以下是小编整理的4S280?马铃薯振动挖掘机牵引阻力的测试分析，本文共5篇，欢迎阅读分享。
篇1：4S280 马铃薯振动挖掘机牵引阻力的测试分析
吴海平, 侯建丽, 郝琴, 王玉顺
(11 山西农业大学工程技术学院, 山西太谷030801 ; 21 山西省农业机械化学校汽车工程系, 山西平遥031100 ; 31 中国移动通信集团山西有限公司晋中分公司, 山西晋中030600)
摘 要: 振动挖掘铲可大幅降低其入土阻力, 4S280 马铃薯挖掘机采用铲筛一体的振动式结构。为了探知振动铲筛 的实际降阻效果, 设计了动态测试装置, 并进行了几种不同作业状况下的牵引阻力测试。结果表明, 铲筛振动状态 下可显著降低挖掘作业时的机具牵引阻力和拖拉机牵引功率; 低速作业时作业速度变化对振动挖掘铲作业的牵引阻 力影响不大; 机具挖掘深度增加时, 拖拉机牵引阻力和牵引功率会明显增大。
关键词: 马铃薯挖掘机; 振动铲筛; 牵引阻力
中图分类号: S22517 文献标识码: A 文章编号: 167128151 0420351204
Experimental Study on Traction Resistance for 4S280 Potato Shaking Digger
WU Hai2ping1 , HOU J ian2li2 , HAO Qin3 , et al.
( 11 Col lege of Engineering and Technology , S hanx i A g ricul tural Uni versi t y , Tai gu S hanx i 030801 , China; 21 School of S hanx i A g ricul tural Mechani z ation , Pi ngy ao S hanx i 031100 , China; 31China Mobi le Grou p S hanx i Co. L t d. , J inz hong B ranch , J inz hong S hanx i 030600 , China)
Abstract : To reduce the soil resistance of the digger , the st ructure of integrated vibrating shovel and sieve is adopted for 4S280 potato digger. In order to ascertain the actual effect of resistance variation of the shaking digger , the test de2 vice was designed and the draf t force was measured in different working conditions. Result s showed that the digger draf t and drawbar horsepower were reduced greatly due to the shovel and sieve shaking. The drawbar resistance did not change much when t ractor worked at low2speed range , and the draf t and power were increased significantly when dig2 ging depth increased.
Key words : Potato digger ; Shaking shovel ; Traction resistance
近年来, 随着农业种植结构调整步伐的加快, 我国马铃薯种植面积呈不断上升的趋势, 对马铃 薯收获机械的需求日益增大。然而现有马铃薯收 获机具大多采用固定式挖掘铲, 牵引阻力和牵引 功率消耗过大, 中小型作业机组常常表现出牵引 力和牵引功率不足的情况[ 1～5 ] 。因此, 开展马铃 薯挖掘收获时的减阻降耗相关研究, 探索出马铃 薯收获时减阻降耗的有效途径和方法, 对于提高 我国马铃薯机械化收获水平和机收效率, 减少作 业成本和降低作业能耗, 减轻农民的劳动强度, 增加农民收入等都具有非常重要的意义。本文对 不同挖掘方式和工作状态下的牵引阻力进行了测 试分析, 旨在找出牵引阻力的主要影响因素, 为 该类机械的设计、开发和运用提供参考和指导。
1 实验目的与要求
实验的目的`是测试出铲筛一体式马铃薯挖掘 机在不同工作状况下的牵引阻力, 为挖掘铲的改 进和优化设计提供参考和依据。
实验要求测试出挖掘铲在振动和不振动、不 同作业速度、不同作业深度等状况下的牵引阻力 及其变化情况。 2 材料与方法 211 试验场地 试验地土壤为沙壤土, 最大深度为20 cm , 土壤的平均含水量为( 1114 ±112) % , 容重为 (1126 ±0107) g ・cm- 3 , 试验测试区长20 m。 212 实验器材 实验测试机具配置如图1 所示。牵引动力采 用上海- 500 拖拉机, 用黄海- 250 拖拉机与4S2 80 马铃薯挖掘机挂接成为作业机组。 采用ZZLB21 型机械式自记拉力表(如图2 所示) 测试拉力。它是一种常用来测量农业机械 牵引阻力的仪器, 测量范围3 000 kg , 精度2 %。
50 m 卷尺、300 mm 钢板尺、标志杆和秒表 等器材分别用于测试场地的测量、标记、挖掘深 度测量和作业时间测量。
2.3 实验方法
将铲筛状态、机组作业深度和机组作业速度 作为试验因素, 因素水平见表1 。试验采用三因 素完全随机等重复(3 次) 试验。
3 实验数据分析
3.1 图像处理
对试验过程中由摄像机拍得的拉力表示值和 马铃薯挖掘机传动轴转角等视频数据可将其导入 计算机后, 用编写的Matlab 程序进行分析和处 理。也可使用其他具有视频编辑和处理功能的软 件进行图像数据的处理。
本试验的视频数据是使用豪杰超级解霸分解 摄像视频文件后, 目测出各个工作状态下的牵引 力, 利用AutoCAD 软件测量出计算转速时所需 的角度值。
试验中利用摄像机拍摄的数据有两种, 一种 是牵引力表盘显示值, 通过人工读取拉力表盘图 片即可获得相应数据。第二种是挖掘铲传动轴转 速, 它的读取是通过在AutoCAD 里面插入所截 取出的相邻的两张图片量取转过的角度通过计算 得出转速。
3.2 数据处理
马铃薯挖掘机牵引阻力是指拖拉机牵引马铃 薯挖掘机时所克服的机具阻力, 不包括作业机组 的拖拉机行走阻力。因此, 实际的马铃薯挖掘机 牵引阻力应该是用牵引机组作业状态时的拉力表 显示值, 减去相同速度情况下机组非作业状态(挖掘铲处于未入土的悬挂状态) 拉力表显示值。
挖掘铲传动轴转速的计算是先对摄像机拍摄 下有转动指针标记的转动图像按先后时序进行图 像截取, 然后测量出相邻图片之间指针的角度差, 根据摄像速度即可计算出指针转速, 也即传动轴 转速。摄像时图片的拍摄速度是30 帧・s - 1 , 因 此生成图像序列的相邻两张图片的时间间隔为 1/ 29 s。用相邻两帧图像的指针角度差除以1/ 29 s 就是指针旋转的角速度, 再除以360 (或2π) 即 为指针每秒的转数[6～10 ] 。
3.3 阻力状况分析
将不同作业状态下测得的牵引阻力数据运用 Matlab 软件绘制成曲线图即可直观显示出马铃薯 挖掘机牵引阻力状况。 1) 挖掘铲不振动, 作业深度相同状态下, 挖 掘机牵引阻力随作业速度的变化情况。 由图3 牵引阻力曲线可以看出: 挖掘铲不振 动, 作业深度相同状态下, 挖掘机牵引阻力随作 业速度的增大而增大。曲线的波动主要是由于挖 掘铲筛上崛起物后移时不顺畅, 常在铲筛面形成 堆积、壅塞后再离开筛面, 牵引阻力值便出现大 幅波动。
2) 作业深度和速度相同状态下, 挖掘铲不振 动和振动时的挖掘机牵引阻力状况。 由图4 牵引阻力曲线可以看出: 在作业深度 和速度相同状态下, 挖掘铲振动时的牵引阻力远 小于不振动状态下的牵引阻力。而且铲筛振动时, 铲筛面上的崛起物能及时顺畅地向后输送和土壤 的筛分, 因此牵引阻力的波动起伏范围也明显小 于铲筛不振动时的波动。
3) 挖掘铲振动, 作业深度相同状态下, 挖掘 机牵引阻力随作业速度的变化情况。 由图5 的牵引阻力曲线可以看出: 在挖掘铲 振动, 作业深度相同状态下, 作业速度不同时, 牵引阻力不同。振动挖掘铲筛的牵引阻力会随着 作业速度的增大而增大, 但增幅要比铲筛不振动 时小的多。牵引阻力曲线有一定幅度的波动, 但 与挖掘铲筛不振动时的情况相比, 波动情况要平缓的多, 表明作业过程中牵引阻力有幅度不大的 一些变化, 且变化的值较小。
4) 挖掘铲振动, 作业速度相同状态下, 挖掘 机牵引阻力随作业深度的变化情况。 图6 的牵引阻力曲线表明: 挖掘铲振动, 作 业速度相同状态下, 作业深度不同时牵引阻力不 同。作业深度增大时牵引阻力会大幅增加, 并且 牵引阻力数值的波动也会增大。可见作业深度对 挖掘铲筛牵引阻力有很大影响。
4 结论与建议
4.1 结论
初步的实地试验测试表明:
1) 铲筛振动状态下可使挖掘马铃薯作业时的 牵引阻力大幅减小, 从而可大大降低拖拉机的牵 引功率。
2) 在较低作业速度情况下, 作业速度变化对 振动挖掘铲作业的牵引阻力影响不大。
3) 挖掘深度对振动挖掘铲作业的牵引阻力有 明显影响。随着作业深度的增加, 牵引阻力会明 显增大。因此, 用振动挖掘机进行马铃薯收获作 业时要充分掌握好挖掘深度, 以免拖拉机牵引功 率的过多消耗。
4.2 建议
1) 进行铲筛一体的振动式马铃薯挖掘机牵引 阻力测试过程中, 发现铲筛振动时, 拖拉机也发 生强烈振动, 极易引发拖拉机的损坏和驾驶员的 身体损伤。因此, 建议进行与此相关的减振研究。
2) 由于条件所限, 我们只初步试验测试了一 种土壤状况下, 振动状态、作业深度和作业速度 等小范围变化时对牵引阻力的影响, 而振动频率、振幅和振动方向等因素的影响尚未涉及。因此建 议下一步应进行多种土壤状况下, 针对更多的影 响因素进行大范围的试验测试与分析。
参 考 文 献
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篇2：振动测试的教学实验设计分析论文
振动测试的教学实验设计分析论文
摘要：本文设计了一种振动测试的教学实验，通过实验学生可以了解机械振动的机理，掌握振动测试的原理，掌握信号采集的方法，并了解数据处理的相关知识。
关键词：机械振动；信号采集；测试系统；数据处理
0引言
振动，是机械设备所具有的基本特性，也是评判机械设备运行状况的综合性指标。设备的磨损量随着运行时间的增长而不断增加，不断增加的运行间隙使得设备的振动烈度持续增大，根据振动测试便可得知设备运行的状态。而在高校机械类专业的教学过程中，教学实验是学生最直观地了解知识的过程，也是学生最直接地运用所学知识去解决问题的过程，对于提升教学效果有着十分重要的作用。
1实验目的及实验内容
1.1实验目的
（1）观察机械设备的振动现象，掌握机械设备发生振动的机理，了解振动测试对于诊断机械设备故障的意义。（2）学习机械设备振动测试的方法，掌握振动测试系统的组成，了解振动信号测量的基本原理。（3）了解信号采集的基本知识，掌握一种信号采集的技能，学习振动测试数据的处理方法。（4）学习压电式传感器、电荷放大器、数据采集卡、数据采集软件、激光振动测量仪的使用方法，了解压电式传感器、激光振动测量仪的基本原理。
1.2实验内容
（1）根据实验目的，教师进行相关知识的拓展讲解，使学生掌握本实验应具备的相关知识，讲解内容如下：a机械振动的相关知识：通过讲解，学生可以了解机械设备发生振动的机理，了解振动对于判断机械设备运行状态的意义。b振动测试的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动测试的方法，掌握测试指标的选择原则，了解振动信号测量的基本原理。c信号采集的相关知识：通过讲解，学生可以了解信号采集的基本原理，学习信号采集的相关理论，掌握信号采集系统的基本构成和采集方法。d数据处理的相关知识：通过讲解，学生可以了解振动信号数据处理的相关方法，掌握数据处理的基本流程。e电动机使用注意事项：通过讲解，学生可以了解基本的安全用电常识，掌握电动机使用的相关注意事项，在自我保护的同时保护教学设备的安全。f压电式传感器的知识：通过讲解，学生可以了解压电式传感器的组成、工作原理，掌握传感器的使用方法，了解其应用领域。g电荷放大器相关知识：通过讲解，学生可以了解电荷放大器的作用，掌握其使用方法。h数据采集卡相关知识：通过讲解，学生可以了解数据采集卡的工作原理，掌握其使用方法。（2）为了提高学生的动手实践能力，培养其工程素养，将学生分为几个小组，给出小组讨论时间，让其自主的讨论、学习实验仪器的使用。具体包括。a压电式传感器的接线与布置，电荷放大器的具体操作，数据采集卡的接线操作，数据采集软件以及激光振动测量仪的具体使用。b练习振动测试系统的搭建。（3）在实验教师的指导下，学生搭建正式的实验系统，并启动电动机，完成振动信号的采集工作。（4）振动测试工作完毕后，在实验教师的指导下，学生完成振动测试系统的拆除工作，将相应仪器设备做好保养后放置于指定位置。
2实验原理及实验系统
2.1实验原理
机械设备所包含的一切活动，包括冲击运动、往复运动、回转运动，均可作为激励源。设备在激励源的作用下产生振动现象，振动沿着设备从内部向外部传播。待到达设备表面时，机械振动扰动空气产生声波。采集并分析这些声音信号及振动信号，就能对机械设备及其运行状况作出相应的评判。激励源是机械设备产生振动的根本。在主动式测量中应采用激振器对被测试设备进行施振，由于施振特性是已知的，便可据此分析被测试设备的振动状态。而对于大型设备（例如大型柴油机），不便于对被测设备施加主动式测量，则可以针对设备自身工作时所产生的振动进行测试，从而分析被测试设备的振动特性、判断其运行状态。相关研究表明，机械设备的振动频率范围一般为10Hz~10000Hz，因此可将振动速度作为被测指标。但是，以现阶段的技术水平难以进行速度量的'直接测量，通常以振动加速度作为被测指标，通过对测量数据进行积分从而得到速度、位移量。
2.2实验系统实验系统
由电动机、压电式加速度传感器、电荷放大器、NI数据采集卡、笔记本电脑等组成。
2.2.1压电式加速度传感器压电式加速度传感器由压电材料以及敏感元件构成，其特性为遭受外力后会在表面产生电荷。
2.2.2电荷放大器本实验系统采用KD5018型双积分电荷放大器，可以将输入的电荷量转换为相应的电压量进行输出。该型电荷放大器与压电式加速度传感器配合时，可以对机械振动中的加速度量进行测量，在机械、化工、航天等领域有着十分广泛的应用。
2.2.3数据采集卡本实验系统采用NI公司生产的9205采集卡。
2.2.4激光振动测量仪本实验系统采用的激光振动测量仪，可以直接测量并输出振动速度量。
3测试方法及数据处理
3.1测试方法
3.1.1振动速度的间接测量方法本实验中，振动速度的间接测量方法为加速度一次积分测量法。加速度一次积分测量法，是当前振动测试领域较为成熟的一种方法。其测试系统的性价比较高，对测试环境的要求较低，系统的搭建、使用十分简便，测试数据后期的处理方法也十分成熟。
3.1.2振动速度的直接测量方法本实验中，振动速度可以由激光振动测量仪直接测出。
3.2数据处理
3.2.1振动加速度信号的处理实验过程中所测得的振动加速度信号，应先对其进行A/D转换并消除直流分量。消除直流分量之后的信号还应进行滤波处理，滤波的方法有两种：数字频域滤波、时域滤波。本实验中采用数字频域滤波。a消除直流分量滤波之前，首先要消除加速度信号中所包含的直流分量，消除直流分量的方法：先求出N个采样数据的平均值，然后将各采样值进行减去平均值的处理，所得数据即为消除直流分量之后的值。b数字频域滤波在积分之前，还要对消除直流分量之后的振动信号进行滤波处理，本实验中采用基于FFT变换的频域滤波。c进行数字积分对加速度信号进行直接数字积分，得到初步的振动速度信号。数字积分的方法有很多，常用的有梯形法和辛普森法。d需消除趋势项振动测试过程中，受到外界环境温度变化以及其他干扰的影响，传感器会产生零漂、低频性能不稳定等现象。振动测试数据因而往往发生偏离基线的现象，并且偏离基线的程度还会随时间发生变化，这种现象就是趋势项。趋势项是干扰量，需要消除，常用的方法为最小二乘法。对所得到的初步振动速度信号，进行消除趋势项处理，即可得到可用的速度信号。
3.2.2振动速度信号的处理由于激光振动测量仪所输出的信号即为速度信号，无需再进行其他处理，可直接应用。
3.2.3振动烈度计算振动烈度是反应机械设备工作状态的简明特征量，在以上数据处理的基础上，指导学生进行振动烈度的时域和频域计算。
4结论
本文设计了一种振动测试的教学实验，对实验目的、实验内容、实验原理、实验设备、测试方法及数据处理方法进行了介绍。通过本实验，学生可以综合性的掌握机械振动的机理、振动测试的原理、信号采集的方法以及数据处理的相关知识。
参考文献
[1]卢建霞，屠大维，赵其杰，许烁.机械工程测试技术实验教学创新平台设计[J].实验室研究与探索.（04）：183
[2]彭军强，于鸿彬，靳晓曙.机床振动的计算机测量综合性实验设计[J].黑龙江科技信息.2015（35）：158
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篇3：振动压路机液压马达动态压力测试及分析
振动压路机液压马达动态压力测试及分析
在高低两种振幅工况下,对振动压路机液压马达的进出口动态压力进行测试,测试结果表明压力油口的起振压力、工作压力、回油口背压压力、冲击压力变化规律基本相同,工作压力只是起振压力的40%左右,冲击压力则超过起振压力峰值,而泄漏口、轴封内腔处的动态压力在起振与停止时有数个明显的.压力脉冲值.分析认为,在压实工况下,液压马达回油口在压路机振动停止时产生较大冲击力会影响液压系统的安全,应尽量减少冲击压力峰值;泄漏口压力高是油温升高的一个因素.由此,设计出CMS2系列马达,该系列马达排量在32～100 mL/r之间,额定压力17.5～25 MPa,最高压力可达32 MPa,可以承受突变较大的负载,抗冲击能力强,马达使用寿命长,该产品已获得国家专利.
作 者：徐福刚 叶继英 于桂忠 王延民 作者单位：济南液压泵有限责任公司 刊 名：工程机械 ISTIC PKU英文刊名：CONSTRUCTION MACHINERY AND EQUIPMENT 年，卷(期)： 36(3) 分类号： 关键词：振动压路机 液压传动 马达篇4：基于虚拟仪器的气动弹性振动测试与分析系统
基于虚拟仪器的气动弹性振动测试与分析系统
针对气动弹性试验的.需要,设计了基于虚拟仪器技术的振动测试与分析系统,主要用于频谱分析、模态辨识和颤振预测.系统的设计利用的是LabVIEW虚拟仪器开发平台及Matlab,内容涵盖振动信号的采集与分析处理.在地面振动试验和风洞试验中的应用实例验证了该套系统的有效性.
作 者：袁锐知 吴志刚 杨超 YUAN Rui-zhi WU Zhi-gang YANG Chao 作者单位：北京航空航天大学,航空科学与工程学院,北京,100191 刊 名：测控技术 ISTIC PKU英文刊名：MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY 年，卷(期)： 29(6) 分类号：V215.3 关键词：气动弹性 模态辨识 颤振预测 虚拟仪器篇5：GPS高层建筑物常荷载振动测试的小波分析
GPS高层建筑物常荷载振动测试的小波分析
具有高采样率的GPS接收机的.出现，使得GPS技术可以用于大型工程结构(如：大桥，高塔和高层建筑物等)的动态位移监测，其突出优点是GPS可以直接测定工程结构的绝对位移以用于结构的动力特性评估。但应用GPS技术也有其弱点和不足，譬如GPS技术本身的各类误差影响源，必须有效地消除。对于高层建筑的动力特性研究，由于GPS基线可以尽可能地设置得短些，所以其关键的误差影响源于多路径。本文主要研究深圳地王大厦常荷载条件下结构振动GPS测试的有关问题，由于常态下振动的幅值只有1～2毫米，被其它影响源所掩盖，一般难以识别。本文采用小波分析法进行处理，可以有效地识别和提取微小振动，取得很好的效果。
作 者：黄丁发 陈永奇 丁晓利 朱建军 杨喜中 刘国祥 Huang Dingfa Chen Yongqi DING Xiaoli Zhu Jianjun YANG Xizhong LIU Guoxiang 作者单位：黄丁发,刘国祥,Huang Dingfa,LIU Guoxiang(西南交通大学,;香港理工大学)陈永奇,丁晓利,Chen Yongqi,DING Xiaoli(香港理工大学)
朱建军,Zhu Jianjun(长沙中南大学)
杨喜中,YANG Xizhong(广东工业大学,广州)
刊 名：振动与冲击 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK 年，卷(期)：2001 20(1) 分类号：P228 TH311 关键词：GPS 高层建筑振动监测 小波分析 多路径效应
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