CN109100129B - 小型农机旋转工作部件田间测试装置 - Google Patents

小型农机旋转工作部件田间测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型农机旋转工作部件田间测试装置，包括机架，机架的底部设置有行走装置，机架上设置有动力源和第二联轴器，动力源经减速器连接第一联轴器，第一联轴器与第二联轴器通过转速转矩传感器连接。本发明能够在复杂多变的田间完成关键工作部件主要性能参数的测试，并实时显示转速、转矩和功率对应时间的变化曲线，有效地提高了试验数据的准确性，为小型农机关键工作部件的优化设计提供基础平台。

Description

小型农机旋转工作部件田间测试装置
本专利申请是申请号为“201611067805.3”专利申请的分案申请，原申请的申请号为201611067805.3，申请日为2016年11月29日，发明创造名称为“一种小型农机旋转工作部件田间测试装置”。
技术领域
本发明涉及一种小型农机旋转工作部件田间测试装置。
背景技术
适宜丘陵山区的小型农业机械已经得到了广泛的推广和应用，近几年，市场上出现了品种繁多、规格各异的各种小型农业机械。如何选择匹配发动机的系列型号，如何评定小型农业机械的工作性能、保证作业质量和工作效率，工作部件的性能参数都是非常重要的指标参数。
目前，我国部分高校和科研院所研制了室内土槽实验室，针对农业机械关键工作部件开展了相关的基础试验研究，但是，由于农业机械的作业对象种类繁多，作业环境比较复杂，室内土槽无法真实模拟田间复杂多变的工作状况，从而使得试验获得的数据不准确。
因此本领域技术人员致力于开发一种能够有效提高试验数据准确性的小型农机旋转工作部件田间测试装置。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效提高试验数据准确性的小型农机旋转工作部件田间测试装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种小型农机旋转工作部件田间测试装置，包括机架，机架的底部设置有行走装置，机架上设置有动力源和第二联轴器，动力源连接第一联轴器，第一联轴器与第二联轴器通过转速转矩传感器连接；
第二联轴器通过第三传动部连接有第二传动轴，第二传动轴的两端通过机架上的轴承支承，第二传动轴通过第四传动部连接有第一传动轴，第一传动轴与第二传动轴之间设置有两个链条护板，各链条护板的两端分别与第二传动轴和第一传动轴轴承连接；
第二传动轴与第一传动轴之间设置有与第二传动轴和第一传动轴相互平行的连接杆，连接杆的两端分别与各链条护板连接，连接杆的中部设置有用于调节连接杆的调节装置。
为了更加便于对工作部件的耕作深度进行调节，机架上设置有调节丝杆固定架；
调节装置包括调节圆盘、螺纹调节杆、摆动滑块和滑块护板，摆动滑块上设置有螺纹孔，摆动滑块上的螺纹孔与螺纹调节杆螺纹配合，摆动滑块与滑块护板轴承连接，滑块护板与连接杆固定；螺纹调节杆与调节丝杆固定架通过定位轴承连接；螺纹调节杆上套设有调节圆盘，调节圆盘位于调节丝杆固定架的上方。
为了更加准确的测试工作部件的主要性能参数(转速、转矩和功率)对应时间的变化曲线。转速转矩传感器与供电装置和计算机连接。
为了在测试时，确保试验数据的准确性，机架包括呈矩形的前架和呈矩形的后架，前架的后端与后架的前端通过呈L型的连接件连接，前架低于后架；
调节丝杆固定架包括第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，第一支撑杆和第二支撑杆的底部与前架固定，第三支撑杆的两端分别与第一支撑杆和第二支撑杆的顶端连接，调节丝杆固定架上的定位轴承设置第三支撑杆上，第三支撑杆位于连接杆的正上方。
为了更好的控制输出转速，动力源通过第一传动部连接有减速器；减速器通过第二传动部与第一联轴器连接。
作为优选，行走装置包括前轮和后轮，前轮与前轮轴连接；后轮与后轮轴连接；
减速器通过第五传动部与后轮轴连接。
作为使测试更加准确，第四传动部包括第一链传动和第二链传动；两个链条护板位于第一链传动和第二链传动之间。为了更加准确的调节入土深度，两链条护板中心线所在面与垂直面的夹角大于等于20°，小于等于90°；链条护板中心距为大于等于200mm，小于等于600mm；第一传动轴上安装有测试件，测试件的刀片长度大于等于100mm，小于等于300mm；轴Z2和Z3中心线的垂直距离大于等于0mm，小于等于100mm；行走装置中车轮半径大于等于100mm，小于等于350mm。
作为优选，第一传动部采用皮带轮传动，第二传动部和第三传动部采用链轮传动。
一种小型农机旋转工作部件田间测试方法，包括以下步骤：
1)在机架上安装旋转工作的测试件；
2)调节测试件入土深度H＝L1cosα+L2-L23-R；
式中：H为入土深度，单位为mm；
α为两链条护板中心线所在面与垂直面的夹角，20°≤α≤90°；
L1为链条护板中心距，单位为mm；
L2为测试件上刀片有效长度，单位为mm；
L23为轴Z2和Z3中心线的垂直距离，单位为mm；
R为行走装置中车轮半径，单位为mm；
3)启动发动机，挂入前进挡，确认整机向前行走的同时测试件处于旋转工作状态；
4)转速转矩传感器将测得的数据信息发送至计算机，动态测软件实时显示测试件转速、转矩和功率对应时间的变化曲线。
步骤1)中的测试件安装在第一传动轴上，该第一传动轴通过链传动与第二传动轴连接，第二传动轴的两端与机架轴承连接；
第一传动轴与第二传动轴之间设置有两个链条护板，该两个链条护板的两端分别与第一传动轴和第二传动轴轴承连接，两个链条护板通过连接杆连接，该连接杆与调节装置连接；在步骤2)中，通过调节装置调节两护板中心线所在面与垂直面的夹角，实现对测试件入土深度的调节。
本发明的有益效果是：本发明能够在复杂多变的田间完成关键工作部件主要性能参数的测试，并实时显示转速、转矩和功率对应时间的变化曲线，有效地提高了试验数据的准确性，为小型农机关键工作部件的优化设计提供基础平台。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
图2是图1中的A处局部放大示意图。
图3是图1的俯视结构示意图。
图4是图3的B向结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-图4所示，一种小型农机旋转工作部件田间测试装置，包括机架100，机架100包括呈矩形的前架101和呈矩形的后架102，前架101的后端与后架102的前端通过呈L型的连接件103连接，前架101低于后架102。机架100的底部设置有行走装置，机架100上设置有动力源4和第二联轴器23，动力源4经减速器5连接第一联轴器22，第一联轴器22与第二联轴器23通过转速转矩传感器3连接。转速转矩传感器3与供电装置(供电装置采用±12V的直流电源)和计算机连接。本实施例中的动力源4为发动机。
第二联轴器23通过第三传动部24连接有第二传动轴Z2，第二传动轴Z2的两端通过机架100上的轴承支承，第二传动轴Z2通过第四传动部25连接有第一传动轴Z1，本实施例中，第四传动部25包括第一链传动51和第二链传动52；两个链条护板8位于第一链传动51和第二链传动52之间。第一传动轴Z1与第二传动轴Z2之间设置有两个链条护板8，各链条护板8的两端分别与第二传动轴Z2和第一传动轴Z1轴承连接。
第二传动轴Z2与第一传动轴Z1之间设置有与第二传动轴Z2和第一传动轴Z1相互平行的连接杆50，连接杆50的两端分别与各链条护板8连接，连接杆50的中部设置有用于调节连接杆50的调节装置2。
本实施例中，机架100的前端设置有调节丝杆固定架105；调节丝杆固定架105包括第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，第一支撑杆和第二支撑杆的底部与前架101固定，第三支撑杆的两端分别与第一支撑杆和第二支撑杆的顶端连接，调节丝杆固定架105上的定位轴承2a设置第三支撑杆上，第三支撑杆位于连接杆50的正上方。
调节装置2包括调节圆盘2b、螺纹调节杆2c、摆动滑块2d和滑块护板2e，摆动滑块2d上设置有螺纹孔，摆动滑块2d上的螺纹孔与螺纹调节杆2c螺纹配合，摆动滑块2d与滑块护板2e轴承连接，滑块护板2e与连接杆50固定；螺纹调节杆2c与调节丝杆固定架105通过定位轴承2a连接；螺纹调节杆2c上套设有调节圆盘2b，调节圆盘2b位于调节丝杆固定架105的上方。
本实施例中，动力源4通过第一传动部20连接有减速器5，本实施例中，减速器5上设置有快档、慢档和倒档三个档位。减速器5通过第二传动部21与第一联轴器22连接。行走装置包括前轮60和后轮61，前轮60与前轮轴Z3连接；后轮61与后轮轴Z4连接，减速器5通过第五传动部53与后轮轴Z4连接。
两链条护板8中心线所在面与垂直面的夹角为α，20°≤α≤90°；链条护板8中心距为L1，200mm≤L1≤600mm；第一传动轴Z1上安装有测试件1，测试件1的刀片有效长度为L2，100mm≤L2≤300mm；轴Z2和Z3中心线的垂直距离为L23，0mm≤L23≤100mm；行走装置中车轮半径为R，100mm≤R≤350mm。本实施例中，第一传动部20采用皮带轮传动，第二传动部21和第三传动部24采用链轮传动。
一种小型农机旋转工作部件田间测试方法，包括以下步骤：
1)在机架上安装旋转工作的测试件；
2)调节测试件入土深度H＝L1cosα+L2-L23-R；
式中：H为入土深度，单位为mm；
α为两链条护板中心线所在面与垂直面的夹角，20°≤α≤90°；
L1为链条护板中心距，单位为mm；
L2为测试件上刀片有效长度，单位为mm；
L23为轴Z2和Z3中心线的垂直距离，单位为mm；
R为行走装置中车轮半径，单位为mm；
3)启动发动机，挂入前进挡，确认整机向前行走的同时测试件处于旋转工作状态；
4)转速转矩传感器将测得的数据信息发送至计算机，动态测软件实时显示测试件转速、转矩和功率对应时间的变化曲线。
步骤1中的测试件安装在第一传动轴Z1上，该第一传动轴Z1通过链传动与第二传动轴Z2连接，第二传动轴Z2的两端与机架轴承连接；第一传动轴Z1与第二传动轴Z2之间设置有两个链条护板8，该两个链条护板8的两端分别与第一传动轴Z1和第二传动轴Z2轴承连接，两个链条护板8通过连接杆50连接，该连接杆50与调节装置2连接；在步骤2中，通过调节装置2调节两链条护板8中心线所在面与垂直面的夹角，实现对测试件入土深度的调节。
启动动力源4，动力源4通过第一传动部20带动减速器5，该减速器5同时带动第五传动部53和第二传动部21，该第五传动部53带动后轮61转动，加速器5通过第二传动部21依次带动第一联轴器22、转速转矩传感器3和第二联轴器23，该第二联轴器23通过第三传动部24带动第二传动轴Z2转动，第二传动轴Z2通过第一链传动51和第二链传动52带动第一传动轴Z1转动，从而使安装在第一传动轴Z1上的测试件1转动。在测试件1旋转时转速转矩传感器3将测试件1的运动状况以数据信号的形式发送至计算机(为了便于安放，本实施例中采用微型计算机)，并通过动态测试软件实时显示测试件1的主要性能参数对应时间的变化曲线。本实施例中的动态测试软件是将标准频率转矩、转速信号以转矩总线方式传输到微型计算机，实时显示转速、转矩和功率对应时间的变化曲线，并可以以Word文档和Excel表格形式对曲线图和试验数据进行储存。
当在测试中需要对耕作深度进行调节时，直接转动调节圆盘2b，通过调节圆盘2b的转动来控制两个链条护板8的高低，从而改变两个链条护板8中心线所在面与垂直面的夹角，进而改变测试件1的入土深度。
调节测试件1入土深度H＝L1cosα+L2-L23-R；
如H＝350cosα-60；
式中：H为入土深度，单位为mm；
α为两链条护板中心线所在面与垂直面的夹角，20°≤α≤90°；
L1为链条护板中心距，取L1＝350mm；
L2为测试件上刀片有效长度，取L2＝180mm；
L23为轴Z2和Z3中心线的垂直距离，取L23＝40mm；
R为行走装置中车轮半径，取R＝200mm。
本发明能够实时获取关键工作部件在田间作业过程中主要性能参数对应时间的变化曲线，并以图表形式显示，为小型农机关键工作部件的优化设计提供基础平台。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：包括机架(100)，所述机架(100)的底部设置有行走装置，所述机架(100)上设置有动力源(4)和第二联轴器(23)，所述动力源(4)连接第一联轴器(22)，所述第一联轴器(22)与所述第二联轴器(23)通过转速转矩传感器(3)连接；
所述第二联轴器(23)通过第三传动部(24)连接有第二传动轴(Z2)，所述第二传动轴(Z2)的两端通过机架(100)上的轴承支承，所述第二传动轴(Z2)通过第四传动部(25)连接有第一传动轴(Z1)，所述第一传动轴(Z1)上安装有测试件(1)，所述第一传动轴(Z1)与所述第二传动轴(Z2)之间设置有两个链条护板(8)，各所述链条护板(8)的两端分别与所述第二传动轴(Z2)和所述第一传动轴(Z1)轴承连接；
所述第二传动轴(Z2)与所述第一传动轴(Z1)之间设置有与所述第二传动轴(Z2)和所述第一传动轴(Z1)相互平行的连接杆(50)，所述连接杆(50)的两端分别与各所述链条护板(8)连接，所述连接杆(50)的中部设置有用于调节连接杆(50)的调节装置(2)；
所述机架(100)上设置有调节丝杆固定架(105)；
所述调节装置(2)包括调节圆盘(2b)、螺纹调节杆(2c)、摆动滑块(2d)和滑块护板(2e)，所述摆动滑块(2d)上设置有螺纹孔，所述摆动滑块(2d)上的螺纹孔与所述螺纹调节杆(2c)螺纹配合，所述摆动滑块(2d)与所述滑块护板(2e)轴承连接，所述滑块护板(2e)与所述连接杆(50)固定；所述螺纹调节杆(2c)与调节丝杆固定架(105)通过定位轴承(2a)连接；所述螺纹调节杆(2c)上套设有调节圆盘(2b)，所述调节圆盘(2b)位于所述调节丝杆固定架(105)的上方；
所述动力源(4)通过第一传动部(20)连接有减速器(5)；所述减速器(5)通过第二传动部(21)与所述第一联轴器(22)连接；
所述行走装置包括前轮(60)和后轮(61)，所述前轮(60)与前轮轴(Z3)连接；所述后轮(61)与所述后轮轴(Z4)连接；
所述减速器(5)通过第五传动部(53)与所述后轮轴(Z4)连接。
2.如权利要求1所述的小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：所述转速转矩传感器(3)与供电装置和计算机连接。
3.如权利要求1所述的小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：所述机架(100)包括呈矩形的前架(101)和呈矩形的后架(102)，所述前架(101)的后端与所述后架(102)的前端通过呈L型的连接件(103)连接，所述前架(101)低于所述后架(102)；
所述调节丝杆固定架(105)包括第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的底部与所述前架(101)固定，所述第三支撑杆的两端分别与所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的顶端连接，所述调节丝杆固定架(105)上的定位轴承(2a)设置所述第三支撑杆上，所述第三支撑杆位于所述连接杆(50)的正上方。
4.如权利要求1所述的小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：所述第四传动部(25)包括第一链传动(51)和第二链传动(52)；所述两个链条护板(8)位于所述第一链传动(51)和所述第二链传动(52)之间。
5.如权利要求1所述的小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：所述两链条护板(8)中心线所在面与垂直面的夹角大于等于20°，小于等于90°；链条护板中心距是第一传动轴(Z1)和第二传动轴(Z2)的中心轴之间的距离，链条护板(8)中心距为大于等于200mm，小于等于600mm；所述第一传动轴(Z1)上安装有测试件(1)，所述测试件(1)的刀片有效长度大于等于100mm，小于等于300mm；所述第二传动轴(Z2)和前轮轴(Z3)中心线的垂直距离大于等于0mm，小于等于100mm；所述行走装置中车轮半径大于等于100mm，小于等于350mm。
6.如权利要求1所述的小型农机旋转工作部件田间测试装置，其特征是：第一传动部(20)采用皮带轮传动，第二传动部(21)和第三传动部(24)采用链轮传动。
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