土槽試驗臺車的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農業機械測試技術領域，特別涉及一種土槽試驗臺車。
【背景技術】
[0002]土壤耕作部件是農業機械的核心部件，其土壤切削性能直接影響農業機械的能源消耗及耕作效能。土壤耕作部件主要受到來自耕層土壤復雜而隨機變化的載荷作用，由于阻力過大，常導致土壤耕作部件服役時間短，甚至出現彎曲、斷裂等現象。因此，對土壤耕作部件的動態負荷進行實時測試，研宄其在耕作過程中的受力特性與規律，將為土壤耕作部件的設計、選用及其失效形式分析提供重要的測試數據與技術手段，并可為其減阻降耗設計提供有價值的參考。
[0003]與田間試驗相比，土槽試驗具有不受季節和農時的限制、可根據不同需要對土壤進行實時恢復處理、試驗重復性好且不受外界氣候和自然條件影響等優點。目前已見報道的基于土槽試驗臺的觸土部件試驗裝置，主要存在以下不足:1、土槽試驗臺及其臺車尺寸規格相對比較大，實現不同功能(如旋耕、平整、壓實等)的臺車系統相對是獨立的；2、多數試驗裝置負荷測試單一，測試數據多局限于扭矩；3、多數試驗裝置是針對單輥結構，僅限于單輥單刀或多刀等試驗研宄；4、多數試驗裝置僅限于特定試驗，工作部件互換性和通用性較差。為此，有必要開發一種通用性強，可便捷、有效進行土壤耕作部件動態負荷測試的土槽試驗臺車。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術中的上述不足，本發明主要目的是提供一種通用性強，可便捷、有效進行旋轉耕作部件動態負荷測試的小型土槽試驗臺車。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]土槽試驗臺車，包括臺車機架、旋耕系統、土壤壓實系統和土壤平整系統，所述旋耕系統安裝在臺車機架的前端，土壤壓實系統安裝在臺車機架的后端，土壤平整系統安裝在臺車機架上、且位于旋耕系統與土壤壓實系統之間。
[0007]進一步，所述旋耕系統包括旋耕機架、耕深調節裝置、旋耕驅動電機、沖擊緩沖裝置、鏈傳動裝置、一級換向傳動裝置、行走箱、刀輥和導向滑塊a，旋耕驅動電機、耕深調節裝置、沖擊緩沖裝置和一級換向傳動裝置均安裝在旋耕機架上，旋耕機架通過導向滑塊一滑槽方式與臺車機架連接。
[0008]所述旋耕驅動電機的動力經鏈傳動裝置傳遞給一級換向傳動裝置，經一級換向傳動裝置換向后傳遞給行走箱，所述刀輥安裝在行走箱輸出軸上。
[0009]所述耕深調節裝置包括伺服電動缸和用于固定安裝伺服電動缸的安裝架，伺服電動缸的缸體通過安裝架固定安裝在臺車機架上，其推桿借助球面墊圈并通過螺栓連接在旋耕機架上。
[0010]更進一步，所述沖擊緩沖裝置包括調節桿、調節彈簧和輔助支架；輔助支架固定安裝在臺車機架上，在輔助支架上開設有供調節桿通過的通孔；調節桿的上端懸置，下端穿過輔助支架上的通孔并固定在旋耕機架上；調節彈簧套設在調節桿上，調節彈簧的下端固定連接在旋耕機架上，上端通過輔助支架連接于臺車機架上。
[0011]更進一步，所述土壤壓實系統包括鎮壓懸架、同步升降機構、土壤鎮壓器和導向滑塊等；所述鎮壓懸架通過導向滑塊一滑槽方式與臺車機架連接，土壤鎮壓器的主軸通過軸承安裝在鎮壓懸架的豎直支架上，同步升降機構安裝在鎮壓懸架的水平支架上；
[0012]所述同步升降機構包括升降驅動電機、聯軸器、換向器、連接軸和螺旋升降機a;升降驅動電機的輸出軸通過聯軸器與換向器輸入軸連接；換向器為T型換向器，換向器的兩個水平輸出軸分別通過聯軸器與對應連接軸的一端連接，連接軸的另一端通過聯軸器與對應螺旋升降機a輸入軸連接；螺旋升降機a為自鎖型蝸輪蝸桿螺旋升降機，其上端懸置，下端蝸桿工作端與鎮壓懸架的水平支架連接。
[0013]更進一步，所述土壤平整系統包括刮土板懸架、刮板升降驅動電機、刮土板升降裝置和帶釘耙的刮土板，刮土板懸架固定安裝在臺車機架上，刮板升降驅動電機和刮土板升降裝置固定安裝在刮土板懸架上；
[0014]所述刮土板升降裝置包括螺旋升降機b、連接桿和固定座，刮板升降驅動電機的輸出軸通過聯軸器與螺旋升降機b的輸入軸連接，該螺旋升降機b為蝸輪蝸桿螺旋升降機；所述連接桿的一端為空心結構、且開設有內螺紋，另一端開設有通孔；固定座與刮土板連接，在固定座上設有U型連接座，在U型連接座的兩端開設有通孔；連接桿的一端通過螺紋配合與螺旋升降機b的蝸桿工作端固定連接，另一端通過銷或其它連接件固定在固定座的U型連接座上。
[0015]更進一步，所述行走箱輸出軸為雙輸出軸，刀輥(27)為兩組，兩組刀輥(27)對稱安裝在行走箱(26)兩側的輸出軸上。
[0016]更進一步，所述伺服電動缸為折返式伺服電動缸，伺服電動缸的伺服電機與缸體平行設置，伺服電機的輸出軸通過同步帶和同步帶輪與伺服電動缸的傳動絲桿連接。
[0017]更進一步，所述土壤平整系統還包括連接塊和移動導柱，所述移動導柱的兩端固定安裝在刮土板懸架上，連接塊的一側通過螺栓固定安裝在刮土板上，另一側通過導向軸承安裝在移動導柱上、且可沿移動導柱軸向移動。
[0018]更進一步，所述刮土板懸架由上至下依次包括水平設置的第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架，第一水平支架、第二水平支架和第三水平支架的兩端均與對應的側面支架固定連接；刮土板懸架的第一水平支架與臺車機架連接；所述刮板升降驅動電機和刮土板升降裝置分別通過安裝座固定安裝在第二水平支架上；所述移動導柱設置在第二水平支架和第三水平支架之間、且其兩端沿鉛垂方向固定安裝在第二水平支架和第三水平支架上。
[0019]更進一步，所述伺服電動缸的最大工作行程為300mm，推桿工作速度為200mm/s，伺服電機功率為0.4kw，單缸承載能力為80kg。
[0020]更進一步，所述同步升降機構的最大工作行程為230mm，螺旋升降機a的蝸桿工作速度為50mm/s，升降能力為1000kg。
[0021]相對于現有技術，本實用新型具有如下有益效果:
[0022]1、本土槽試驗臺車是試驗臺的重要組成部分，其集旋耕、平整、壓實功能為一體，輔以土槽，可進行多種作業模式的土槽試驗，試驗結果可為土壤耕作部件的設計、選用及其失效形式分析提供重要的測試數據與技術手段，也可為組合式旋轉耕作部件的研宄提供試驗條件。
[0023]2、采用基于伺服電機的電動缸對耕作深度進行調節，將伺服電機的旋轉運動通過絲桿轉換成直線運動，同時將伺服電機的精確轉速控制、精確轉數控制、精確扭矩控制轉變為精確速度控制、精確位置控制、精確推力控制，從而實現對耕作深度的精準控制。這突破了傳統土槽試驗臺車的旋耕系統采用液壓系統實現耕作深度調節的模式，有利于縮短響應時間，提高調節精度，并簡化系統控制策略及流程，節約維護成本。
[0024]3、行走箱輸出軸為雙輸出軸，兩組刀輥呈對稱設置，改變了傳統的單輥試驗模式，使本試驗臺車更接近農業機械旋耕系統的實際耕作狀況。同時，采用原型耕作部件、原型行走箱，可通過試驗直接得到土壤耕作部件的真實行為表征。
[0025]4、設置了沖擊緩沖裝置。使用時，沖擊緩沖裝置的調節桿穿過固定安裝在臺車機架上的輔助支架上的通孔，并使調節彈簧位于旋耕機架與輔助支架之間，調節彈簧的下端固定連接在旋耕機架上，上端限位于輔助支架。通過調節彈簧的減振作用，將直接作用于旋耕機架上的沖擊振動部分轉移至臺車機架，以減小旋耕作業時的沖擊振動，對電動缸進行保護。
[0026]5、本實用新型通過土壤平整系統對耕作后的土壤進行平整處理，再由土壤壓實系統對表層及深層土壤進行壓實處理，以達到試驗要求的土壤堅實度，確保觸土部件作業始終是針對基本相同的土壤環境，從而使相關測試數據具有較強的可重復性與可對比性。該系統可通過調節刮土板升降裝置實現0-60mm范圍內的刮土深度調節，并采用基于步進電機的同步升降機構實現0-230_范圍內的壓實深度調節，這種調節方式進一步突破了傳統土槽試驗臺采用液壓系統實現深度調節的模式，有利于縮短響應時間，提高調節精度，并簡化系統控制策略及流程，節約成本。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型臺車結構示意圖；
[0028]圖2為旋耕系統結構示意圖；
[0029]圖3為伺服電動缸結構示意圖；