一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置，該裝置包括主機支架，主機支架上設(shè)置卷盤，卷盤上卷繞PE管，卷盤一側(cè)設(shè)置卷盤驅(qū)動機構(gòu)；卷盤驅(qū)動機構(gòu)包括減速器，減速器輸入軸與驅(qū)動電機或水渦輪機輸出軸連接，減速器包括輸出軸一和輸出軸二，減速器輸出軸一通過彈性聯(lián)軸器二連接扭矩傳感器，扭矩傳感器通過彈性聯(lián)軸器三連接驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過齒輪傳動機構(gòu)連接卷盤軸，減速器輸出軸二通過彈性聯(lián)軸器一連接增速器輸入軸，增速器輸出軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器；還包括在PE管上間隔設(shè)置的多個全橋應(yīng)變片，全橋應(yīng)變片連接無線扭矩傳感器。本發(fā)明可實時監(jiān)測卷盤式噴灌機運行過程中的各種性能參數(shù)，對于噴灌機在不同場合下的性能研究有著極大的作用。
【專利說明】
一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)噴灌設(shè)備性能測試裝置，尤其是一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，國家對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重視，噴灌機等自動化、高效化的農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。
[0003]卷盤式噴灌機工作時，噴頭車在橡膠水管的牽引下自動回收以達(dá)到噴灌的目的。由于各地農(nóng)田環(huán)境的差異，對噴灌機扭矩、轉(zhuǎn)速方面的要求各不相同。
[0004]噴灌機運行過程中，扭矩很大，轉(zhuǎn)速很小，是一種典型的高扭矩、低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機械，對于噴灌機功率的選擇，特別是電驅(qū)動的噴灌機，如何選擇一個合適的電機成為一個技術(shù)難題，另一方面，噴灌機在運行過程中PE管承受了比較大的張力以及摩擦力，PE管在噴灌機整個作業(yè)過程中存在很多的磨損，如何確定PE管上的張力和摩擦力也成為一個技術(shù)難題，此外在噴灌機整個作業(yè)過程中，噴灌機PE管每一層之間的速度差一直是一個很難確定的參數(shù)，這關(guān)系到噴灌機運行的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:發(fā)明的目的是提供一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置及方法，通過測量卷盤式噴灌機在不同工況下的扭矩以及轉(zhuǎn)速，噴灌機PE管每一層之間的速度差，噴頭車與卷盤卷管初始位置的張力差，分析出卷盤式噴灌機在不同工況下的性能要求，分析現(xiàn)有噴灌機主要存在的一些問題，實現(xiàn)對卷盤式噴灌機的優(yōu)化。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置，包括噴灌機主機，噴灌機主機包括主機支架，主機支架上設(shè)置卷盤，卷盤上卷繞PE管，PE管連接噴頭車，卷盤一側(cè)設(shè)置卷盤驅(qū)動機構(gòu)；
[0007]所述卷盤驅(qū)動機構(gòu)包括測試臺底板、驅(qū)動電機或水渦輪機、減速器、彈性聯(lián)軸器一、彈性聯(lián)軸器二、彈性聯(lián)軸器三、增速器、旋轉(zhuǎn)編碼器和扭矩傳感器，測試臺底板固定在主機支架上，減速器固定在測試臺底板上，減速器輸入軸與驅(qū)動電機或水渦輪機輸出軸連接，減速器包括輸出軸一和輸出軸二，減速器的輸出軸一通過彈性聯(lián)軸器二連接扭矩傳感器，扭矩傳感器通過彈性聯(lián)軸器三連接驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過齒輪傳動機構(gòu)連接卷盤軸，減速器的輸出軸二通過彈性聯(lián)軸器一連接增速器輸入軸，增速器輸出軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器；
[0008]還包括全橋應(yīng)變片、無線扭矩傳感器和無線扭矩傳感器供電模塊，在PE管上間隔設(shè)置多個全橋應(yīng)變片，全橋應(yīng)變片連接無線扭矩傳感器，無線扭矩傳感器連接無線扭矩傳感器供電模塊并一同固定在PE管上。
[0009]進(jìn)一步的，所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸上的主動齒輪以及設(shè)置在所述卷盤軸上的從動齒輪，從動齒輪與主動齒輪相互嚙合。
[0010]根據(jù)上述測試裝置的卷盤式噴灌機運行過程性能測試方法:
[0011]將噴頭車拖至起始位置，啟動驅(qū)動電機或水渦輪機，驅(qū)動電機或水渦輪機通過減速器帶動卷盤轉(zhuǎn)動，卷盤回轉(zhuǎn)回收PE管和噴頭車，噴頭車實現(xiàn)噴灌，PE管回收過程中，扭矩傳感器實時監(jiān)測噴灌機的輸出扭矩，查看不同工況下卷盤式噴灌機的輸出扭矩的，增速器將減速器的輸出轉(zhuǎn)速放大，旋轉(zhuǎn)編碼器實時監(jiān)測卷盤式噴灌機的轉(zhuǎn)速，查看PE管每一層之間的速度差以及不同工況下轉(zhuǎn)速的波動，無線扭矩傳感器實時監(jiān)測PE管上的張力，通過比較PE管不同位置處的張力，一方面可以得到PE管上所承受的張力與摩擦力，另一方面可以得到PE管施加給轉(zhuǎn)盤的張力，從而對卷盤進(jìn)行動力學(xué)分析。
[0012]有益效果:本發(fā)明可以實時監(jiān)測卷盤式噴灌機運行過程中的各種性能參數(shù)，比如:扭矩、轉(zhuǎn)速、PE管上的張力差以及摩擦力、PE管對卷盤施加的張力等，可以比較不同工況下噴灌機性能參數(shù)的變化，通過比較得出相應(yīng)的結(jié)論，對于噴灌機在不同場合下的應(yīng)用以及噴灌機的選型也有著極大的作用，縮短研發(fā)的時間，對于PE管材料材質(zhì)各方面的性能的研究也有著極大的作用。
【附圖說明】
[0013]圖1是卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是卷盤驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是全橋應(yīng)變片、無線扭矩傳感器和無線扭矩傳感器供電模塊的安裝示意圖；
[0016]圖中:1_測試臺底板，2-驅(qū)動電機或水渦輪機，3-減速器，4-1-彈性聯(lián)軸器一、4-2-彈性聯(lián)軸器二、4-3彈性聯(lián)軸器三，5-增速器，6-旋轉(zhuǎn)編碼器，7-扭矩傳感器，8-主動齒輪，9-PE管，10-全橋應(yīng)變片、11-無線扭矩傳感器、12-無線扭矩傳感器供電模塊、13-主機支架、14-卷盤。
【具體實施方式】
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[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0018]如圖1所示，一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置，包括噴灌機主機，噴灌機主機包括主機支架13，主機支架13上設(shè)置卷盤14，卷盤14上卷繞PE管9，PE管9連接噴頭車，卷盤14 一側(cè)設(shè)置卷盤驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于:
[0019]如圖2所示，所述卷盤驅(qū)動機構(gòu)包括測試臺底板1、驅(qū)動電機或水渦輪機2、減速器
3、彈性聯(lián)軸器一 4-1、彈性聯(lián)軸器二 4-2、彈性聯(lián)軸器三4-3、增速器5、旋轉(zhuǎn)編碼器6和扭矩傳感器7。測試臺底板I固定在主機支架13上，減速器3固定在測試臺底板I上，減速器3輸入軸與驅(qū)動電機或水渦輪機2輸出軸連接，減速器3包括輸出軸一和輸出軸二，減速器3的輸出軸一通過彈性聯(lián)軸器二 4-2連接扭矩傳感器7，扭矩傳感器7通過彈性聯(lián)軸器三4-3連接驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過齒輪傳動機構(gòu)連接卷盤14軸，所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸上的主動齒輪8以及設(shè)置在所述卷盤14軸上的從動齒輪，從動齒輪與主動齒輪8相互嚙合。減速器3的輸出軸二通過彈性聯(lián)軸器一 4-1連接增速器5輸入軸，增速器5輸出軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器6。
[0020]如圖3所示，還包括全橋應(yīng)變片10、無線扭矩傳感器11和無線扭矩傳感器供電模塊12，在PE管9上間隔設(shè)置多個全橋應(yīng)變片10，全橋應(yīng)變片10連接無線扭矩傳感器11，無線扭矩傳感器11連接無線扭矩傳感器供電模塊12并一同固定在PE管9上。
[0021 ]根據(jù)上述測試裝置的卷盤式噴灌機運行過程性能測試方法:
[0022]將噴頭車拖至起始位置，啟動驅(qū)動電機或水渦輪機2，驅(qū)動電機或水渦輪機2通過減速器3帶動卷盤14轉(zhuǎn)動，卷盤14回轉(zhuǎn)回收PE管9和噴頭車，噴頭車實現(xiàn)噴灌，PE管9回收過程中，扭矩傳感器7實時監(jiān)測噴灌機的輸出扭矩，查看不同工況下卷盤式噴灌機的輸出扭矩的，增速器5將減速器的輸出轉(zhuǎn)速放大，旋轉(zhuǎn)編碼器6實時監(jiān)測卷盤式噴灌機的轉(zhuǎn)速，查看PE管9每一層之間的速度差的大小以及不同工況下轉(zhuǎn)速的波動，無線扭矩傳感器11實時監(jiān)測PE管9上的張力，通過比較PE管9不同位置處的張力，一方面可以得到PE管9上所承受的張力與摩擦力，另一方面可以得到PE管9施加給轉(zhuǎn)盤14的張力，從而對卷盤14進(jìn)行動力學(xué)分析。當(dāng)無線扭矩傳感器11隨PE管9到達(dá)卷盤14處時可以及時將其拆卸下來，避免損壞設(shè)備。
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置，包括噴灌機主機，噴灌機主機包括主機支架(13)，主機支架(13)上設(shè)置卷盤(14)，卷盤(14)上卷繞PE管(9)，PE管(9)連接噴頭車，卷盤(14) 一側(cè)設(shè)置卷盤驅(qū)動機構(gòu);其特征在于: 所述卷盤驅(qū)動機構(gòu)包括測試臺底板(I)、驅(qū)動電機或水渦輪機(2)、減速器(3)、彈性聯(lián)軸器一 (4-1)、彈性聯(lián)軸器二 (4-2)、彈性聯(lián)軸器三(4-3)、增速器(5)、旋轉(zhuǎn)編碼器(6)和扭矩傳感器(7)，測試臺底板(I)固定在主機支架(13)上，減速器(3)固定在測試臺底板(I)上，減速器(3)輸入軸與驅(qū)動電機或水渦輪機(2)輸出軸連接，減速器(3)包括輸出軸一和輸出軸二，減速器(3)的輸出軸一通過彈性聯(lián)軸器二 (4-2)連接扭矩傳感器(7)，扭矩傳感器(7)通過彈性聯(lián)軸器三(4-3)連接驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過齒輪傳動機構(gòu)連接卷盤(14)軸，減速器(3)的輸出軸二通過彈性聯(lián)軸器一 (4-1)連接增速器(5)輸入軸，增速器(5)輸出軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器(6); 還包括全橋應(yīng)變片(10)、無線扭矩傳感器(11)和無線扭矩傳感器供電模塊(12)，在PE管(9)上間隔設(shè)置多個全橋應(yīng)變片(10)，全橋應(yīng)變片(10)連接無線扭矩傳感器(11)，無線扭矩傳感器(11)連接無線扭矩傳感器供電模塊(12)并一同固定在PE管(9)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷盤式噴灌機運行過程性能測試裝置，其特征在于:所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸上的主動齒輪(8)以及設(shè)置在所述卷盤(14)軸上的從動齒輪，從動齒輪與主動齒輪(8)相互嚙合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述測試裝置的卷盤式噴灌機運行過程性能測試方法，其特征在于: 將噴頭車拖至起始位置，啟動驅(qū)動電機或水渦輪機(2)，驅(qū)動電機或水渦輪機(2)通過減速器(3)帶動卷盤(14)轉(zhuǎn)動，卷盤(14)回轉(zhuǎn)回收PE管(9)和噴頭車，噴頭車實現(xiàn)噴灌，PE管(9)回收過程中，扭矩傳感器(7)實時監(jiān)測噴灌機的輸出扭矩，查看不同工況下卷盤式噴灌機的輸出扭矩，增速器(5)將減速器的輸出轉(zhuǎn)速放大，旋轉(zhuǎn)編碼器(6)實時監(jiān)測卷盤式噴灌機的轉(zhuǎn)速，查看PE管(9)每一層之間的速度差以及不同工況下轉(zhuǎn)速的波動，無線扭矩傳感器(11)實時監(jiān)測PE管(9)上的張力，通過比較PE管(9)不同位置處的張力，一方面可以得到PE管(9)上所承受的張力與摩擦力，另一方面可以得到PE管(9)施加給轉(zhuǎn)盤(14)的張力，從而對卷盤(14)進(jìn)行動力學(xué)分析。
【文檔編號】G01L5/00GK106052925SQ201610391982
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】李偉, 吳孫陽, 佟哲, 何猛, 邱志鵬, 彭濤
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)