- 相關(guān)推薦
電動拖拉機電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計與仿真性能分析論文
0、引言
目前，拖拉機大都采用液壓懸掛系統(tǒng)。液壓懸掛系統(tǒng)由液壓泵、分配器、油缸、提升臂及懸掛桿件等組成。其中，液壓泵、油缸、分配器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在工作過程中液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)閥門卡死、安全閥失靈、泄漏等故障而使整個液壓提升懸掛系統(tǒng)無法正常工作。液壓懸掛系統(tǒng)的控制方式主要是機液控制方式，采用桿件和彈性元件，彈性元件的遲滯、機械摩擦和桿件的脹縮會影響調(diào)節(jié)性能。隨著拖拉機向低油耗、輕排放、智能化、密封和舒適性方向發(fā)展，機液控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)布置和性能方面己不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械和精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展要求。 針對現(xiàn)有拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障較多、能量消耗高的缺點，以所研制設(shè)施栽培小型電動拖拉機為對象，從節(jié)省能源和提高作業(yè)質(zhì)量出發(fā)，設(shè)計與其配套的電動提升懸掛系統(tǒng)，并進行電動懸掛系統(tǒng)性能仿真。
1、電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計
基于后懸掛裝置的結(jié)構(gòu)和性能要求，結(jié)合所研制的小型電動拖拉機的整體構(gòu)造、空間布置和性能要求，電動提升懸掛系統(tǒng)方案。系統(tǒng)由直流電機、齒輪減速、蝸輪蝸桿減速機構(gòu)、提升臂、提升器殼體、提升控制器、控制面板，以及力、位調(diào)節(jié)傳感器等構(gòu)成。提升控制器安裝在儀表臺下，通過電纜分別與控制面板和力、位調(diào)節(jié)傳感器及直流電機連接;電機安裝在提升器殼體前側(cè)，電機軸通過花鍵套與齒輪減速機構(gòu)的主動齒輪軸連接，提升臂與蝸輪軸連接，位調(diào)節(jié)傳感器裝在提升支架上，力調(diào)節(jié)傳感器裝在下拉桿前端。
該電動提升懸掛系統(tǒng)的工作原理。耕作前，用戶根據(jù)土壤條件及拖拉機的實際作業(yè)工況，通過控制面板設(shè)置或修改位置、力的參數(shù)預(yù)設(shè)值，選擇一種控制方式�？刂破髟谕侠瓩C作業(yè)時采集角度傳感器、力傳感器信號，對比懸掛控制系統(tǒng)中位置、力的設(shè)定參數(shù)值，通過相應(yīng)的控制算法計算出輸出信號，控制直流電機的運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的動力依次經(jīng)過齒輪減速機構(gòu)、蝸輪蝸桿減速機構(gòu)傳遞給提升臂，從而驅(qū)動上拉桿、提升桿、下拉桿，調(diào)節(jié)農(nóng)機具的升降，以滿足耕深、牽引力等要求。當(dāng)需農(nóng)具懸掛在固定位置時(比如在運輸時)，操作控制面板上的相應(yīng)按鈕發(fā)出的命令經(jīng)提升控制器傳遞給直流電機，提升農(nóng)機具至規(guī)定位置，直流電機停止運轉(zhuǎn)，利用蝸輪蝸桿自鎖的特性即可使農(nóng)機具懸掛在固定位置不動。
為了使所設(shè)計的電動懸掛系統(tǒng)能與市場上現(xiàn)有的農(nóng)具配套使用，懸掛裝置選用類后置式三點懸掛裝置。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1593.4 -2004規(guī)定的下懸掛點后面610mm處的提升力以及提升行程不小于420 mm要求，設(shè)計的電動懸掛其最大提升農(nóng)具質(zhì)量為230 kg，提升臂的工作范圍取其與水平面的夾角a在150 -60之間，提升農(nóng)具至最高位置所需時間t取2-4。
2、電動懸掛系統(tǒng)動力學(xué)模型
電動提升懸掛系統(tǒng)設(shè)計方案，基于ADAMS /view動力學(xué)仿真軟件，建立電動懸掛系統(tǒng)動力學(xué)模型，模型中，簡化主動減速齒輪和簡化從動減速齒輪分別與機體通過Revolute Joint連接，兩者采用CouplerJoint關(guān)聯(lián)副建立齒輪傳動，關(guān)聯(lián)副傳動比為。因?qū)⑽佪嗇S與簡化從動減速齒輪簡化為一體，所以簡化從動減速齒輪與提升臂直接通過Fixed Joint連接;提升桿通過Revolute Joint分別與提升臂、下拉桿連接;下拉桿通過Revolute Joint分別與機體、立柱連接;上拉桿通過Revolute Joint分別與機體、立柱連接;農(nóng)具質(zhì)心通過Fixed Joint與立柱連接，然后對所創(chuàng)建的構(gòu)件重命名并設(shè)置其物理屬性。
3、結(jié)束語
1)關(guān)鍵鉸接點在提升農(nóng)具過程中的受力特點，其中蝸輪軸與提升臂連接點受力最大，因此要保證蝸輪軸有足夠的強度。
2)提升電機輸出功率最大值小于所選擇的提升電機的額定功率，滿足了此型電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計要求。
3)提升行程滿足不小于420 mm標(biāo)準(zhǔn)的要求、且在下懸掛點后面610mm處，每單位牽引功率平均具有的提升力滿足了不小于300 N的標(biāo)準(zhǔn)要求，具備一定的提升能力。
【電動拖拉機電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計與仿真性能分析論文】相關(guān)文章：
電動汽車電子機械制動系統(tǒng)的研究與設(shè)計論文10-06
基于on-off模型設(shè)計與OPNET仿真的P-ALOHA系統(tǒng)性能分析06-19
調(diào)度算法等對NCS性能影響的仿真與分析09-28
參數(shù)攝動電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計09-09
空時網(wǎng)格編碼和OFDM相結(jié)合的通信系統(tǒng)性能仿真分析07-19
淺談電動機常見故障的分析與檢修09-30
電動機常見故障分析及處理方法09-08
分析電動機常見故障及處理方法06-10
電阻點焊電動機支架斷裂失效分析07-01