我公司出口澳大利亚等国家的挖掘机需满足驾驶室落物保护（FOPS）和驾驶室滚翻保护（ROPS）的强制性要求。为了满足该强制性要求，提升挖掘机驾驶室的安全性能，我们在国家建筑城建机械质量监督检验中心，依据ISO10262:1998《土方机械液压挖掘机司机防护装置的实验室试验和性能要求》和ISO 12117-2:2008《土方机械挖掘机保护结构实验室试验方法和性能要求第2部分：大于6t的挖掘机翻滚保护结构（ROPS ）》国际标准，对我公司生产的26t挖掘机的驾驶室进行了认证试验。在试验过程中我们发现的缺陷和问题，进行了改进并通过了认证试验。本文叙述该项认证试验和改进的过程。
    1．驾驶室保护装置的改进
    挖掘机作业工况恶劣，尤其是在隧道、矿山、林场等场所经常发生岩石、砖块等坠落事故。坠落的岩石、砖块等容易撞击驾驶室前部及顶部的玻璃，从而造成驾驶员的人身伤害。因此，挖掘机驾驶室必须安装前部和顶部保护装置。
    （1）前部保护装置
    挖掘机驾驶室前部保护装置包括上防护网和下防护网，其中上防护网采用12根纵向扁钢、2根横向扁钢、3根横向圆钢组合焊接而成；下防护网采用12根纵向扁钢、2根横向扁钢、1根横向圆钢组合焊接而成，其纵向设置扁钢可增加视野空间，横向设置圆钢可增强保护结构的横向抗拉能力。上、下防护网之间通过3根螺栓连接。
    第一次试验中，当前部保护装置吸收能量达到5800J（标准要求）时，该装置被击穿。断裂部位是上、下防护网之间的连接螺栓处，螺栓孔开裂，如图1a所示。
    分析断裂原因是螺栓安装孔结构比较薄弱，为此我们采取了2项改进措施。一是将中间的1个连接螺栓孔改为2个，并分别向防护网两侧移动，以增强连接部位的强度；二是将上、下防护网的纵向扁钢由12根增加到13根，下防护网横向圆钢由1根增加为2根，以增强前部保护装置的整体强度。

    改进后我们再次进行了试验，试验结果完全满足标准要求。改进后的结构及试验结果如图1b所示。
    （2）顶部保护装置
    挖掘机驾驶室顶部保护装置采用折弯型钢板，钢板前部挖空，用多根扁钢纵、横交错焊接成保护网。将折弯型钢板前部挖空，可增加驾驶室顶部视野，保护网可起到保护作用。折弯型钢板后部封闭，可增强驾驶室顶部、尤其是驾驶员头部位置的强度，避免在作业中受到落物、飞石的撞击、侵入驾驶室，威胁驾驶员的安全。
    第一次试验中，当标准落锤从5.2m处落下，达到11600J（标准要求）的冲击能量时，顶部保护装置前部保护网横向加强板与折弯型钢板搭接部位断裂，如图2a所示。

    分析断裂原因是横向扁钢搭接长度和焊缝长度过短，焊接不牢固，为此我们采取了以下2项改进措施：一是将横向加强板的两边延长，搭接至折弯型钢板框架的折弯处，以增强搭接部位强度；二是将横向加强板由1根增加为3根，将纵向加强板由8根增加为11根，以增强顶保护结构的整体强度。改进后的结构如图2b所示。
    改进后的驾驶室前部保护装置和顶部保护装置，能够有效抵御来自驾驶室前部和顶部外来物体的打击，提高了该挖掘机驾驶室的安全等级，使该挖掘机在矿山和森林作业时保正驾驶员的安全。

    2.驾驶室连接装置的改进
    由于施工地面的不平整、如果驾驶员操作失误，将造成挖掘机倾翻事故，可对驾驶员的生命安全带来严重威胁。
    改进前的驾驶室通过6个减震器与回转平台1连接，其安装顺序如下：使用螺栓5将减振器4安装在回转平台1上，使用螺栓6将地板架3与减振器4紧固在一起，将驾驶室2吊装在地板架3上，使用螺栓7将驾驶室2和地板架3紧固在一起。改进前的驾驶室安装结构如图3所示。

    驾驶室通过地板架，再通过减震器才与回转平台之间连接起来，中间设置了3层连接关系，安全系数较低。在挖掘机遇到前翻、侧翻事故时，3层连接中若有任何1层被破坏，都会造成驾驶室变形，威胁驾驶员的生命安全。若挖掘机发生倾翻，3层连接部件甚至可能全部脱离，可造成驾驶室完全脱离回转平台，可导致更大的伤害。
    驾驶室连接装置依然保持其与地板架3、减振器8、回转平台1的连接结构，以保持原驾驶室良好的减振、降噪性能。改进之处是增加了3组连接螺栓4、垫套5、开槽螺母6、开口销7a改进后的驾驶室安装顺序如下：将减振器8、地板架3安装在回转平台1上；用3组连接螺栓和垫圈4将驾驶室2、地板架3、回转平台1全部连接起来，用开槽螺母6在下部锁紧，并穿上开口销70垫套5一方面保护螺栓4避免受剪，另一方面保证回转平台与地板架之间有4mm间隙，以避免上作过程中减振器8失效。改进后的驾驶室连接装置如图4所示。

    改进后的驾驶室增加的3个连接螺栓分别靠近左前立柱、左后立柱和右后立柱及其附近的3个减振器支撑点，在结构上将驾驶室、地板架、回转平台连接起来。若挖掘机向右侧翻，驾驶室右侧有挖掘机动臂支撑，受力较小。若挖掘机向左侧翻，驾驶室左侧受力较大，当左侧受力使驾驶室变形超过减振器的缓冲间隙时，驾驶室左侧增加的2个连接螺栓变为刚性连接，起到阻止驾驶室脱离的作用，并且可以吸收一部分能量，保证驾驶员的安全。当挖掘机发生前翻时，受力最大部位在驾驶室后侧，当后侧受力使驾驶室变形超过减振器的缓冲间隙时，驾驶室后侧增加的2个螺栓由减振连接变为刚性连接，起到阻止驾驶室脱离的作用，并且可以吸收一部分能量，保证了驾驶员的安全。增加的3个连接螺栓既能保证原减振器的缓冲功能，又能延长减振器的使用寿命。