新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),新型,翻轉(zhuǎn),犁掛接,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)
附錄:
對(duì)傳輸動(dòng)力輸出和負(fù)載農(nóng)用拖拉機(jī)齒輪選擇在旋耕的作用
摘要:
為了讓拖拉機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中獲得更好的性能和耐久性,為這項(xiàng)操作選擇合適的齒輪設(shè)置是必要的。本研究的目的是分析在20cm深的旋耕時(shí)一個(gè)75kW的負(fù)載農(nóng)用拖拉機(jī)的傳輸動(dòng)力輸出和齒輪選擇的作用。為了測(cè)量作用在變速器和動(dòng)力輸出輸入軸的負(fù)載,負(fù)載測(cè)量系統(tǒng)被安裝在拖拉機(jī)上。該系統(tǒng)由測(cè)量轉(zhuǎn)矩的傳遞和動(dòng)力輸出的輸入軸的應(yīng)變儀傳感器,獲取傳感器信號(hào)的一個(gè)無(wú)線電遙測(cè)I / O接口和采集數(shù)據(jù)嵌入式軟件構(gòu)成。旋耕在相同的土壤條件的旱田網(wǎng)站以三個(gè)地面速度和三個(gè)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行。用雨流計(jì)數(shù)和SWT (史密斯沃森濤培)方程將負(fù)載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為載荷譜。對(duì)于每個(gè)齒輪的選擇負(fù)載損壞的總和利用的是改性Miner規(guī)則來(lái)計(jì)算,然后負(fù)載嚴(yán)重性的計(jì)算和損壞總和的計(jì)算同樣重要。當(dāng)PTO轉(zhuǎn)速不變時(shí),變速器輸入軸的平均扭矩的地面速度顯著地從L1( 1.87km/h)到L3( 3.77km/h)。另外,當(dāng)對(duì)地速度不變時(shí),PTO轉(zhuǎn)速上升的同時(shí)動(dòng)力輸出輸入軸的平均轉(zhuǎn)矩增加。旋耕施加在動(dòng)力輸出輸入軸上的載重顯著比變速器輸入軸大。變速器和PTO軸負(fù)載的嚴(yán)重性增加,同時(shí)作為地面和動(dòng)力輸出旋轉(zhuǎn)速度增加,表明可能降低疲勞壽命。這個(gè)研究的結(jié)果可能會(huì)為齒輪和旋耕的選擇提供有用的信息,不僅考慮耕地效率,還考慮傳輸和動(dòng)力輸出輸入軸負(fù)載的重要性。
1、 簡(jiǎn)介
農(nóng)用拖拉機(jī)作為動(dòng)力源通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋,取力器(PTO)設(shè)備,以及液壓管路應(yīng)用于各種野外作業(yè),如耕作,播種,化學(xué)應(yīng)用,收割,運(yùn)輸。在世界上的很多國(guó)家農(nóng)用拖拉機(jī)的數(shù)量正在不斷增加。例如,在韓國(guó)拖拉機(jī)的利用率已經(jīng)在春季和秋季增加到2010年的農(nóng)業(yè)工作日內(nèi)71.8%(Park等人,2010年a,b)。拖拉機(jī)具有不同程度的駕駛和動(dòng)力輸出齒輪設(shè)置,并且所述齒輪設(shè)置的不同組合可用于提供適用于操作類(lèi)型和耕地條件所需的功率。
因?yàn)檩d重作用在拖拉機(jī)上,部分的耐用性和工作性能是由齒輪設(shè)置( Park等人, 2010年c )確定的,所以最佳齒輪設(shè)置為操作類(lèi)型是重要的。拖拉機(jī)零部件的耐用性是需要重要考慮的(Rotz 和Bowers, 1991)之一。西門(mén)子和鮑爾斯( 1999)報(bào)道,由于過(guò)高的運(yùn)行速度,美國(guó)農(nóng)民花了大約40 %的總維修費(fèi)用來(lái)修復(fù)拖拉機(jī)和30%左右修復(fù)的磨損的動(dòng)力總成零部件。此外,工作性能影響拖拉機(jī)的燃油消耗。在韓國(guó),由拖拉機(jī)每年的燃料消耗量為345毫升/年的情況下,約占農(nóng)業(yè)機(jī)械( KAMICO和KSAM , 2010)的年度總油耗48.5 %。因此,分析齒輪選擇過(guò)程中野外作業(yè)的拖拉機(jī)負(fù)荷的影響將是有意義的。
基希勒等(2011)分析了變速器檔位選擇對(duì)拖拉機(jī)性能的影響,并報(bào)道當(dāng)該齒輪設(shè)置在從3.0變公里/小時(shí)8.3公里/小時(shí)的犁耕時(shí)燃料消耗率增加了105%,實(shí)施草案增加了28%,并且需要的功率增加了255%,一些研究分析了在野外作業(yè)的拖拉機(jī)負(fù)荷用于拖拉機(jī)的高效和優(yōu)化設(shè)計(jì)(格拉赫,1966;Han等,1999)范等人,2009)。因?yàn)樗鼜浹a(bǔ)了約30%的拖拉機(jī)的總成本,大多數(shù)研究上的負(fù)載分析都集中在傳輸(如金,1998年)。用于傳輸負(fù)載的分析,研究人員分析轉(zhuǎn)矩負(fù)載作用在變速器輸入軸和拖拉機(jī)的字段中的操作,例如犁耕作的驅(qū)動(dòng)車(chē)軸(Kim等人,2001; Nahmgung,2001)。在大多數(shù)領(lǐng)域的條件下,對(duì)變速器輸入軸的負(fù)載和驅(qū)動(dòng)車(chē)軸用犁耕速度增加。
一些研究中認(rèn)為在旋耕和壓捆操作時(shí)負(fù)載在動(dòng)力輸出軸上。Kim等人( 2011b )進(jìn)行分析在壓捆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為75千瓦的拖拉機(jī)的功率消耗,并報(bào)告了功耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗的比率分別為所有動(dòng)力輸出齒輪水平的50-75% 。此外, Kim等人( 2011a)分析了一個(gè)30千瓦的農(nóng)用拖拉機(jī)主要部件(驅(qū)動(dòng)橋,動(dòng)力輸出軸和液壓泵)在犁耕,旋耕,和裝載機(jī)操作時(shí)的功率要求。旋耕所需的最大功率和在過(guò)程中動(dòng)力輸出軸在各組成部分之間的所占功率的最大數(shù)量。綜合以上調(diào)查結(jié)果,旋耕期間在動(dòng)力輸出軸上應(yīng)用合理的載重?cái)?shù)量。然而,關(guān)于傳輸(即,運(yùn)算速度)的影響和在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的拖拉機(jī)載重動(dòng)力輸出齒輪的選擇的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。
這項(xiàng)研究主要是為了最佳的齒輪設(shè)置提供導(dǎo)向做出的努力,既考慮了耕地效率又考慮了主要功率傳輸部件的載重嚴(yán)重性。這項(xiàng)研究的目的就是分析傳輸?shù)妮d重行為的齒輪選擇以及在旋耕過(guò)程中75kW的農(nóng)用拖拉機(jī)的動(dòng)力輸入輸出軸的影響。
2、 材料和方法
2.1測(cè)量系統(tǒng)
這項(xiàng)研究用到的是一個(gè)75kW的農(nóng)用拖拉機(jī)(L7040, LS Mtron Ltd., Korea) 。這個(gè)拖拉機(jī)的總質(zhì)量為3260千克,體積為4077mm×2000mm×2640mm(長(zhǎng)×寬×高)。在引擎轉(zhuǎn)速2300轉(zhuǎn)時(shí),額定發(fā)動(dòng)機(jī)功率和拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出功率分別為75千瓦和65千瓦。拖拉機(jī)是配備一個(gè)同步-網(wǎng)格類(lèi)型的由兩個(gè)方向齒輪、四個(gè)主齒輪、四個(gè)副齒輪組成的手動(dòng)變速箱。拖拉機(jī)的16個(gè)向前和16向后地面速度由齒輪設(shè)置組合決定。相應(yīng)的,拖拉機(jī)動(dòng)力輸出的旋轉(zhuǎn)速度在P1,P2,P3設(shè)置中分別為540 rpm,750rpm,1000rpm。圖一顯示在傳輸裝置上設(shè)置了轉(zhuǎn)矩遙感器和無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)和載重措施的動(dòng)力輸入軸。傳輸裝置和動(dòng)力輸入軸是直接與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸聯(lián)系起來(lái)的;因此,發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和輸入軸的速度比率為1:1。載重測(cè)量系統(tǒng)被安裝在離合器殼里面。載重測(cè)量系統(tǒng)由應(yīng)變儀傳感器(CEA-06-250US-350,MicroMeasurement Co., USA)構(gòu)成去測(cè)量轉(zhuǎn)矩,無(wú)線電遙測(cè)I/O接口去獲得傳感器的信號(hào)和一個(gè)內(nèi)置的系統(tǒng)去分析載重。對(duì)于傳輸?shù)妮d重測(cè)量,一個(gè)帶有天線的應(yīng)變儀被安裝在變速器輸入軸中,轉(zhuǎn)子和定子天線安裝在軸的情況。相應(yīng)的,為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)力載重測(cè)量,一個(gè)應(yīng)變儀安裝在飛輪套筒上,而一個(gè)轉(zhuǎn)子天線和一個(gè)定子天線被安裝在飛輪和引擎的情況下。這個(gè)內(nèi)置的系統(tǒng)有一個(gè)最大的24位的分辨率。校準(zhǔn)扭矩傳感器的應(yīng)變儀的負(fù)載信號(hào)已經(jīng)在24位分辨率下的19.2 khz的采樣率被數(shù)字化了而被存儲(chǔ)在嵌入式系統(tǒng)中(MGC,HMB,德國(guó))。一個(gè)用來(lái)測(cè)量負(fù)載信號(hào)的程序是基于實(shí)驗(yàn)室查看軟件(美國(guó)國(guó)家儀器2009年版本)被開(kāi)發(fā)的。
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
在田間操作中作用于拖拉機(jī)的荷載取決于許多因素如:土壤條件和駕駛技能。因?yàn)榘阉羞@些因素都考慮進(jìn)去是不實(shí)際的(Nahm-gung,2001),所以在這項(xiàng)研究中將這些因素的影響最小化而專(zhuān)注于地面速度和通過(guò)齒輪選擇負(fù)載上的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速的影響。
旋耕是由三個(gè)地面速度和三個(gè)動(dòng)力輸出旋轉(zhuǎn)速度在旱地位置位于北緯35o59'23"和35o59'26"和東經(jīng)127o12'56"和127o13'3"。土壤類(lèi)型是沙土,平均水分含量為22.3%,和平均圓錐指數(shù)為1236 kPa,在0 - 250毫米的深度。
耕地深度設(shè)置為20厘米。相應(yīng)的,變速器的齒輪設(shè)置為L(zhǎng)1,L2和L3齒輪與動(dòng)力輸出齒輪P1,P2,和P3相匹配。齒輪設(shè)置基于一項(xiàng)由Kim等人(2011a)報(bào)道的為年度拖拉機(jī)使用比例的調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行選擇。拖拉機(jī)的地面速度在L1,L2,L3的情況下分別1.87公里/小時(shí),2.64公里/小時(shí),和3.77 公里/小時(shí),它的動(dòng)力輸出旋轉(zhuǎn)速度在P1,P2,P3的情況下分別為540 rpm,750 rpm,和1000 rpm。旋耕工具是一個(gè)重型旋耕機(jī)(WJ220E、WOONGJIN、韓國(guó))和所需的額定功率,總質(zhì)量,耕地寬度和體積分別為75千瓦,750公斤,2220毫米和1050毫米×2390毫米×1380毫米(長(zhǎng)度×寬度×高度)。
2.3載荷分析
根據(jù)不同的目的,分析拖拉機(jī)負(fù)荷的程序就會(huì)不同。許多研究人員為了表示載荷已經(jīng)使用簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)如:平均、最大、最小值等。該方法提取代表值用來(lái)顯示幅值的差別,但是因?yàn)樘镆柏?fù)載是不規(guī)則的,所以這種簡(jiǎn)化禁止描述整個(gè)加載配置文件。齒輪設(shè)置對(duì)變速器和動(dòng)力輸出負(fù)載設(shè)置,單向方差分析和最小顯著差測(cè)試(LSD)的影響是由SAS(版本9.1,SAS研究所卡里,美國(guó))傳導(dǎo)的。同時(shí),因?yàn)樨?fù)載導(dǎo)致拖拉機(jī)的損害,拖拉機(jī)零件的疲勞也需要調(diào)查,所以要表示負(fù)載對(duì)拖拉機(jī)的影響是很難的。拖拉機(jī)的疲勞程度被定義為重復(fù)載荷的損失總和(Lampman,1997)。
純樸,Kim等人(1998、2000)提出的另一種表示負(fù)載的方法,這種方法被定義為每個(gè)操作損失總和與所有操作最小損失總和之比。純樸與疲勞壽命成反比。當(dāng)負(fù)載嚴(yán)重越大時(shí),疲勞壽命會(huì)越短。Kim等人.(1998)測(cè)量了作用在傳動(dòng)輸入軸上的負(fù)載和分析了在耕作,旋耕和運(yùn)輸操作時(shí)的負(fù)載嚴(yán)重性。他們發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸操作的負(fù)載嚴(yán)重性與耕作時(shí)的負(fù)載嚴(yán)重性類(lèi)似。但旋耕時(shí)的負(fù)載嚴(yán)重性約為運(yùn)輸操作時(shí)的63倍。之后,Kim等人(2000)分析了在旋耕期間變速器輸入軸的嚴(yán)重性,旋耕是右四個(gè)拖拉機(jī)的速度組合地面速度(2.9公里/小時(shí)和4.1 km / h)和動(dòng)力輸出旋轉(zhuǎn)速度(588和704 rpm)并且使用了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為30千瓦的拖拉機(jī)。當(dāng)動(dòng)力輸出速度增加到與地面速度相同時(shí),負(fù)載嚴(yán)重增加了2.3 -2.6倍;而當(dāng)?shù)孛嫠俣仍黾又僚c動(dòng)力輸出速度相同時(shí),嚴(yán)重性下降了0.2-0.3倍。
圖2是一個(gè)解釋嚴(yán)重性計(jì)算過(guò)程的框圖。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩的數(shù)據(jù)不規(guī)則(熊和Shenoi,2005),所以使用雨流循環(huán)計(jì)數(shù)法將測(cè)量轉(zhuǎn)矩的數(shù)據(jù)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域。雨流循環(huán)計(jì)數(shù)技術(shù)通常被認(rèn)為是一個(gè)好的預(yù)測(cè)疲勞壽命的循環(huán)計(jì)數(shù)法(Hong,1991)。它將一個(gè)變幅加載歷史它分解成一系列簡(jiǎn)單的事件相當(dāng)于個(gè)人恒定負(fù)載周期振幅(Glinka和Kam,1987)。此外,Smith-Waston-Topper單軸方法用于計(jì)算譜級(jí)用方程(1)來(lái)去除平均轉(zhuǎn)矩的影響(道林,1972)。
方程中Te相當(dāng)于轉(zhuǎn)矩(Nm),ta是扭矩振幅(Nm),tm是平均轉(zhuǎn)矩(Nm)。
因?yàn)闇y(cè)量的負(fù)載數(shù)據(jù)的記錄時(shí)間相對(duì)較短(180 - 200s),所以拓展拖拉機(jī)的旋耕的總的使用時(shí)間的周期數(shù)是非常必要的。為了在負(fù)載的大小上計(jì)算周期的總數(shù),測(cè)試拖拉機(jī)的整個(gè)壽命被假設(shè)進(jìn)來(lái)。負(fù)載周期的總數(shù)由方程(2)進(jìn)行計(jì)算:
N7=3600NLh (2)
方程中N7負(fù)載周期的總數(shù)目(圈數(shù)),N是測(cè)量負(fù)載的計(jì)算周期數(shù)目(圈數(shù)),L是已用的拖拉機(jī)的整個(gè)壽命(年),h為拖拉機(jī)操作的年使用次數(shù)(小時(shí)/年)。
在韓國(guó),拖拉機(jī)被用來(lái)旋耕的年度使用時(shí)間是204個(gè)小時(shí)(李,2011)。使用的拖拉機(jī)的整個(gè)壽命被認(rèn)為是10年,這是在韓國(guó)農(nóng)業(yè)的條件下的正常的數(shù)據(jù)。對(duì)于拖拉機(jī)的整個(gè)壽命的載荷譜用于旋耕時(shí)在不同的齒輪設(shè)置下由測(cè)量負(fù)載與額定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩負(fù)載之比來(lái)表示,為275海里。兩項(xiàng)之比大于1表明不利的負(fù)載級(jí)別大于額定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩負(fù)載。
使用測(cè)量負(fù)載去計(jì)算損失總量和用S-N(彎曲應(yīng)力與循環(huán)的數(shù)量)曲線估計(jì)數(shù)量的周期加載損耗(法特米和陽(yáng),1998)。由于損傷是由轉(zhuǎn)矩信號(hào)引起的,S-N曲線轉(zhuǎn)換為扭矩-周期曲線(Graham 等,1962;阮等,2011)。為了輸入軸的材料得到S-N曲線,SCM 420 h,在方程(3)中使用ASTM標(biāo)準(zhǔn)(2004)。ASTM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廣泛的用于材料的疲勞分析(Wannenburg 等, 2009;Mao, 2010).
方程中的N表示周期數(shù),S表示切削硬度(兆帕)。
為了計(jì)算損害總和,負(fù)載譜的等效扭矩被轉(zhuǎn)換成壓力(Rahama 和Chancellor,1994; Petracconi 等, 2010). 變速器和 PTO輸入軸的直徑分別是 28 毫米和 26.5 毫米。
(4)
其中,S 是應(yīng)力 (MPa),T 為等效扭矩 (Nm),d (mm) 軸的直徑。
損傷總和是基于式(5)Miner定律(Miner,1945)計(jì)算的。Miner定律是用來(lái)估算荷載到空載的轉(zhuǎn)數(shù)的(Miner,1945 年; Robson,1964 年;Renius,1977年)。循環(huán)的次數(shù)(n)來(lái)自載荷譜的等效扭矩。派生疲勞壽命轉(zhuǎn)(N)是從S-N 的 SCM 420 H。損壞(D)由轉(zhuǎn)數(shù)除以疲勞壽命轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算得出的。
(5)
Dt是損壞總量,ni轉(zhuǎn)數(shù),Ni是疲勞壽命(轉(zhuǎn)數(shù))。
3. 結(jié)果和討論
3.1. 檔位選擇的變速器和 PTO 載荷
圖 3 顯示的示例為在對(duì)地速度 L1時(shí)變速器和PTO輸入軸扭矩載荷和旋耕操作期間PTO 轉(zhuǎn)速為P2時(shí)的載荷。旋耕操作包括準(zhǔn)備期,下降 3 點(diǎn)懸掛、 運(yùn)行期,耕地和完成期間上升 3 點(diǎn)懸掛。測(cè)量扭矩在變速器和 PTO 輸入軸在準(zhǔn)備階段陡增,在完成期間下降,扭矩在運(yùn)行期間不規(guī)則波動(dòng)模式出現(xiàn)在這些組件上。在運(yùn)行期間,PTO輸入軸上的測(cè)量扭矩程度和范圍大于變速器輸入軸。
表 1 顯示的扭矩水平上變速器和由PTO輸入的軸速度對(duì)地速度(L1、 L2、 L3) 和PTO旋轉(zhuǎn)速度 (P1、 P2、 P3) 的合。平均扭矩只對(duì)運(yùn)行期間數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算,不包括準(zhǔn)備和完成期。旋耕期間,PTO輸入軸的平均的扭矩水平大于那些變速器輸入軸齒輪各級(jí)。在旋耕期間主要組件所需力量最大的結(jié)果與Kim et al.(2011a)的結(jié)果相似。
在相同的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速下,對(duì)地速度從L1增至L3時(shí),變速器輸入軸上的平均扭矩大大增加。犁耕提速時(shí),變速器和傳動(dòng)軸上負(fù)載增加也由 Kim et al.(2011a,b)和Nahmgung(2001 年)發(fā)現(xiàn)。此外,當(dāng)PTO旋轉(zhuǎn)的速度增加時(shí),變速器輸入軸上的平均負(fù)載增加,而在L1P2 和 L1P3 之間負(fù)載值均無(wú)顯著差異。對(duì)地速度和PTO旋轉(zhuǎn)的速度增加時(shí),PTO輸入軸上的平均扭矩增加。這些增量對(duì)PTO旋轉(zhuǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)速度有意義,但對(duì)對(duì)地速度沒(méi)有顯著意義。
3.2. 受損度評(píng)估
圖4 和 5分別顯示旋耕期間變速器和PTO輸入軸由齒輪設(shè)置的載荷譜。載荷譜的建立考慮了拖拉機(jī)的整個(gè)壽命中的轉(zhuǎn)數(shù),從 103 到107 的范圍內(nèi)。變速器輸入軸的最大扭矩比率的范圍是合速度為 0.7 -1.5,在 L3P1 被發(fā)現(xiàn)的最大扭矩比率,如圖 4 所示。
一般情況下,對(duì)地速度和PTO旋轉(zhuǎn)的速度增加時(shí)扭矩比率增加。旋耕時(shí)對(duì)地速度和動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速越大,PTO輸入軸上的負(fù)荷越大。如圖 5 所示,PTO輸入軸的扭矩比例大于變速器輸入軸。PTO 輸入軸的最大扭矩比率范圍是0.8-2.5,且最大扭矩比率也在 L3P1被發(fā)現(xiàn),變速器輸入軸也是如此。動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速越大,PTO輸入軸上負(fù)載越大。
圖6 顯示了旋耕期間由齒輪設(shè)置受損度的評(píng)估。每個(gè)齒輪設(shè)置的受損度由合速度中損傷總和與最小的損傷總和的比代表。圖 6 (a) 顯示的輸入傳動(dòng)軸受損度的比較。最小受損度在最低合速度即變速器被設(shè)置到L1, PTO齒輪被設(shè)置到P1時(shí)獲得。合速度增加則受損度增大,在對(duì)地速度增大時(shí)受損度增量變得更大。當(dāng)傳動(dòng)齒輪在相同動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速下從 L1轉(zhuǎn)換到 L3時(shí),對(duì)地速度增加201%則受損度增加573-746%,。在恒定對(duì)地速度下,PTO齒輪從P1 轉(zhuǎn)換到P3時(shí)PTO轉(zhuǎn)速增加 185%,受損度增加187%-340%。從L1P2轉(zhuǎn)換到L1P3時(shí),平均負(fù)載只增加了 11%(35.9-38.7 Nm),這并沒(méi)有統(tǒng)計(jì)差別,但受損度增加了182%。
圖6(b)顯示的輸出輸入軸的振動(dòng)頻率。得到的結(jié)果和變速器輸入軸的情況類(lèi)似。l1p1速度的組合使得振動(dòng)頻率最小,且復(fù)合速度增加時(shí),振動(dòng)頻率也增加。值得引起注意的是,當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速增加185%時(shí),振動(dòng)頻率將增加1078–1655%。動(dòng)力輸出齒輪從速度P1變化到速度P3時(shí),當(dāng)?shù)孛嫠俣忍岣?01%,振動(dòng)頻率增加139–213%。傳動(dòng)齒輪從L1~L3的同樣的動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。同時(shí),平均負(fù)荷與地面速度的增加在統(tǒng)計(jì)學(xué)上分析沒(méi)有差別。結(jié)果表明,在動(dòng)力輸出輸入軸負(fù)載的影響更明顯的是PTO轉(zhuǎn)速而不是地面速度。
4.總結(jié)和結(jié)論
這項(xiàng)研究分析了齒輪荷載選擇對(duì)傳輸與一個(gè)75千瓦的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)動(dòng)力輸入軸在旋轉(zhuǎn)耕作的影響。作用在傳動(dòng)裝置和PTO輸入軸的外載荷是在旋耕時(shí)進(jìn)行測(cè)量的。旋耕是在三的地面速度和三軸轉(zhuǎn)速坡高地網(wǎng)站在同一土壤條件下進(jìn)行的。第二,傳動(dòng)和動(dòng)力輸入軸的載荷進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明,變速器輸入軸的平均轉(zhuǎn)矩增加顯?明顯的地面速度從L1至L3在同一動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。同時(shí),在動(dòng)力輸入軸的平均轉(zhuǎn)矩增加,在相同的地面速度PTO的旋轉(zhuǎn)速度增加。
最后,負(fù)載嚴(yán)重的傳輸動(dòng)力輸出和輸入軸進(jìn)行了估算。地面速度和動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速增加時(shí),變速器的輸入軸和輸出軸的振動(dòng)頻率也增加。當(dāng)?shù)孛嫠俣忍岣?01%,變速器輸入軸的振動(dòng)頻率增加573–746%,此時(shí)傳動(dòng)齒輪從L1~L3在同一動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。在相同的地面速度下,振動(dòng)頻率增加了187–340%時(shí),輸出轉(zhuǎn)速增加185%的動(dòng)力輸出齒輪從P1到P3。變速器輸入軸的疲勞壽命下降時(shí),聯(lián)合的速度增加,和地面速度的影響更為顯著斜面。的動(dòng)力輸出軸的嚴(yán)重性增加顯著的1078–1655%時(shí),輸出轉(zhuǎn)速增加185%的動(dòng)力輸出齒輪從P1到P3在地面的速度常數(shù)。當(dāng)?shù)孛嫠俣忍岣?01%振動(dòng)頻率增加139–213%,此時(shí)傳動(dòng)齒輪從L1~L3在同一動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。在變速器輸入軸和動(dòng)力輸出軸的疲勞壽命是相似的。
農(nóng)民往往以更大的行駛速度進(jìn)行旋耕作業(yè)以獲得更大效率(即,更少的時(shí)間)和更大的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速旋耕。然而,更大的行駛和PTO速度,會(huì)造成更大的負(fù)載和較短的輸入軸疲勞壽命。此外,更高的速度,可能會(huì)導(dǎo)致耕作操作后不良的土壤條件。例如,不當(dāng)?shù)母咝旭偹俣瓤赡軙?huì)導(dǎo)致較粗的土壤條件,而輸出轉(zhuǎn)速太快可能會(huì)導(dǎo)致好的的土壤狀況,作物比以前得到生長(zhǎng)更好和更少的環(huán)境問(wèn)題,如水土流失良好。農(nóng)民需要根據(jù)對(duì)作物和土壤條件的設(shè)定選擇最佳的齒輪,而不僅只考慮效率。
致謝
該研究項(xiàng)目得到了韓國(guó)食品部農(nóng)業(yè)--林漁業(yè)生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的大力支持。
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