本站小編為你精心準(zhǔn)備了立式螺旋開(kāi)溝器土槽試驗(yàn)裝置參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2014年第五期

1關(guān)鍵工作裝置

1.1開(kāi)溝裝置開(kāi)溝測(cè)試裝置由連接板，開(kāi)溝電動(dòng)機(jī)，扭矩傳感器，輸入、輸出法蘭，連接銷軸，立式螺旋開(kāi)溝器，擋土板等組成，如圖2所示．通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)溝電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，可模擬立式螺旋開(kāi)溝器不同轉(zhuǎn)速情況下的土壤切削情況．扭矩傳感器用于檢測(cè)開(kāi)溝器作業(yè)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩和實(shí)際轉(zhuǎn)速．為了方便研究開(kāi)溝器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)土壤切削性能的影響，開(kāi)溝器與輸出法蘭采用過(guò)渡配合的銷連接，試驗(yàn)過(guò)程中，只需敲下銷軸，便可快速拆換不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的開(kāi)溝器進(jìn)行試驗(yàn)．

1.2升降裝置升降裝置由手輪，支架，絲杠，絲杠螺母，升降導(dǎo)軌，上、下蓋板，固定座等組成，其結(jié)構(gòu)如圖3所示．升降導(dǎo)軌和固定座連接開(kāi)溝測(cè)試裝置與開(kāi)溝器升降裝置，固定座上安裝有絲杠螺母，手輪驅(qū)動(dòng)絲杠可控制固定座沿升降導(dǎo)軌上升或下降，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝深度的調(diào)節(jié)．開(kāi)溝器開(kāi)溝深度調(diào)節(jié)范圍為0～430mm．

1.3角度調(diào)節(jié)裝置角度調(diào)節(jié)裝置由擺桿、絲杠、手輪、絲杠螺母、固定座和支架等組成，其結(jié)構(gòu)如圖4所示．開(kāi)溝器傾角調(diào)節(jié)裝置的一端通過(guò)擺桿與開(kāi)溝器升降裝置鉸接，另一端通過(guò)固定座與行走裝置底板鉸接，固定座上安裝有絲杠螺母，調(diào)節(jié)絲杠與絲杠螺母可將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為2個(gè)鉸接點(diǎn)A，B之間距離的變化，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝器的作業(yè)角度可在0～30°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)．

2測(cè)控系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)硬件系統(tǒng)硬件主要由電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和安裝有LabVIEW的上位機(jī)等組成，其測(cè)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示．電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)由松下的VF200系列變頻器、開(kāi)溝電動(dòng)機(jī)、行走電動(dòng)機(jī)和NI數(shù)據(jù)采集卡6008等組成，數(shù)據(jù)采集卡利用輸出的模擬信號(hào)對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)外控，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝器前進(jìn)速度及轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括LDN－08D型扭矩傳感器、F／V轉(zhuǎn)換模塊和NI數(shù)據(jù)采集卡6008等，其中扭矩傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)F／V轉(zhuǎn)換模塊交由數(shù)據(jù)采集卡讀取，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的實(shí)時(shí)采集；上位機(jī)通過(guò)安裝的LabVIEW應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和保存，構(gòu)建良好的人機(jī)交互界面．

2.2軟件測(cè)控系統(tǒng)界面如圖6所示．系統(tǒng)軟件應(yīng)用LabVIEW虛擬儀器技術(shù)中的圖形化語(yǔ)言開(kāi)發(fā)［15］，具有良好的操作性和人機(jī)交互界面．該軟件的功能有電動(dòng)機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的采集、顯示及切削功耗的處理和分析．

3裝置試驗(yàn)

3.1試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方法利用該試驗(yàn)裝置在江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程研究院的土槽中進(jìn)行試驗(yàn)，如圖7所示．試驗(yàn)過(guò)程中土槽的土壤密度為2456kg／m3，堅(jiān)實(shí)度為043MPa，含水率為286％，內(nèi)聚力為37800N／m2．整個(gè)開(kāi)溝裝置在轉(zhuǎn)速為250r／min，開(kāi)溝角度為0°，開(kāi)溝深度為250mm的情況下，進(jìn)行了前進(jìn)速度分別為3，4，5m／min的土壤切削試驗(yàn)．

3.2試驗(yàn)結(jié)果3種前進(jìn)速度下切削功耗實(shí)時(shí)采集結(jié)果見(jiàn)圖8．3m／min時(shí)切削功耗的均值為133kW，最大值為189kW；4m／min時(shí)切削功耗的均值為181kW，最大值為270kW；5m／min時(shí)切削功耗的均值為222kW，最大值為381kW．

3.3試驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)，僅呂正泮［3］曾對(duì)等螺距錐形螺旋開(kāi)溝器的土壤切削功耗做過(guò)理論研究．為了判定試驗(yàn)測(cè)得的切削功耗的準(zhǔn)確度，需要將開(kāi)溝器的結(jié)構(gòu)參數(shù)做一定的修改，從而為試驗(yàn)的正確性進(jìn)行粗略的驗(yàn)證，修改后的錐頂半角為45°，螺旋角為60°，圓錐體高度為399mm，上下底半徑分別為150，120mm．將修正后的參數(shù)代入式（1）進(jìn)行理論計(jì)算．理論計(jì)算功耗與試驗(yàn)值的對(duì)比如表2所示，試驗(yàn)中的切削功耗均高于理論值，這是由于土槽中的土壤性能不能達(dá)到完全一致，但是試驗(yàn)值與理論值的最大誤差e為1105％，這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的開(kāi)溝裝置具有較高的實(shí)用性．

4結(jié)論

1）立式螺旋開(kāi)溝器土槽試驗(yàn)裝置以上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡為控制系統(tǒng)核心，利用LabVIEW編寫(xiě)的測(cè)控軟件實(shí)現(xiàn)了開(kāi)溝器的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的采集、顯示及土壤切削功耗的處理和分析，可根據(jù)試驗(yàn)需要以立式螺旋開(kāi)溝器的前進(jìn)速度、轉(zhuǎn)速、開(kāi)溝深度以及開(kāi)溝作業(yè)角度為組合因素進(jìn)行土壤切削試驗(yàn)．2）利用該試驗(yàn)裝置開(kāi)展了以前進(jìn)速度為變量的單因素土壤切削試驗(yàn)，作業(yè)工況：轉(zhuǎn)速為250r／min，開(kāi)溝角度為0°，開(kāi)溝深度為250mm，前進(jìn)速度分別為3，4，5m／min，該試驗(yàn)條件下所得的切削功耗與理論值的誤差最大為1105％．試驗(yàn)表明，該裝置具有較高的實(shí)用性，能開(kāi)展土壤切削性能試驗(yàn)．

作者：張泉泉李萍萍朱長(zhǎng)順王紀(jì)章劉繼展徐云峰單位：江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京林業(yè)大學(xué)森林資源與環(huán)境學(xué)院