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拖拉机旋耕作业载荷谱试验研究

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第1章 绪 论

1.1选题的背景及意义

1.2国内外研究现状及进展

1.2.1拖拉机研究现状及进展

1.2.2旋耕机研究现状及进展

1.2.3载荷谱相关研究进展

1.3本文的主要研究内容

第2章 旋耕机作业载荷谱数据采集方案设计

2.1数据采集方案设计

2.1.1旋耕机载荷谱数据采集方案分析

2.1.2旋耕机负载谱数据采集方案确定

2.2扭矩测量原理分析

2.2.1应变片工作原理

2.2.2应变片型扭矩传感器原理分析

2.3扭矩转速传感器的选型及安装

2.3.1选型

2.3.2扭矩转速传感器安装

2.4本章小结

第3章 旋耕机作业载荷谱数据采集试验

3.1试验内容

3.2试验条件及设备

3.2.1试验场地

3.2.2试验仪器设备

3.3载荷数据采集系统搭建

3.4旋耕机作业载荷谱数据测取

3.4.1工况选择及试验方案确定

3.4.2试验区段划分

3.4.3滑行试验

3.4.4行走和转向试验

3.4.5载荷数据采集试验

3.5本章小结

第4章 旋耕机作业载荷谱数据编制

4.1 旋耕机作业负载谱数据预处理

4.1.1 采集数据提取

4.1.2 数据工作区划分

4.1.3 异常值的剔除

4.1.3 试验数据误差分析

4.2载荷信号平稳性检验

4.2.1平稳性检验

4.2.2各态遍历性检验

4.3统计计数法

4.3.1 旋耕作业载荷峰谷值的提取

4.3.2 雨流计数法及原理

4.3.3 雨流计数法在程序中的具体实施

4.4二维载荷谱的编制

4.4.1 载荷谱编制

4.4.2 均幅值二维载荷谱的编制

4.4.3 频次扩展

4.5 一维载荷谱的编制

4.6 本章小结

第5章 拖拉机选档对旋耕作业的影响

5.1影响旋耕作业载荷谱的因素

5.2载荷的表征方法

5.2.1 PTO 扭矩载荷表征方法

5.2.2发动机载荷表征方法

5.3挡位组合对旋耕作业载荷谱的影响

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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摘要

与汽车相比,农业机械(如拖拉机)的主要功率消耗在农具的作业上,由于载荷变化的复杂性(田间土壤、地形的变化,作物生长情况的不同以及田间湿度的变化,加上杂草等因素的影响),农业机械机-车的匹配,远比车用要复杂得多。因此,拖拉机动力输出轴(PTO)轴上的载荷数据的测量和分析对确定发动机的性能开发目标以及提高拖拉机在田间作业时的性能至关重要。本文设计了拖拉机旋耕作业载荷数据采集系统,使用该数据采集系统对旋耕作业载荷进行了田间试验;并对试验采集到的工作载荷进行载荷谱编制,为拖拉机、发动机及旋耕机的设计匹配以及田间作业时的挡位选择提供理论支持。本文的主要研究内容和结论如下:  (1)对拖拉机旋耕作业过程中动力的传输情况进行了分析,确定使用PTO轴上的载荷数据作为旋耕机的受载数据。对旋耕机作业载荷数据采集试验进行了具体的方案设计,为了测量作用在PTO轴上的载荷,在拖拉机上安装了载荷采集系统。该系统由扭矩应变传感器、转速传感器、动态信号采集分析仪以及数据分析软件组成。在土壤条件相同的旱地场地上,进行了滑行试验、行走和转向试验,以三种地面前进速度和两种PTO轴旋转速度进行了旋转耕作。  (2)对试验采集的载荷数据进行了数据提取、工作区域划分以及异常值剔除预处理操作,保证了用于编制载荷谱数据的有效性与可靠性。将完成预处理操作的载荷信号数据进行了平稳性特征检验和各态遍历性检验,确保了稳定作业区域载荷信号的平稳性特征,为旋耕作业载荷谱编制中的频次扩展提供了理论支持。  (3)使用三点雨流循环计数法对载荷信号数据进行了统计计数,得到了旋耕作业各工况下载荷信号数据的幅值-频次直方图、均值-频次直方图以及均幅值-频次三维柱状图。利用循环频次统计数据编制了旋耕机在各工况下的二维载荷谱,最终使用波动中心法得出了能够用于室内试验加载的一维载荷谱。  (4)分析了以三种地面前进速度和两种PTO轴旋转速度耕作时,发动机和PTO轴受到的影响。当车速过高的时候,旋耕机会在耕作不完全的情况下在土壤上滑动,尽管地面速度提高了,但PTO轴上的传输载荷反而降低,旋耕作用效果变差。

著录项

  • 作者

    周思逸;

  • 作者单位

    湖南大学;

  • 授予单位 湖南大学;
  • 学科 车辆工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈征,朱亚娜;
  • 年度 2020
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    拖拉机,旋耕作业,载荷谱试验;

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