10 000)
试验室评价应该以滚翻保护结构和机架的全部构件的均匀温度为一18℃或低于一18℃时进行的试验为准。如果试验不是在这一温度下进行的，则应满足5.3.2和5.3.3中对材料的最低要求。5.3.2螺栓和螺母
用来将滚翻保护结构固定到机架上和用米紧固滚翻保护结构构件的螺棒和螺母应具有：螺栓性能等级 8. 8、9. 8 或 10. 9级(见 GB/T 3098.1);螺母性能等级 8、9 或 10 级(见 GB/T 3098.2)。5.3.3冲击强度
滚翻保护结构与主机相连接的固定支座应由钢材制造，钢材的性能应符合表6所规定的强度要求。试件应在滚翻保护结构成型和焊接之前从用于制造滚翻保护结构的扁钢、钢管或型钢上沿纵向截取一段。从钢管或型钢上截取试件应从八寸最大端的中段选取，且不得有焊缝存在（见JSO148）表6摆锤式冲击试验V形缺口试件冲击强度的最小值试件规格/mm
10×100
-30℃
a为扰先选用尺寸。试件尺寸应和材料允诈的最大优先选用尺寸一样。度/J
1温度在一20℃时所婴求的能是温度在一30℃时规定值的2.5倍。其他影响冲击能量强度的因素有轧制方间.山服强度，晶粒取向和焊接性等.在迷川钢材时·应充分考虑这些因素。6试验报告
试验报告应按附录A填。
机器识别
类型：
制造厂：
型号：
机架号：
轮式/履带式机械：
滚翻保护结构的识别
制造厂：
型号：
系列号：
滚翻保护结构编号
制造广提供的资料
机器质量：
挠曲极限量的位置：
技术条件
侧向作用力：
侧向载荷能量：
铅垂作用力：
纵向作用力：
试验结果
附录A
（规范性附录）
试验报告
GB/T 20448-—2006/1S0 8082:2003kg
在滚翻保护结构的构件或模拟地平面（如应用）没有进人挠曲极限量山的前提下，下列力和能量达到或超过要求的数值。
侧向加载
能量达到或超过要求后所得到的作用力：吸收的能量：
铅垂加载
作用力：
纵向加载
作用力；
温度和材料
试验进行时滚翻保护结构和机架的均勾温度只有温度在一18C以上时,才完成下列工作。滚翻保护结构的金属构件做成操锤式冲击试验V形缺口试件的尺寸吸收的能量：
螺母性能等级；
螺栓性能等级：
证明书
接本标推对最大机器质量为
kg的机器进行了试验，已达到了本标准的最低性能要求。机器的3
GB/T20448—2006/IS08082:2003最大质最包括的附件、装备和工具如下：试验H期：
试验室的名称和地址：
试验工程师姓名：
期/试验报告号：
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