高茬秸稈旋耕翻埋功耗檢測系統(tǒng)設計與試驗研究.pdf

1、機械化秸稈還田有利于培肥地力、改良土壤，是發(fā)展生態(tài)農業(yè)和實現農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。高茬秸稈還田耕整機作為土壤耕作機械，與輪式拖拉機配套使用，耕作一遍即可完成秸稈埋覆、旋耕碎土、地表平整等多項作業(yè)目標，具有作業(yè)效率高、適用范圍廣、操作簡便等優(yōu)點;且能搶農時、省勞力，在機械化秸稈還田領域顯示了很大的優(yōu)越性。高茬秸稈還田耕整機以螺旋刀輥為核心工作部件，功率消耗是考量其綜合性能的一個重要技術參數，直接影響到整機的性能;設計合理配套的功耗檢測

2、系統(tǒng)來實時獲取螺旋刀輥田間作業(yè)功耗，將為刀輥結構參數優(yōu)化和耕整機動力合理配套、節(jié)能減耗提供重要的參考價值。
　　本文以三種高茬秸稈還田耕整機為研究對象，針對高茬秸稈還田耕整機實際功耗大小不清楚、螺旋刀輥作業(yè)時運動參數與功耗的關系不明確等問題，根據功耗檢測原理，采用NI公司的虛擬儀器開發(fā)平臺——LabVIEW，并結合數據采集卡、CKY-810動態(tài)扭矩傳感器和電感式接近開關等組成的硬件平臺，設計了功耗檢測系統(tǒng);此系統(tǒng)通過簡單的操作便可

3、以動態(tài)檢測高茬秸稈還田耕整機作業(yè)功耗，并實現扭矩、轉速和功耗波形圖及數值的顯示、保存。
　　利用ADAMS軟件對扭矩傳感器和萬向節(jié)傳動軸機構進行動力學仿真，并結合實際情況，確定萬向節(jié)傳動軸空心方形套管處強度最弱;對其進行強度校核，計算得出其許用扭力偶矩[M]為2060.44N·m大于空心方形套管扭矩波動最大值1472.5N·m;從理論方面證明了將扭矩傳感器安裝在萬向節(jié)傳動軸上進行螺旋刀輥扭矩測量的方案是合理可行的。
　　利用

4、DF1405數字合成信號發(fā)生器和非接觸數字式轉速儀對功耗檢測系統(tǒng)進行標定。標定結果顯示，由功耗檢測系統(tǒng)檢測到的轉矩值與信號發(fā)生器輸出頻率對應的真值間最大絕對誤差值為0.55N·m，最大相對誤差為0.0893％;由功耗檢測系統(tǒng)檢測到的轉速值與信號發(fā)生器輸出頻率對應的真值間最大絕對誤差值為0.002rad/min，最大相對誤差為0.0016％。轉速儀測量的轉速值與功耗檢測系統(tǒng)檢測到轉速值最大絕對誤差值為0.261rad/min，最大相對誤差

5、為0.0726％。因此，功耗檢測程序能夠準確檢測扭矩、轉速信號，從而進行功耗的動態(tài)檢測。
　　分析了水旱兩用高茬秸稈還田耕整機的功率消耗組成與配置，并對其進行了空載試驗研究。試驗結果得出，水旱兩用螺旋刀輥空載扭矩范圍為19.528N·m～24.965N·m，其空載功率范圍為0.374kW～1.243kW，占拖拉機總動力功率的0.53％～1.78％。
　　以功率消耗和作業(yè)質量為評價指標，選用水旱兩用高茬秸稈還田耕整進行田間性能