CN114563204A - 一种清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种清选筛箱质量可靠性试验台架，包括清选筛箱、加载机构、检测机构、信息分析系统、动力驱动机构和机架；所述加载机构安装在清选筛箱的上方，通过对清选筛箱施加周期性载荷，用于模拟物料对清选筛箱的冲击载荷；所述检测机构包括若干应变片传感器和至少一个三向加速度传感器，用于采集清选筛箱上的应变信号和振动信号；所述清选筛箱一端安装在机架上，所述清选筛箱另一端通过动力驱动机构安装在机架上，所述动力驱动机构用于使清选筛箱另一端产生震动；所述信息分析系统与检测机构相连接，根据采集的应变信号和振动信号来判断清选筛箱的状况是否出现异常。本发明可找出清选筛箱在试验时出现的异常状况，对异常点进行定位。
Description
技术领域
本发明涉及农业收获机领域，特别涉及一种清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法。
背景技术
清选筛箱是联合收获机的重要组成部分，其质量的好坏影响着整机收获作业时清选杂物的能力。清选筛箱质量大、结构复杂，一般由两层筛面、筛框、轴承、驱动轴等部分组成。清选筛箱长期处于往复交变式的工作状态，承受着周期性的冲击载荷，容易造成橡胶轴承磨损、轴承座断裂和立柱开焊等故障。一旦出现故障，需要花费很长的时间进行维修，不仅影响收获的效率，也会给机手带来巨大的经济损失。提高清选筛箱的质量，可以延长收获机的工作时间，从而提升整机的工作效率。目前国内对于质量可靠性试验台架的研究有很多，但是现有的清选筛箱在研发阶段没有进行质量可靠性试验，只是依靠样机的田间试验进行改进，还处于依靠经验阶段。因此急需一种清选筛箱的质量可靠性试验台架及方法。
现有技术公开了一种模拟连续冲击加载的试验装置，包括钢桁架、滚轴、绳索、落锤以及盛放实验对象的钢桶，该试验装置能够用于模拟连续冲击的载荷，利用盖板使试验材料所受到的荷载为均布荷载，消除由于应力集中而对试验产生的影响，但是只能用于对静态岩土工程所涉及的材料进行试验，不能在运动的清选筛箱上模拟物料对清选筛箱施加的载荷。
现有技术公开了一种谷物清选筛箱焊合体检测装置及方法，该谷物清选筛箱焊合体检测装置包括：一机架，一检测组件，以及一控制显示组件。该装置只能在静态下对谷物清选筛箱焊合体的尺寸进行快速、高精度检测，提高制造成品的合格率，不能检测清选筛箱在工作后暴露的质量状况,不能用来对清选筛箱的质量可靠性进行研究。
现有技术公开了一种清选筛鱼鳞筛片检测装置及方法，包括机架、检测机构、驱动机构、滑架、激光位移传感器、弹性压平机构以及控制显示机构，能够利用激光测距技术快速、高精度地检测清选筛鱼鳞筛片的开度，但是只能用来检测清选筛鱼鳞筛片在制造安装时的质量状况，不能用来检测鱼鳞筛片在清选筛工作时的质量状况，不能用来对清选筛箱的质量可靠性进行研究。
现有技术公开了一种非承载式车身的车架台架耐久试验装置，包括设置于车架总成的纵向两侧的两组试验工装、第一加载模块和第一约束模块。工作状态下，车架总成通过第一约束模块定位于理论位置，其中一个第一加载模块对前悬模拟模块施加向上的作用力，另一第一加载模块对前悬模拟模块施加向下的作用力。该试验装置能够模拟车架总成的实际工况，但是不能用来模拟清选筛承受的不同工况下的周期性载荷。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法，通过加载机构模拟物料对清选筛箱的冲击载荷，在清选筛箱的前端轴承和筛箱轴承座处安装三向加速度传感器采集振动信号，筛箱壁板和鱼鳞筛上安装若干应变片传感器采集应变信号，经过疲劳试验后对采集的信号处理分析，找出清选筛箱在试验时出现的异常状况，对异常点进行定位。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种清选筛箱质量可靠性试验台架，包括清选筛箱、加载机构、检测机构、信息分析系统、动力驱动机构和机架；
所述加载机构安装在清选筛箱的上方，通过对清选筛箱施加周期性载荷，用于模拟物料对清选筛箱的冲击载荷；所述检测机构包括若干应变片传感器和至少一个三向加速度传感器，用于采集清选筛箱上的应变信号和振动信号；所述清选筛箱一端安装在机架上，所述清选筛箱另一端通过动力驱动机构安装在机架上，所述动力驱动机构用于使清选筛箱另一端产生震动；所述信息分析系统与检测机构相连接，根据采集的应变信号和振动信号来判断清选筛箱的状况是否出现异常。
进一步，所述机架上设有前立柱和后立柱；两个所述后立柱上分别安装立柱轴承座，两个所述立柱轴承座支撑驱动轴，所述驱动轴通过偏心振动装置与清选筛箱另一端连接，所述动力驱动机构通过传动系统与驱动轴连接；所述清选筛箱一端的两侧设有连接轴，所述连接轴通过前端轴承与滑槽板内的第一滑槽移动副连接，所述滑槽板安装在前立柱上。
进一步，所述加载机构包括配重滑块、加载机构主体和支撑架，所述加载机构主体通过支撑架安装在筛箱盖板上，所述筛箱盖板安装在清选筛箱内部的鱼鳞筛上；所述加载机构主体内安装可直线移动的配重滑块，通过动力驱动机构使清选筛箱另一端产生震动，用于使重滑块周期性的直线移动。
进一步，所述加载机构主体内设有第二滑槽，所述配重滑块可移动安装在第二滑槽内，所述配重滑块底部设有底板，所述底板与加载机构主体底部之间安装弹簧组。
进一步，所述弹簧组的劲度系数为180～300N/m，配重滑块的质量为1.4～2.4kg。
进一步，一个所述三向加速度传感器安装在偏心振动装置的外表面上，用于采集偏心振动装置的振动信号；另一个所述三向加速度传感器安装在清选筛箱的筛箱壁板内侧，且位置与前端轴承相对应，用于采集前端轴承的振动信号；若干所述应变片传感器安装在筛箱壁板的外表面上，用于采集筛箱壁板和鱼鳞筛上的应变信号。
进一步，所述滑槽板内设有多个平行的第一滑槽，所述清选筛箱一端的两侧的前端轴承分别位于不在同一水平面的第一滑槽内，用于使清选筛箱不对称安装；一个所述前立柱上安装液压加载装置，用于对前端轴承的轴向施加振动和扭矩。
进一步，沿着筛箱壁板二分之一高度处的水平线横向安装3个应变片传感器，位置分别位于筛箱长度的1/4、1/2和3/4处。
一种清选筛箱质量可靠性试验台架的测试方法，包括如下步骤：
改变所述加载机构中的配重滑块，模拟不同工况物料对清选筛箱的冲击载荷；
所述三向加速度传感器分别采集前端轴承和筛箱轴承座处的振动信号，所述应变片传感器分别采集筛箱壁板和鱼鳞筛上的应变信号；
所述信息分析系统将前端轴承和筛箱轴承座处的振动信号分别与对应的预设值A比较；当前端轴承处的振动信号或筛箱轴承座处的振动信号超过对应的预设值A，则所述信息分析系统判断清选筛箱的运转状况出现异常，所述信息分析系统分别采集筛箱壁板和鱼鳞筛的应变信号，所述信息分析系统将筛箱壁板和鱼鳞筛的应变信号分别与对应的预设值B比较；当某个区域应变的幅度超过预设值B时，判断该区域出现异常。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法，在保证强度的同时，利用四根独立的立柱和带有凹槽的平台便于清选筛箱的安装，更换少许零件后也能适应不同尺寸的清选筛箱。
2.本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法，通过更换加载机构中不同重量的配重滑块来模拟清选筛箱在不同工况下承受的物料载荷。
3.本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法，通过液压加载装置，可根据需求模拟清选筛箱的复杂工况以及两边滑槽在整机上的不对称安装，对清选筛箱整体施加小幅的轴向振动和扭矩。
4.本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架及测试方法，检测机构检测清选筛箱实验时一侧筛箱壁板和中间部分的鱼鳞筛上的应变信号、前端轴承和筛箱轴承座处振动信号，监测清选筛箱工作时的状态，对清选筛箱试验后的异常点进行定位，有利于清选筛箱在设计阶段的改进。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，显而易见地还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架的三维图。
图2为本发明所述的试验台架的局部视图。
图3为本发明所述的清选筛箱结构示意图。
图4为本发明所述的加载机构的三维图。
图5为本发明所述的三向加速度传感器在筛箱轴承座处安装位置示意图。
图6为本发明所述的三向加速度传感器在前端轴承处安装位置示意图。
图7为本发明所述的应变片传感器在筛箱壁板处安装位置示意图。
图8为本发明所述的应变片传感器的鱼鳞筛处安装位置示意图。
图9为本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架的测试方法流程图。
图中：
1-清选筛箱；101-筛箱壁板；102-鱼鳞筛；103-前端轴承；2-偏心振动装置2；201-偏心轮；3-驱动轴；4-立柱轴承座；401-轴承；5-从动带轮；6-控制箱；7-皮带；8-后立柱；9-主动带轮；10-电机；11-试验平台；12-加载机构；1201-挡板；1202-配重滑块；1203-加载机构主体；1204-支撑架；13-筛箱盖板；14-滑槽板；15-前立柱；16-应变片传感器；17-三向加速度传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2和图3所示，本发明所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，包括清选筛箱1、加载机构12、检测机构、信息分析系统、动力驱动机构和机架；
所述机架上设有前立柱15和后立柱8；所述前立柱15和后立柱8安装在试验平台11上，两个所述后立柱8上分别安装立柱轴承座4，立柱轴承座4内设有轴承401，两个所述立柱轴承座4支撑驱动轴3，所述驱动轴3通过偏心振动装置2与清选筛箱1另一端连接，所述动力驱动机构通过传动系统与驱动轴3连接；所述清选筛箱1一端的两侧设有连接轴，所述连接轴通过前端轴承103与滑槽板14内的第一滑槽移动副连接，所述滑槽板14安装在前立柱15上。所述偏心振动装置2内设有与驱动轴3连接的偏心轮。所述清选筛箱1另一端通过动力驱动机构安装在机架上，动力驱动机构包括从动带轮5、皮带7、电机10和主动带轮9；所述驱动轴3上的从动带轮5通过皮带7和电机10上的主动带轮9连接，电机10固定在试验平台11上，用于使清选筛箱1另一端产生震动；
所述加载机构12安装在清选筛箱1的上方，通过对清选筛箱1施加周期性载荷，用于模拟物料对清选筛箱1的冲击载荷；所述检测机构包括若干应变片传感器16和至少一个三向加速度传感器17，用于采集清选筛箱1上的应变信号和振动信号；所述信息分析系统与检测机构相连接，根据采集的应变信号和振动信号来判断清选筛箱1的状况是否出现异常。
如图4所示，所述加载机构12包括配重滑块1202、加载机构主体1203和支撑架1204，所述加载机构主体1203通过支撑架1204安装在筛箱盖板13上，所述筛箱盖板13安装在清选筛箱1内部的鱼鳞筛102上，筛箱盖板13与鱼鳞筛102贴合，避免加载机构12进行加载时的出现应力集中的状况。所述加载机构主体1203内安装可直线移动的配重滑块1202，通过动力驱动机构使清选筛箱1另一端产生震动，用于使重滑块1202周期性的直线移动。所述加载机构主体1203内设有第二滑槽，所述配重滑块1202可移动安装在第二滑槽内，第二滑槽方向与配重滑块1202的重力方向一致；所述配重滑块1202底部设有底板，所述底板与加载机构主体1203底部之间安装弹簧组。更换不同重量的配重滑块1202可以模拟联合收获机不同工况下物料的冲击载荷。所述弹簧组的劲度系数为180～300N/m，配重滑块1202的质量为1.4～2.4kg。
如图5和图6所示，一个所述三向加速度传感器17利用磁吸式的方式安装在偏心振动装置的外表面上，用于采集偏心振动装置的振动信号；另一个所述三向加速度传感器17利用磁吸式的方式安装在清选筛箱1的筛箱壁板101内侧，且位置与前端轴承103相对应，用于采集前端轴承103的振动信号；
如图7和图8所示，若干所述应变片传感器16安装在筛箱壁板101的外表面上，用于采集筛箱壁板101和鱼鳞筛102上的应变信号。沿着筛箱壁板101二分之一高度处的水平线横向安装3个应变片传感器16，位置分别位于筛箱1长度的1/4、1/2和3/4处。具体位置如图7所示：鱼鳞筛102的筛片中每隔5个选一个，在选中的筛片上表面的正中位置粘贴3个应变片传感器，位置分别为筛片长度的1/4、1/2和3/4处。此外应变片传感器的位置根据清选筛箱的结构来布置，要求尽可能的检测到清选筛箱上钢体结构的薄弱处，避免布置在加强筋和横杆等位置附近，具体的分布情况可根据清选筛箱的型号做出适当调整。
所述滑槽板14内设有多个平行的第一滑槽，所述清选筛箱1一端的两侧的前端轴承103分别位于不在同一水平面的第一滑槽内，用于使清选筛箱1不对称安装；一个所述前立柱15上安装液压加载装置，用于对前端轴承103的轴向施加振动和扭矩，振幅的大小根据联合收获机整机零部件之间的装配间隙确定。
一种清选筛箱质量可靠性试验台架的测试方法，包括如下步骤：
获取预设值A和预设值B：选择质量可靠性满足要求的清选筛箱1安装在试验台架内，通过更换加载机构12中不同重量的配重滑块1202模拟联合收获机的不同工况，分数次采集筛箱壁板101和鱼鳞筛102上的应变信号，清选筛箱前端轴承103和筛箱轴承座2处的振动信号，每采集一次存入数据库中，按不同的工况进行分类，得到振动信号的预设值A和应变信号的预设值B。
试验时，改变所述加载机构12中的配重滑块1202，模拟不同工况物料对清选筛箱1的冲击载荷；
所述三向加速度传感器17分别采集前端轴承103和筛箱轴承座2处的振动信号，所述应变片传感器分别采集筛箱壁板101和鱼鳞筛102上的应变信号；
所述信息分析系统将前端轴承103和筛箱轴承座2处的振动信号分别与对应的预设值A比较；当前端轴承103处的振动信号或筛箱轴承座2处的振动信号超过对应的预设值A，则所述信息分析系统判断清选筛箱1的运转状况出现异常，所述信息分析系统分别采集筛箱壁板101和鱼鳞筛102的应变信号，所述信息分析系统将筛箱壁板101和鱼鳞筛102的应变信号分别与对应的预设值B比较；当某个区域应变的幅度超过预设值B时，判断该区域出现异常。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，包括清选筛箱(1)、加载机构(12)、检测机构、信息分析系统、动力驱动机构和机架；
所述加载机构(12)安装在清选筛箱(1)的上方，通过对清选筛箱(1)施加周期性载荷，用于模拟物料对清选筛箱(1)的冲击载荷；所述检测机构包括若干应变片传感器(16)和至少一个三向加速度传感器(17)，用于采集清选筛箱(1)上的应变信号和振动信号；所述清选筛箱(1)一端安装在机架上，所述清选筛箱(1)另一端通过动力驱动机构安装在机架上，所述动力驱动机构用于使清选筛箱(1)另一端产生震动；所述信息分析系统与检测机构相连接，根据采集的应变信号和振动信号来判断清选筛箱(1)的状况是否出现异常。
2.根据权利要求1所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，所述机架上设有前立柱(15)和后立柱(8)；两个所述后立柱(8)上分别安装立柱轴承座(4)，两个所述立柱轴承座(4)支撑驱动轴(3)，所述驱动轴(3)通过偏心振动装置与清选筛箱(1)另一端连接，所述动力驱动机构通过传动系统与驱动轴(3)连接；所述清选筛箱(1)一端的两侧设有连接轴，所述连接轴通过前端轴承(103)与滑槽板(14)内的第一滑槽移动副连接，所述滑槽板(14)安装在前立柱(15)上。
3.根据权利要求1所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，所述加载机构(12)包括配重滑块(1202)、加载机构主体(1203)和支撑架(1204)，所述加载机构主体(1203)通过支撑架(1204)安装在筛箱盖板(13)上，所述筛箱盖板(13)安装在清选筛箱(1)内部的鱼鳞筛(102)上；所述加载机构主体(1203)内安装可直线移动的配重滑块(1202)，通过动力驱动机构使清选筛箱(1)另一端产生震动，用于使重滑块(1202)周期性的直线移动。
4.根据权利要求3所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，所述加载机构主体(1203)内设有第二滑槽，所述配重滑块(1202)可移动安装在第二滑槽内，所述配重滑块(1202)底部设有底板，所述底板与加载机构主体(1203)底部之间安装弹簧组。
5.根据权利要求4所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，所述弹簧组的劲度系数为180～300N/m，配重滑块(1202)的质量为1.4～2.4kg。
6.根据权利要求1所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，一个所述三向加速度传感器(17)安装在偏心振动装置的外表面上，用于采集偏心振动装置的振动信号；另一个所述三向加速度传感器(17)安装在清选筛箱(1)的筛箱壁板(101)内侧，且位置与前端轴承(103)相对应，用于采集前端轴承(103)的振动信号；若干所述应变片传感器(16)安装在筛箱壁板(101)的外表面上，用于采集筛箱壁板(101)和鱼鳞筛(102)上的应变信号。
7.根据权利要求2所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，所述滑槽板(14)内设有多个平行的第一滑槽，所述清选筛箱(1)一端的两侧的前端轴承(103)分别位于不在同一水平面的第一滑槽内，用于使清选筛箱(1)不对称安装；一个所述前立柱(15)上安装液压加载装置，用于对前端轴承(103)的轴向施加振动和扭矩。
8.根据权利要求6所述的清选筛箱质量可靠性试验台架，其特征在于，沿着筛箱壁板(101)二分之一高度处的水平线横向安装3个应变片传感器(16)，位置分别位于筛箱(1)长度的1/4、1/2和3/4处。
9.一种根据权利要求1所述的清选筛箱质量可靠性试验台架的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
改变所述加载机构(12)中的配重滑块(1202)，模拟不同工况物料对清选筛箱(1)的冲击载荷；
所述三向加速度传感器(17)分别采集前端轴承(103)和筛箱轴承座(2)处的振动信号，所述应变片传感器分别采集筛箱壁板(101)和鱼鳞筛(102)上的应变信号；
所述信息分析系统将前端轴承(103)和筛箱轴承座(2)处的振动信号分别与对应的预设值A比较；当前端轴承(103)处的振动信号或筛箱轴承座(2)处的振动信号超过对应的预设值A，则所述信息分析系统判断清选筛箱(1)的运转状况出现异常，所述信息分析系统分别采集筛箱壁板(101)和鱼鳞筛(102)的应变信号，所述信息分析系统将筛箱壁板(101)和鱼鳞筛(102)的应变信号分别与对应的预设值B比较；当某个区域应变的幅度超过预设值B时，判断该区域出现异常。
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