基于液压加载的拖拉机PTO测试装置设计与试验

针对当前多数负荷车仅适用于拖拉机牵引试验测试,模拟完整田间作业状态不全面的现状,设计了一种可挂接负荷车的液压加载式拖拉机动力输出轴(PTO)测试装置,在满足负荷车牵引试验国家标准要求的基础上可以进行拖拉机PTO测试试验。该测试装置采用的液压测功机与应用普遍的直流电力测功机经过试验对比,系统响应和稳定速度更快,综合加载性能更好。对该测试装置进行拖拉机PTO田间转矩载荷谱模拟动态加载试验,结果表明,实际加载转矩与转矩载荷谱试验数据相关性良好,拟合优度0.83。数据分析得出,计算实际液压加载系统响应时间约2.1 s,最大超调量7.52%,均在可控范围内,说明该测试设备可以通过输入转矩载荷谱的形式有效模拟田间作业拖拉机PTO工作状态,为后续拖拉机牵引及转矩全面加载田间模拟试验提供参考。

基于小波变换的拖拉机PTO载荷加速编辑方法

拖拉机动力输出轴(power take-off,PTO)的作业载荷中无损伤或小损伤载荷占据大量比例,在耐久性试验中会导致试验时间过长,经济性变差,将这些载荷剔除可以得到加速载荷谱。以40马力拖拉机为研究对象,采用Daubechies小波对拖拉机PTO实测载荷信号分解并重构高频小波系数得高频小波分量,在总伪损伤保持基本一致的前提下,选取合适的阈值并结合包络线损伤判别方法,从原始载荷信号中提取损伤较大的载荷片段并拼接成加速载荷谱,分别得到压缩比为42.0%、49.8%、61.7%、62.4%、81.9%的加速载荷谱。基于频域、幅值域、统计参数和疲劳损伤等理论验证所编制加速载荷谱的正确性,以及与原始载荷谱的相似度。结果表明,加速载荷谱与原始载荷谱在伪损伤基本一致的前提下,频域、幅值域分布曲线保持相似,最值、均方根值、峰度系数等参数误差均在5%以内,对零部件造成的损伤效果也基本一致。证明该加速方法适用于拖拉机零部件加速载荷谱编制,并为农机领域加速载荷谱的编制提供参考依据。

拖拉机动力输出轴载荷经验模态分解软阈值降噪研究

针对拖拉机旋耕作业动力输出轴(PTO)载荷降噪中载荷先验特性预判的问题,提出了PTO载荷经验模态分解(EMD)软阈值降噪方法,得到了PTO载荷相同时域内不同频率固有模态函数(IMF)。利用边界局部特征尺度延拓算法对IMF出现的端点效应进行了抑制,与镜像对称延拓算法和多项式拟合延拓算法比较,在运行时间、正交指数及IMF数量3项评价指标中均占优势。利用IMF分量与载荷相关系数,辨识出前3阶IMF分量为噪声主导分量,对前3阶IMF分量分别进行了软阈值降噪,与剩余分量叠加重构了降噪后的PTO载荷。降噪后的PTO载荷主频为4.492 Hz,与试验中旋耕机刀轴旋转频率相符。与EMD低通滤波降噪算法比较,EMD软阈值降噪算法属于自适应数据驱动,不需要设定截止频率。以含噪信号与噪声误差比(d_(nSNR))为降噪性能评价指标,EMD软阈值降噪算法的d_(nSNR)为12.712 5,小于EMD低通滤波降噪算法的d_(nSNR)值13.266 6,对比结果表明EMD软阈值降噪算法对实测拖拉机PTO载荷降噪效果明显。

移动式液压加载型拖拉机动力输出轴试验装置设计

为解决拖拉机现场监督检查或维修后对其性能进行测试的需要,设计一种基于液压加载技术的移动式拖拉机动力输出轴(power take-off,以下简称PTO)试验装置;该装置采用高压变量柱塞泵作为系统的加载装置,通过调节柱塞泵的斜盘摆角来调节加载装置的最大加载功率,通过调节油泵输出油口的压力来实现所调范围内的加载扭矩调节,具有体积小、便于移动、操作简单可靠、无需外部供电等特点。经现场比对试验验证,该装置的加载特性与现有的电力测功机相比,进入稳态时间快1.87倍,加载控制精度优于固定式PTO,转动惯量及整机重量约为同功率电力测功机的1/6。