前言
本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3449∶1992《土方機(jī)械 落物保護(hù)結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和性能要求》。
本標(biāo)準(zhǔn)將原文中ISO148∶1983《鋼 擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)(V型缺口)和ISO6165∶1987《土方機(jī)械基本類型 術(shù)語(yǔ)》的有關(guān)內(nèi)容直接寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)中,故在“引用標(biāo)準(zhǔn)”章中將其刪除掉。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A和附錄B都是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)建設(shè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由建設(shè)部機(jī)械設(shè)備與車輛標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口單位北京建筑機(jī)械綜合研究所歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:建設(shè)部北京建筑機(jī)械綜合研究所、四川建筑機(jī)械廠。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:程昌永、洪學(xué)軍。
ISO前言
ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)是由各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ISO成員國(guó))組成的世界性聯(lián)合會(huì)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制訂一般由ISO各技術(shù)委員會(huì)完成。各技術(shù)委員會(huì)根據(jù)其專業(yè)主題而設(shè)立,各成員國(guó)家對(duì)該主題感興趣,均有權(quán)加入技術(shù)委員會(huì)。與ISO有聯(lián)系的各國(guó)政府和非政府組織也可參加此項(xiàng)工作。在所有電工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)中,ISO和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)緊密合作。
由技術(shù)委員會(huì)制訂的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案均應(yīng)由各成員國(guó)去投票。作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,須獲得參加投票的成員國(guó)至少有75%的贊成票。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3449∶1992由ISO/TC127土方機(jī)械技術(shù)委員會(huì),SC2“安全要求和人的因素”分委員會(huì)制訂。
本標(biāo)準(zhǔn)為第四版,它在第三版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)性修訂,并取代了第三版。
本國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為落物保護(hù)結(jié)構(gòu)(FOPS)提供性能依據(jù),考慮到有各種等級(jí)和各種大小的機(jī)器在不同的環(huán)境條件下工作,有兩種驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)提供使用,為在4.4所述條件下對(duì)司機(jī)在不同尺寸和不同質(zhì)量的落物提供合理的的保護(hù)。
附錄A和附錄B是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。
1 范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了:
a) 測(cè)量落物保護(hù)結(jié)構(gòu)(FOPS)特性的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn);
b) 在落物保護(hù)結(jié)構(gòu)(FOPS)的典型試驗(yàn)中的性能要求。
注:“典型試驗(yàn)”在本標(biāo)準(zhǔn)就是一個(gè)試件試驗(yàn),它的材料、尺寸和加工要求都代表目前生產(chǎn)的FOPS。
c) 落物保護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是檢驗(yàn)這種結(jié)構(gòu)特性的一種手段,這種結(jié)構(gòu)是用來(lái)保護(hù)司機(jī)免受局部沖擊穿透的危害,這些試驗(yàn)又是間接地檢驗(yàn)支承結(jié)構(gòu)抗沖擊載荷的承載能力。
d) 本標(biāo)準(zhǔn)建立了一個(gè)統(tǒng)一的、可以重復(fù)的在載荷作用下鑒定FOPS性能的方法,并規(guī)定了這個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)落錘試驗(yàn)時(shí)的性能要求。
1.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于由司機(jī)操作的履帶式裝載機(jī)、輪胎式裝載機(jī)、挖掘裝載機(jī)、履帶式拖拉機(jī)、輪胎式拖拉機(jī)、平地機(jī)以及自行式鏟運(yùn)機(jī)。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于自行式壓實(shí)機(jī)、鉆孔機(jī)、攤鋪機(jī)、額定功率小于15kW的機(jī)械、皮帶輸送機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)和拉鏟等。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文,通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí),所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂,使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。
ISO 3471∶1994 土方機(jī)械 翻車保護(hù)結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和性能要求
GB/T 3098.1—1982 緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱(eqv ISO 898.1—1978)
GB/T 3098.2—1982 緊固件機(jī)械性能 螺母(eqv ISO 898.2—1980)
GB/T 8420—1987 土方機(jī)械 司機(jī)的身材尺寸與司機(jī)的最小活動(dòng)空間(eqv ISO 3411—1982)
GB/T 17772—1999 土方機(jī)械 保護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室鑒定 撓曲極限量的規(guī)定(idt ISO 3164∶1995)
3 定義
本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。
3.1 落物保護(hù)結(jié)構(gòu)falling-object protective structure(FOPS)
在機(jī)器上安裝的一組結(jié)構(gòu)件,其布置方式是在有墜落物體(例如樹(shù)木、巖石、小混凝土塊、手工工具等)時(shí),對(duì)司機(jī)提供的適當(dāng)保護(hù)。
3.2 翻車保護(hù)結(jié)構(gòu)roll-over protective structure(ROPS)
在機(jī)器上安裝的一組結(jié)構(gòu)件,其布置方式是當(dāng)機(jī)器翻車時(shí),使系著安全帶的司機(jī)減少被摔傷的可能性。結(jié)構(gòu)件包括所有次要機(jī)架、支撐、固定件、插座、螺栓、銷釘、懸架或緩沖器,但在機(jī)器上安裝的設(shè)施不包括在內(nèi)。
3.3 撓曲極限量deflection-limiting volume(DLV)
當(dāng)進(jìn)行FOPS和ROPS實(shí)驗(yàn)室鑒定時(shí),用以確定與司機(jī)有關(guān)的允許撓曲的極限量。這個(gè)量為一個(gè)近似值,是按一位高大司機(jī)的坐姿尺寸來(lái)確定的。
4 通則
4.1 FOPS可以與司機(jī)室做成一體。
4.2 按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鑒定程序試驗(yàn)后,不需要再重復(fù)實(shí)際落物沖擊試驗(yàn)而引起結(jié)構(gòu)的變形。
4.3 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鑒定方法要引起永久變形,故對(duì)FOPS一般來(lái)說(shuō)是破壞性的試驗(yàn)。
4.4 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種驗(yàn)收基準(zhǔn)。
a) 驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅰ
機(jī)器要公路維修、環(huán)境美化以及建筑工地等地作業(yè)時(shí),F(xiàn)OPS應(yīng)對(duì)磚塊、小混凝土塊和手工工具等物的墜落提供保護(hù)。
b) 驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ
機(jī)器在現(xiàn)場(chǎng)清理、拆除頭頂上的障礙物以及林場(chǎng)等地作業(yè)時(shí),F(xiàn)OPS應(yīng)對(duì)樹(shù)木或巖石的墜落提供保護(hù)。
雖然FOPS符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,難免司機(jī)在受到任何落物時(shí)均不被砸傷。但在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)落錘(見(jiàn)圖1)從足夠的高度(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物體的落下高度由它的質(zhì)量函數(shù)所確定,見(jiàn)圖2)落下時(shí),產(chǎn)生1365J的能量(如驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅰ)或產(chǎn)生11600J的能量(如驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ)均應(yīng)能對(duì)司機(jī)起到保護(hù)。
4.5 在6.3中對(duì)材料和溫度要求是試驗(yàn)基本依據(jù),使FOPS具有抗脆斷性能,它與工作條件無(wú)關(guān)。
4.6 從物體落下的實(shí)際情況來(lái)看,其所加的載荷是動(dòng)載荷(可能是沖擊),所以在采用一般的靜載“安全系數(shù)”時(shí)應(yīng)慎重。FOPS的“安全系數(shù)”與吸收能量的能力、焊接設(shè)計(jì)和焊接工藝細(xì)則有關(guān)。
5 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)
5.1 設(shè)備
5.1.1 驗(yàn)收基準(zhǔn)原件
a) 驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅰ是用質(zhì)量為45kg,球的直徑不超過(guò)250mm,材料為鋼,可以延伸的鐵或其他材料制成;
b) 驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ可用一個(gè)最大直徑為400mm并能產(chǎn)生11600J能量的鋼球或一個(gè)鋼制的標(biāo)準(zhǔn)落錘,見(jiàn)圖1。
注
1 d和l可根據(jù)4.4規(guī)定的能量所需要的試驗(yàn)落錘質(zhì)量和要達(dá)到的下落高度來(lái)定。如一個(gè)墜落試驗(yàn)落錘質(zhì)量為227kg,d=255~260mm,l=583~585mm,其墜落高度即可按圖2查得。
2 標(biāo)準(zhǔn)落錘上下兩端螺孔為安裝吊環(huán)之用。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)落錘
圖2 產(chǎn)生11600J能量的落錘高度和質(zhì)量關(guān)系曲線
5.1.2 提升標(biāo)準(zhǔn)落錘到所需要高度的裝置。
5.1.3 釋放標(biāo)準(zhǔn)落錘自由落下的裝置。
5.1.4 堅(jiān)固的地面,使它在落錘試驗(yàn)中,不會(huì)被擊陷。
5.1.5 在落錘試驗(yàn)時(shí)確定FOPS是否已進(jìn)入撓曲極限量,可按下列兩種方法選作:
a) 用一種能是示FOPS有任何穿透的材料做成的垂直布置的DLV;可以在FOPS蓋子的下表面涂上黃油,用以顯示這種穿透性。
b) 一種有足夠頻率特性的動(dòng)態(tài)儀系統(tǒng),用以表示DLV的相應(yīng)撓曲量。
5.2 DLV的要求
DLV的定位應(yīng)符合GB/T 17772的規(guī)定,它應(yīng)牢固地固定在與司機(jī)座椅緊固部位相同的機(jī)器上,并在整個(gè)試驗(yàn)中保持其位置不變。
對(duì)于滑移轉(zhuǎn)向的裝載機(jī),他是從前面出入的,應(yīng)提供腳與FOPS其他部分開(kāi)的防護(hù)。在腳以上區(qū)域及容納小腿和膝關(guān)節(jié)區(qū)域的前方,防護(hù)裝置允許侵入DLV,但防護(hù)裝置不應(yīng)伸延至GB/T 8420規(guī)定的腿和膝關(guān)節(jié)所處的區(qū)域內(nèi)。
5.3 試驗(yàn)條件
5.3.1 測(cè)量精度
FOPS撓曲量的測(cè)量精度應(yīng)是最大撓曲量的±5%。
5.3.2 機(jī)器或試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)條件
5.3.2.1 待試驗(yàn)的FOPS應(yīng)裝在機(jī)架上,如同在機(jī)器實(shí)際使用一樣。無(wú)需整臺(tái)的機(jī)器,但安裝FOPS部分則應(yīng)與實(shí)際機(jī)架相同,并且試驗(yàn)臺(tái)的垂直剛度不得低于實(shí)際機(jī)器的剛度。
5.3.2.2 如FOPS安裝在機(jī)器上,應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 對(duì)一般的工作裝置和有效載荷沒(méi)有限制;
b) 所有與地面接觸的工作裝置均應(yīng)處在正常的安裝位置;
c) 全部懸掛系統(tǒng),包括充氣輪胎均應(yīng)調(diào)到工作條件下,可調(diào)的懸掛裝置應(yīng)調(diào)到“最大剛度”范圍內(nèi);
d) 全部司機(jī)室構(gòu)件,如窗戶、可拆的框板或非結(jié)構(gòu)性的接頭均應(yīng)拆掉,使他們不致增加FOPS的強(qiáng)度。
5.4 程序
試驗(yàn)程序由下列工作組成,并按所列順序進(jìn)行。
5.4.1 將實(shí)驗(yàn)室用的標(biāo)準(zhǔn)落錘置于FOPS的頂部(小頭向下——驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ)。
5.4.2 落錘小端應(yīng)完全處在FOPS頂上撓曲極限量體積的垂直投影范圍內(nèi)。下落位置應(yīng)在DLV頂面區(qū)域的垂直投影部分內(nèi)。
5.4.2.1 第1種情況:
當(dāng)FOPS上部的主要水平構(gòu)件在FOPS的頂部,但不在DLV的垂直投影范圍內(nèi)。落錘的位置盡量靠近FOPS上部結(jié)構(gòu)的重心(見(jiàn)圖3a)。
圖3 落錘試驗(yàn)沖擊點(diǎn)
5.4.2.2 第2種情況:
當(dāng)FOPS上部的主要水平構(gòu)件在FOPS的頂部,進(jìn)入DLV的垂直投影范圍之內(nèi)。
a) 如DLV上所有的表面積覆蓋材料厚度相同,則落錘重心應(yīng)落在最大的表面面積之內(nèi),這塊面積不包括上部主要水平構(gòu)件的DLV的垂直投影面積。在最大的表面積之內(nèi),落錘重心點(diǎn)距FOPS頂部重心的的距離盡可能為最短(見(jiàn)圖3b)。
b) 如在DLV上的各塊面積采用不同材料或不同厚度時(shí),每塊面積應(yīng)分別進(jìn)行落錘試驗(yàn)。如設(shè)計(jì)中有窗口、設(shè)備用孔或頂蓋材料、厚度有變化時(shí),在DLV的垂直投影內(nèi)可選出一個(gè)較薄弱的部位,落錘位置應(yīng)調(diào)整到該部位上。另外在FOPS蓋上如有供安裝設(shè)備或裝置用的孔,在進(jìn)行落錘式試驗(yàn)時(shí),應(yīng)將其安裝好。
5.4.3 將落錘提升到5.4.1和5.4.2規(guī)定的某一高度,使之能產(chǎn)生4.4規(guī)定的能量。
5.4.4 釋放落錘,使之自由地落到FOPS上。
5.4.5 落錘自由落下,不一定按5.4.1和5.4.2規(guī)定的方式擊中目標(biāo),因此給出以下要求。
5.4.5.1 對(duì)于FOPS的驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ,落錘小頭開(kāi)始應(yīng)落在半徑為200mm的圓內(nèi)(圓的中心應(yīng)與5.4.1和5.4.2規(guī)定的落錘垂直中心線重合)。
5.4.5.2 對(duì)于FOPS的驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅰ,落錘試驗(yàn)球應(yīng)落在半徑為100mm的圓內(nèi)(圓的中心應(yīng)與5.4.1和5.4.2規(guī)定的落錘垂直中心線重合)。
5.4.5.3 對(duì)于FOPS的驗(yàn)收基準(zhǔn)Ⅱ,在落錘和FOPS之間,首先接觸的應(yīng)是落錘小頭或該端的圓角。
5.4.5.4 對(duì)于落錘回跳后的沖擊位置或方式無(wú)限制。
6 性能要求
6.1 對(duì)作為FOPS的要求
FOPS系統(tǒng)的安全性用司機(jī)室或保護(hù)結(jié)構(gòu)的耐撞擊能力來(lái)評(píng)定,保護(hù)結(jié)構(gòu)在多次落錘的撞擊下任何部位不得超過(guò)DLV。如果保護(hù)結(jié)構(gòu)被落錘穿透,該FOPS就被認(rèn)為是試驗(yàn)不合格。
6.2 既作為ROPS也作為FOPS的要求
凡ROPS或FOPS共用的結(jié)構(gòu),F(xiàn)OPS還應(yīng)符合ISO 3471規(guī)定的相應(yīng)ROPS的要求,只要在試驗(yàn)中DLV不被破壞,可以采用不同的結(jié)構(gòu)支撐FOPS。
在落錘的撞擊下FOPS的變形量應(yīng)小于DLV。
當(dāng)同一種結(jié)構(gòu)做兩種試驗(yàn)時(shí),落錘試驗(yàn)應(yīng)在ROPS加載試驗(yàn)前進(jìn)行。允許去掉沖擊凹痕或換掉FOPS的蓋子。
注:ROPS或FOPS的支撐可用四個(gè)或多個(gè)垂直結(jié)構(gòu)件,也可用一個(gè)簡(jiǎn)單(如兩個(gè)垂直結(jié)構(gòu)件)的機(jī)架。
6.3 材料溫度的要求
6.3.1 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室鑒定時(shí),F(xiàn)OPS和機(jī)架的結(jié)構(gòu)件應(yīng)在等于或低于-18℃情況下進(jìn)行。
6.3.2 如果鑒定不是在6.3.1溫度下進(jìn)行,所用材料應(yīng)符合下面要求。
6.3.2.1 將FOPS(或FOPS的蓋子及其支撐)裝到機(jī)架上所用螺栓的性能等級(jí)應(yīng)符合GB/T 3098.1中的8.8級(jí)或10.9級(jí);螺母的性能等級(jí)應(yīng)符合GB/T 3098.2中的8級(jí)或10級(jí)。
6.3.2.2 ROPS和FOPS(或FOPS的蓋子)的結(jié)構(gòu)件與機(jī)架連接的支座應(yīng)是鋼制品,這些結(jié)構(gòu)件和支座應(yīng)具有下列擺錘式V形缺口沖擊強(qiáng)度之一:
a) 試樣10mm×10mm:在-30℃時(shí)10.8J;
b) 試樣10mm×7.5mm:在-30℃時(shí)9.5J;
c) 試樣10mm×5mm:在-30℃時(shí)7.5J;
d) 試樣10mm×2.5mm:在-30℃時(shí)5.5J;
如選用非鋼材料制造的結(jié)構(gòu)件時(shí),也應(yīng)有相同的低溫沖擊性能。
試樣應(yīng)從板材、管材或結(jié)構(gòu)型材的縱向切取。從管材或結(jié)構(gòu)型材取樣時(shí),應(yīng)在最大尺寸一側(cè)的中間切取,但不得切到焊縫。
7 標(biāo)志
7.1 每個(gè)FOPS均應(yīng)加注標(biāo)記,當(dāng)在結(jié)構(gòu)上同時(shí)要滿足FOPS和ROPS的性能要求時(shí),還應(yīng)按ISO 3471的規(guī)定加貼標(biāo)志。
7.1.1 標(biāo)志要求
a) 標(biāo)志應(yīng)是永久地貼在結(jié)構(gòu)上;
b) 標(biāo)志應(yīng)固定在免受外界腐蝕,便于閱讀的地方。
7.1.2 標(biāo)志的內(nèi)容
標(biāo)志至少應(yīng)提供下列內(nèi)容:
a) FOPS的制造廠名和地址;
b) 如果有,記上FOPS編號(hào);
c) 與FOPS配套機(jī)器的型號(hào)、系列號(hào)及制造廠名稱;
d) FOPS應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
注:制造廠也可以裝安裝,修理或更換等方面的內(nèi)容列入標(biāo)記范圍。
8 試驗(yàn)結(jié)果的報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括試驗(yàn)結(jié)果,并應(yīng)按附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)以標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)報(bào)告形式提出:而附錄B(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)中提出的補(bǔ)充資料僅提供給申請(qǐng)?jiān)囼?yàn)者。
附錄A
(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)
標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告
A1 鑒定標(biāo)志
A1.1 機(jī)器
類型
制造廠_______________________________
型號(hào)_________________________________
系列號(hào)(如果有)_____________________
機(jī)架的編號(hào)___________________________
A1.2 FOPS
制造廠_______________________________
型號(hào)_________________________________
系列號(hào)(如果有)____________________
FOPS(可以包括ROPS)的編號(hào)_____________
A2 制造廠提供的資料
DLV的定位_______________________
A3 結(jié)論
通過(guò)下述各項(xiàng)確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果:
1) 在此次試驗(yàn)中滿足了(未滿足)GB/T 17771的最低性能要求;
2) 試驗(yàn)的日期;
3) 進(jìn)行試驗(yàn)的單位名稱與地址;
4) 試驗(yàn)員簽字;
5) 報(bào)告的日期。
附錄B
?。?biāo)準(zhǔn)的附錄)
給申請(qǐng)?jiān)囼?yàn)人的補(bǔ)充資料
B1 落錘
B1.1 標(biāo)準(zhǔn)尺寸:
直徑_____________________mm
長(zhǎng)度_____________________mm
質(zhì)量_____________________kg
B1.2 球:
直徑_____________________mm
質(zhì)量_____________________kg
B1.3 試驗(yàn)時(shí)落下高度:________________m
B2 照片
B2.1 在進(jìn)行落錘之前,落錘和試驗(yàn)裝置布置情況的一張照片。
B2.2 在落錘試驗(yàn)進(jìn)行之后,根據(jù)需要提出FOPS裝置頂部和底部的照片。
B3 試驗(yàn)結(jié)果
B3.1 落錘試驗(yàn)
當(dāng)FOPS裝置的任何部分未穿入DLV及FOPS也未被落錘穿透的情況下,落錘施與的能量為_(kāi)_________________J。
B3.2 材料-溫度條件
a) 試驗(yàn)是在FOPS和機(jī)架構(gòu)件將溫度保持到___________________℃的條件下或FOPS和ROPS(或FOPS的蓋子)裝置的金屬構(gòu)件對(duì)擺錘式V形缺口沖擊強(qiáng)度要求進(jìn)行了驗(yàn)證后完成的。
b) 螺栓和螺母性能等級(jí)要求的驗(yàn)證。