CN107664574B - 一种触土部件润滑减阻性能测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触土部件润滑减阻性能测试试验台，是由支撑架、土槽、运动控制装置、数据采集装置和润滑调节装置组成，土槽固定设置在支撑架上，运动控制装置固定设置在土槽上方，润滑调节装置固定设置在土槽左上方，数据采集装置固定设置在土槽的上端；工作时，设定伺服电机转速和转向，通过测量对比是否有润滑条件下触土部件所粘附的土的质量来评价润滑条件下触土部件的减阻效果，评估减阻效果方法简单直观，本发明结构简单，操作容易，测试准确，工作效率高效，实现了对机械触土部件表面降阻效果进行测试。

Description

一种触土部件润滑减阻性能测试试验台

技术领域

本发明涉及一种试验测试领域，特别涉及一种触土部件润滑减阻性能测试试验台。

背景技术

土壤对深松铲、车轮、履带和作业部件表面的粘附和阻力，严重影响机具的工作效率、使用寿命和作业质量，并增大了能量消耗。针对触土机械部件的粘附问题，研究人员从不同角度提出了许多解决方法，并在地面机械多种触土部件上进行了应用试验。其中，充液法(充水、气、油以及一定浓度的聚合物溶液等)具有良好和优异的减粘降阻效果，但由于是被动的输出液体或气体在某些程度上存在效率不高、润滑介质需求量过大等问题，因此，测试输出液体的流量、流速与粘附之间的关系至关重要。目前还没有专门的测量装置完成润滑条件下粘附力的测试，大多在万能试验机上测量，也没有专门实现润滑功能的设备，试验过程复杂、难度大、试验条件不易控制，在试验过程中各个方面都有局限性，为了测量出润滑触土试样在土壤中前进时的粘附阻力，要求试验装置能够精确控制润滑液流速、流量、前进速度和有效载荷，并能快速准确地测量出试样前进时的粘附阻力。

发明内容

本发明的目的是在于解决上述现有技术的不足之处，而提供一种触土部件润滑减阻性能测试试验台，设定伺服电机转速和转向，通过测量对比是否有润滑条件下触土部件前进阻力和所粘附的土的质量来评价润滑条件下触土部件的减阻效果，评估减阻效果方法简单直观，结果可靠，结构简单，操作容易，测试准确，工作效率高效，实现了对机械触土部件表面降阻效果进行测试。

本发明是由支撑架、土槽、运动控制装置、数据采集装置和润滑调节装置组成，土槽固定设置在支撑架上，运动控制装置固定设置在土槽上方，并承担着使触土部件在土槽中双向运动的作用，润滑调节装置固定设置在土槽左上方，并承担触土部件在运动过程中输送润滑液的作用，数据采集装置固定设置在土槽的上端，并承担的作用是采集数据和控制各装置；

运动控制装置包括伺服电机、滑轮运动副和滑动板，滑轮运动副、伺服电机连接在滑动板上；

所述的滑动板主要包括丝杠、第一光轴、第二光轴，轴承固定板、双向力传感器、传感器连接架、触土部件、数个轴承组件、丝母组件、光轴固定板、丝杠浮动端支撑座和数个轴支撑，丝杠通过丝杠浮动端支撑座连接在光轴固定板上，丝杠设置在第一光轴和第二光轴之间，第一光轴和第二光轴分别通过数个轴支撑固定在光轴固定板上，轴承固定板通过数个轴承组件分别与第一光轴、第二光轴相连接，并通过丝母组件与丝杠相连，从而实现轴承固定板在丝杠运动副上往复运动，双向力传感器通过传感器连接架与轴承固定板相连接，触土部件设置在土槽内；

所述滑轮运动副包括滑轮和立板，滑轮设置在立板上，运动控制装置主要实现的运动方式是由伺服电机与丝杠相连带动轴承固定板沿着丝杠方向运动，双向力传感器分别与滑轮和触土部件相连接配合，从而满足试验中控制运动速度和方向；

数据采集装置包括计算机、置物板和角钢，置物板通过角钢固定设置在支撑架上，计算机设置在置物板上，通过数据采集器和数据接口将伺服电机、双向力传感器和蠕动泵同时与计算机相连，用VB软件编写程序，软件主要实现的功能是可以控制电机转速和转向，进而控制触土部件的运动速度和方向，通过数据采集器接收双向力传感器采集的信息、可以得到部件的运动位移与拉力或者推力的数据，通过串口可以控制每个蠕动泵的流量流速和开启蠕动泵个数位置，达到控制润滑的效果；

润滑调节装置包括蠕动泵、蠕动泵放置架和水箱，蠕动泵设置在蠕动泵放置架上，蠕动泵放置架、水箱分别固定设置在光轴固定板上端，蠕动泵具有进水管和出水管，蠕动泵进水管与水箱连接，出水管端口处连有喷嘴，所述蠕动泵为微型数显蠕动泵，可以精确调节流速和流量，流量调节范围在4.5-65ml/min，通过外部软件编译，将蠕动泵与计算机相连，在试验过程中可以根据试验条件不同，可以设定蠕动泵不同流速和流量，也可以设定开启蠕动泵的个数和蠕动泵润滑位置，采用不同的润滑策略，润滑液通过软管线路对触土部件进行润滑，喷嘴与触土部件要润滑的部位可以通过螺纹连接，从而实现润滑调节功能。

本发明的工作原理和过程：

使用时，将触土部件置于装满土的土槽内，用连接件将触土部件与双向力传感器连接好，通过计算机设置触土部件的前进速度、方向以及运动的时间，启动伺服电机，此时丝杠转动带动触土部件向前移动，在此过程中设置每个蠕动泵的流速，蠕动泵的个数与位置，进行润滑，数据采集器与计算机相连将所采集到的数据传输到计算机中，通过软件可以得出触土部件运动时的位移与粘附阻力的图像，得到试验数据，重新设定部件的运动方向使部件运动至初始位置，准备下一次试验，试验结束后进行数据处理，运动控制装置,承担着使触土部件在土槽中双向运动的作用，润滑调节装置承担触土部件在运动过程中输送润滑液的作用，数据采集装置承担的作用是采集数据和控制各装置，通过数据采集器接收双向力传感器采集的信息、可以得到部件的运动位移与拉力或者推力的数据，通过串口可以控制每个蠕动泵的流量流速和开启蠕动泵个数位置，达到控制润滑的效果，蠕动泵可以精确调节流速和流量，通过外部软件编译，在试验过程中可以根据试验条件不同，可以设定蠕动泵不同流速和流量，也可以设定开启蠕动泵的个数和蠕动泵润滑位置，采用不同的润滑策略，润滑液通过软管线路对触土部件进行润滑，喷嘴与触土部件要润滑的部位可以通过螺纹连接，从而实现润滑调节功能。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，操作容易，测试准确，设定伺服电机转速和转向，通过测量对比是否有润滑条件下触土部件所粘附的土的质量来评价润滑条件下触土部件的减阻效果，评估减阻效果方法简单直观，工作效率高效，实现了对农机触土部件表面降阻效果进行测试。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的左视图。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本发明是由支撑架1、土槽2、运动控制装置3、数据采集装置4和润滑调节装置5组成，土槽2固定设置在支撑架1上，运动控制装置3固定设置在土槽2上方，并承担着使触土部件在土槽2中双向运动的作用，润滑调节装置5固定设置在土槽2左上方，并承担触土部件在运动过程中输送润滑液的作用，数据采集装置4固定设置在土槽2的上端，并承担的作用是采集数据和控制各装置；

运动控制装置3包括伺服电机31、滑轮运动副32和滑动板33，滑轮运动副32、伺服电机31连接在滑动板33上；

所述的滑动板33主要包括丝杠331、第一光轴332、第二光轴3321，轴承固定板333、双向力传感器334、传感器连接架335、触土部件336、数个轴承组件337、丝母组件338、光轴固定板339、丝杠浮动端支撑座340和数个轴支撑341，丝杠331通过丝杠浮动端支撑座340连接在光轴固定板339上，丝杠331并设置在第一光轴332和第二光轴3321之间，第一光轴332和第二光轴3321分别通过数个轴支撑341固定在光轴固定板339上，轴承固定板333通过数个轴承组件337分别与第一光轴332、第二光轴3321相连接，并通过丝母组件338与丝杠331相连，从而实现轴承固定板333在丝杠331运动副上往复运动，双向力传感器334通过传感器连接架335与轴承固定板333相连接，触土部件336设置在土槽2内；

所述滑轮运动副32包括滑轮321和立板322，滑轮321设置在立板322上，运动控制装置3主要实现的运动方式是由伺服电机31与丝杠331相连带动轴承固定板333沿着丝杠331方向运动，双向力传感器334分别与滑轮321和触土部件336相连接配合，从而满足试验中控制运动速度和方向；

数据采集装置4包括计算机41、置物板42和角钢43，置物板42通过角钢43固定设置在支撑架1上，计算机41设置在置物板42上，通过数据采集器和数据接口将伺服电机31、双向力传感器334和蠕动泵51同时与计算机41相连，用VB软件编写程序，软件主要实现的功能是可以控制电机31转速和转向，进而控制触土部件的运动速度和方向，通过数据采集器接收双向力传感器334采集的信息、可以得到部件的运动位移与拉力或者推力的数据，通过串口可以控制每个蠕动泵的流量流速和开启蠕动泵51个数位置，达到控制润滑的效果；

润滑调节装置5包括蠕动泵51、蠕动泵放置架52和水箱53，蠕动泵51设置在蠕动泵放置架52上，蠕动泵放置架52、水箱53分别固定设置在光轴固定板339上端，蠕动泵51具有进水管和出水管，蠕动泵进水管与水箱53连接，出水管端口处连有喷嘴，所述蠕动泵51为微型数显蠕动泵，可以精确调节流速和流量，流量调节范围在4.5-65ml/min，通过外部软件编译，将蠕动泵51与计算机41相连，在试验过程中可以根据试验条件不同，可以设定蠕动泵51不同流速和流量，也可以设定开启蠕动泵51的个数和蠕动泵润滑位置，采用不同的润滑策略，润滑液通过软管线路对触土部件336进行润滑，喷嘴与触土部件336要润滑的部位可以通过螺纹连接，从而实现润滑调节功能。

本发明的工作原理和过程：

请参阅图1、图2图3所示，使用时，将触土部件336置于装满土的土槽内2，用连接件将触土部件336与双向力传感器334连接好，通过计算机41设置触土部件336的前进速度、方向以及运动的时间，启动伺服电机31，此时丝杠331转动带动触土部件336向前移动，在此过程中设置每个蠕动泵51的流速，蠕动泵51的个数与位置，进行润滑，数据采集器与计算机41相连将所采集到的数据传输到计算机中，通过软件可以得出触土部件336运动时的位移与粘附阻力的图像，得到试验数据，重新设定部件的运动方向使部件运动至初始位置，准备下一次试验，试验结束后进行数据处理，运动控制装置3承担着使触土部件在土槽2中双向运动的作用，润滑调节装置5承担触土部件在运动过程中输送润滑液的作用，数据采集装置4承担的作用是采集数据和控制各装置，通过数据采集器接收双向力传感器334采集的信息、可以得到部件的运动位移与拉力或者推力的数据，通过串口可以控制每个蠕动泵的流量流速和开启蠕动泵51个数位置，达到控制润滑的效果，蠕动泵51可以精确调节流速和流量，流量调节为10ml/min，通过外部软件编译，在试验过程中可以根据试验条件不同，可以设定蠕动泵51不同流速和流量，也可以设定开启蠕动泵51的个数和蠕动泵润滑位置，采用不同的润滑策略，润滑液通过软管线路对触土部件336进行润滑，喷嘴与触土部件336要润滑的部位可以通过螺纹连接，从而实现润滑调节功能。

Claims (3)

1.一种触土部件润滑减阻性能测试试验台，其特征在于：是由支撑架(1)、土槽(2)、运动控制装置(3)、数据采集装置(4)和润滑调节装置(5)组成，土槽(2)固定设置在支撑架(1)上，运动控制装置(3)固定设置在土槽(2)上方，润滑调节装置(5)固定设置在土槽(2)左上方，数据采集装置(4)固定设置在土槽(2)的上端；

所述运动控制装置(3)包括伺服电机(31)、滑轮运动副(32)和滑动板(33)，滑轮运动副(32)、伺服电机(31)连接在滑动板(33)上；

所述数据采集装置(4)包括计算机(41)、置物板(42)和角钢(43)，置物板(42)通过角钢(43)固定设置在支撑架(1)上，计算机(41)设置在置物板(42)上，通过数据采集器和数据接口将伺服电机(31)、双向力传感器(334)和蠕动泵(51)同时与计算机(41)相连接；

所述润滑调节装置(5)包括蠕动泵(51)、蠕动泵放置架(52)和水箱(53)，蠕动泵放置架(52)、水箱(53)分别固定设置在光轴固定板(339)上端，蠕动泵(51)设置在蠕动泵放置架(52)上，蠕动泵(51)具有进水管和出水管，蠕动泵进水管与水箱(53)连接，出水管端口处连有喷嘴，蠕动泵(51)与计算机(41)相连；所述的滑动板(33)主要包括丝杠(331)、第一光轴(332)、第二光轴(3321)，轴承固定板(333)、双向力传感器(334)、传感器连接架(335)、触土部件(336)、数个轴承组件(337)、丝母组件(338)、光轴固定板(339)、丝杠浮动端支撑座(340)和数个轴支撑(341)，丝杠(331)通过丝杠浮动端支撑座(340)连接在光轴固定板(339)上，丝杠(331)并设置在第一光轴(332)和第二光轴(3321)之间，第一光轴(332)和第二光轴(3321)分别通过数个轴支撑(341)固定在光轴固定板(339)上，轴承固定板(333)通过数个轴承组件(337)分别与第一光轴(332)、第二光轴(3321)相连接，并通过丝母组件(338)与丝杠(331)相连，双向力传感器(334)通过传感器连接架(335)与轴承固定板(333)相连接，触土部件(336)设置在土槽(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种触土部件润滑减阻性能测试试验台，其特征在于：所述滑轮运动副(32)包括滑轮(321)和立板(322)，滑轮(321)设置在立板(322)上，双向力传感器(334)分别与滑轮(321)和触土部件(336)相连接配合。

3.根据权利要求1所述的一种触土部件润滑减阻性能测试试验台，其特征在于：所述蠕动泵(51)为微型数显蠕动泵。