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常用花生收获机动力输入轴载荷试验对比分析.pdf

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常用花生收获机动力输入轴载荷试验对比分析.pdf

第8卷第5期2008年3月1671218192008521165205科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.8No.5Mar.2008Z2008Sci.Tech.Engng.农业科学常用花生收获机动力输入轴载荷试验对比分析王静东营职业学院,东营257091摘要随着我国农业和农村经济结构调整进一步深入,花生收获机械的需求发生新的变化,对花生收获机械的发展提出了新要求。通过对我国目前农村花生收获机械调查分析,选择了最为常用的4H22型、4HW2700型和4HW2800型收获机械作为试验研究对象。针对花生收获机械在实际应用中出现的一些问题,分别对三种花生收获机动力输入轴进行载荷试验,利用时域分析和频域分析对比研究了主要部件的受力变化规律。通过对比试验及受力情况的分析,为花生收获机的理论分析与优化设计提供试验依据,也为花生联合收获机的研制开发提供了新的思路。关键词花生收获机对比试验载荷中图法分类号S232文献标志码A2007年11月19日收到3通信作者简介王臻,第四军医大学西京医院骨科主任医师。实验的三种花生收获机分为两种类型直接挖掘卷链式和振动式。4H22型、4HW2700型同属于振动式收获机型,4HW2800型收获机属于直接挖掘卷链式收获机型。4H22型花生收获机、改装后的4HW2700型花生收获机及4HW2800型花生收获机均采用动力输入轴传递动力。4H22型花生收获机输入轴的动力通过平行四边形机构主要传递给挖掘铲及分离栅条,4HW2700型花生收获机输入轴的动力通过偏心机构主要传递给抖动栅条,4HW2800型花生收获机输入轴的动力通过齿轮组及皮带传递到卷链上。通过分析,这三种收获机械载荷变化比较大的是动力输入轴。因此,通过对动力输入轴载荷分析对比,为进一步研究哪种类型的花生收获方式更适合当前农村的需要提供依据,为花生收获机的开发研究提供技术依据。1扭矩测试系统动力传动轴扭矩试验主要通过ZJ型转矩转速传感器来完成,动力输出轴的扭矩试验示意图见图1,其中无级调速电机是土槽试验台上为动力传动轴提供动力的电机,由于ZJ型转矩转速传感器的安装条件的限制,将ZJ型转矩转速传感器安装在土槽试验台上,通过转矩转速传感器与花生收获机的动力输入轴联结。在试验时,动力输出轴与转矩转速传感器同步转动,转矩转速传感器的扭矩的转矩、转速和功率的工作情况通过微机型转矩转速仪显示、记录并打印出来,在试验之前需调整转矩转速仪,具使用调整参见微机型转矩转速仪使用说明书。三种收获机动力输入轴的转动方向不同,4HW2800型花生收获机与4H22型和4HW2700型动力输入轴的转动方向相反,因此在更换机械时同时也得调整调速电机的转向,同时将转矩转速传感器的电机打成同向。扭矩测试传感器的安装1联轴器与传感器对同轴度有较高的要求,以避免试验时传感器变形而产生附加扭矩2整个扭矩测试传感器必须水平安装3联轴器与传感器之间要有很好的同轴度,这样才能避免实验时传感器变形而产生附加弯矩。4联轴器与传感器禁锢在土槽车上,要紧固、牢靠,避免受力产生错位。图1台车动力输出轴的扭矩试验原理示意图5在试验前,正确按照ZJ型转矩转速传感器使用说明书对ZJ扭矩转速传感器进行调试、标定。6在实验前,正确按照微机型转矩转速仪使用说明书对微机型转矩转速仪进行消隐、标定。2试验结果与分析三种收获机的动力输入轴是传递扭矩来为工作部件提供动力,实测所得到的各种工况的载荷随时间呈明显规律变化,且包括了实际工作状况的全部载荷信息。作为三种机械对比试验,可直观对比出试验结果。2.1扭矩试验数据及分析表1扭矩试验数据4H22型收获机4HW2800型收获机4HW2800型收获机1790.25996.691203.982770.63899.451300.443760.00980.891182.654710.45887.311123.365740.23965.591210.976790.78994.601209.397810.49900.521113.018826.13850.141309.919800.54979.891200.4510780.65897.611098.29平均值778.02935.271139.10标准差20.7753.4892.96变异系数2.675.728.16从表1可以看出14H22型花生收获机动力输入轴受到的扭矩比较均匀,没有明显的变化。动力输入轴不易产生疲劳破坏24HW2700型花生收获机起伏较大,对输入轴来说,容易引起疲劳破坏,降低轴的寿命,而且造成收获机工作不稳定34HW2800型花生收获机在三种机械中所受到的扭矩最大且及不稳定,输入轴最易引起疲劳破坏。2.2扭矩测定值及分布图分析6611科学技术与工程8卷表24H22型花生收获机扭矩测定值顺序测定值/Nm1~10578.1574.3574.2574.3578.2578.1570.4574.2574.3570.411~20570.4566.5578.2574.2574.2569.1574.3574.2570.4574.321~30574.3570.3570.4570.4578.1570.4574.3574.3570.3578.231~40578.2578.2578.2574.3574.3574.2570.4574.3574.3574.241~50570.4574.3574.2574.3578.1578.2573.3570.2574.3566.151~60578.2570.4570.4574.4570.5566.3578.1574.2578.2570.361~70574.3578.2578.2570.4570.1578.3570.4574.3578.2570.471~80578.2574.2574.3574.3574.3578.2570.3578.1570.4570.681~90578.1574.2574.3570.3574.3578.3578.2574.1574.2578.291~100574.2578.1578.2578.1578.1570.2574.3578.2578.2578.1表34HW2700型花生收获机扭矩测定值顺序测定值/N.m1~10849.6854.7879.1843.0849.6890.1854.7848.1843.6852.311~20845.8882.6981.0868.6843.6879.1839.4843.1882.3845.621~30841.8870.3871.0843.0845.3839.2901.2843.4846.3852.631~40843.8900.1689.1867.3865.2879.2921.0839.1901.8849.141~50839.9980.3882.6866.4876.3830.1846.2812.6980.0830.351~60812.5943.0866.2823.5830.2841.2867.4812.6845.6890.961~70847.7845.1876.3854.7850.2831.4879.1845.6845.6843.471~80898.8792.6987.3882.4845.3847.3970.1770.1792.4830.481~90823.4872.3698.7874.6847.2843.2879.8689.9897.1843.191~100845.6981.0856.3841.2838.9838.1861.4872.6865.3841.9表44HW2800型花生收获机扭矩测定值顺序测定值/Nm1~101110.41175.21172.51078.91078.11076.31078.61065.21174.21072.311~201175.21271.31066.31074.61075.21066.91074.31056.91182.11071.521~301178.61063.51071.61036.51070.41094.21089.61068.91174.21066.831~401070.91087.91400.01069.61078.61078.91067.11059.11069.31059.441~501079.21083.41368.91073.61062.01075.51060.11076.41074.21078.951~601203.51074.21269.01239.21074.31060.11067.91098.61065.81063.561~701074.51074.61203.11231.01071.31063.51078.61063.51078.91076.371~801200.61126.31200.91060.31421.81072.31078.91060.41067.31078.581~901130.51174.21139.21067.71693.01088.21078.41073.41067.11071.29~1001178.11173.51103.51203.41236.91071.71061.21063.51069.31070.876115期王静常用花生收获机动力输入轴载荷试验对比分析通过对比三种收获机扭矩数据分布图,可以很直观的看出各自动力输入轴扭矩的频次变化及变化规律。对比分析结果如下从图2、图3及图4可以看出,4H22型收获机的扭矩幅值频次图符合正态分布,可以看出该收获机在作业过程中工作稳定。4HW2700型收获机与4HW2800的扭矩幅值频次图不符合正态分布,这两种收获机作业不稳定。3结论在动力输入轴载荷对比试验中得出,4H22型收获机的扭矩幅值频次图符合正态分布,可以看出该收获机在作业过程中工作稳定。4HW2700型收获机与4HW2800的扭矩幅值频次图不符合正态分布,这两种收获机作业不稳定。在田间作业过程中,4H22型收获机收获分离花生荚果与泥土靠的是栅条的左右抖动,这样花生秧的通过性较好,不易壅土,该机与土槽试验环境相似。4HW2700型收获机分离花生荚果与泥土是靠抖动筛的前后抖动,由于筛子的抖动方向与拖拉机的前进方向一致,极易引起堵塞壅土现象。4HW2800型收获机分离花生荚果与泥土是靠升运链的转动来分离的,在作业过程中,增加了收获机的作业负荷,而且容易掉果,而且花生秧容易堵在挖掘铲与升运链之间,增加拖拉机的负荷。4HW2700型与4HW2800型收获机在田间作业动力轴扭矩与土槽试验动力轴扭矩相差较大,可以得出这两者的直方图更不符合正态分布。4H22型花生收获机的分离结构容易分离荚果与泥土,且受到的阻力较小,通过性良好,动力输入轴受到的扭矩较稳定,使用寿命长。4HW2700型与4HW2800型次之。参考文献1尚书旗,王方艳,刘曙光,等.花生收获机的发展现状.农业工程学报,第2卷,2003,111142禹山林.阿根廷科技考察报告.花生学报,第18卷,2003126283RalphHughes2JohnDeerePeanutCombines.MachingeryFeature,1997216下转第1182页8611科学技术与工程8卷

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