1、秸稈粉碎機(jī)的工作原理與特征信號(hào)的選取秸稈粉碎機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械。安裝于旋轉(zhuǎn)軸刀盤上的刀片在輸入動(dòng)力電機(jī)的拖動(dòng)下中速旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)軸離心力的帶動(dòng)下甩刀直立，與轉(zhuǎn)軸渾然成為一個(gè)圓柱體。秸稈進(jìn)入粉碎室后，在甩刀的作用下碰撞、撕裂、切碎后經(jīng)負(fù)壓風(fēng)機(jī)抽出并輸送至料堆。在秸稈粉碎機(jī)中主軸的轉(zhuǎn)數(shù)、振動(dòng)、位移以及風(fēng)機(jī)的負(fù)壓與粉碎室溫度等參數(shù)成為表征系統(tǒng)整體運(yùn)行性能的關(guān)鍵測(cè)量目標(biāo)。因此，依據(jù)被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，選擇適宜的傳感器，成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要工作。參照國(guó)標(biāo)GBT6971-2007．秸稈粉碎機(jī)測(cè)試涉及的參數(shù)指標(biāo)有生產(chǎn)效率、噸功耗、軸承溫升、噪聲等，結(jié)合本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)，還增加了主軸的振動(dòng)頻率分析、粉碎室風(fēng)壓、出料道風(fēng)壓測(cè)試等項(xiàng)目。
2、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
秸稈粉碎機(jī)性能測(cè)試，是新型秸稈粉碎裝備研究與沒計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。利用科學(xué)的測(cè)試工藝，開展對(duì)秸稈粉碎機(jī)的進(jìn)料、粉碎、加壓、出料等工序的精準(zhǔn)研究，確定各部件相對(duì)于設(shè)計(jì)目標(biāo)的最佳參數(shù)，成為提高科研效率、縮短研發(fā)周期、降低成本支出的重要舉措。秸稈粉碎機(jī)測(cè)試項(xiàng)目涉及硬件沒備的選型與構(gòu)建、數(shù)據(jù)的采集與分析、結(jié)果的優(yōu)化與確定等內(nèi)容。本測(cè)試項(xiàng)目采用阿爾泰公司USB5953數(shù)據(jù)采集卡為核心搭建硬件結(jié)構(gòu)。
該測(cè)試系統(tǒng)需要采集ll路模擬和l路數(shù)字信號(hào)。USB5953數(shù)據(jù)采集卡有14路模擬輸入通道、6路數(shù)字量輸入輸出通道、4路12位模擬量輸出通道及16位的AD精度，250K的采樣頻率，8K的FIFO存儲(chǔ)器。按照信號(hào)采集要求，需采用一塊USB5953即可滿足使用要求。上位機(jī)采用安裝有美國(guó)NI虛擬實(shí)驗(yàn)室Labview系統(tǒng)沒計(jì)軟件的筆記本。該測(cè)試系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便快捷、精度高，適用于各種環(huán)境與場(chǎng)合。
3、軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)開發(fā)軟件采用美國(guó)NI虛擬實(shí)驗(yàn)室Labview沒計(jì)，它是一種圖形化的編程語言，包含了豐富的功能函數(shù)庫，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。Labview集成了可滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通信的全部功能，還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP /IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)庫。用Labview軟件沒計(jì)的程序包括前面板、框圖程序2部分。Labview可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，是一個(gè)真正的32位編譯器。本系統(tǒng)參照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本系統(tǒng)研究測(cè)試的重點(diǎn)。
3.1 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)
依據(jù)傳感器的特點(diǎn)要求，本測(cè)試系統(tǒng)利用2種數(shù)據(jù)采集方式，一種是USB5953直接采集，另一種是針對(duì)多功能電量?jī)x表的串口采集方式（利用RS232轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，采用moudbus總線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊），串口電路沒計(jì)。由于本測(cè)試對(duì)象安裝有3塊多功能電量表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)需設(shè)計(jì)端口輪詢節(jié)點(diǎn)。
3.2數(shù)據(jù)控制模塊設(shè)計(jì)
根據(jù)軟件測(cè)試功能要求，需對(duì)粉碎電動(dòng)機(jī)、螺旋攪輪風(fēng)機(jī)、振動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)與停止進(jìn)行控制，確保操作過程的安全，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)齊。同時(shí)，為了得到粉碎機(jī)不同工況下的功耗曲線以及效能特性，需通過上位機(jī)調(diào)節(jié)變頻器對(duì)3臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，變頻控制電路見圖7。
3.3數(shù)據(jù)分祈模塊設(shè)計(jì)
在測(cè)試系統(tǒng)中，對(duì)采集的溫度、功耗、轉(zhuǎn)速、風(fēng)量等數(shù)據(jù)的分析在于將數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用正交沒計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分組、計(jì)算得出系統(tǒng)最佳指標(biāo)組合。其中分析主軸、軸承座的振動(dòng)及位移是評(píng)價(jià)主軸動(dòng)平衡性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，需在線動(dòng)態(tài)觀測(cè)與分析。測(cè)試中采用K9000電渦流傳感器。傳感器輸出特性可用位移一電壓曲線表示，見圖8。橫坐標(biāo)表示位移的變化，縱坐標(biāo)代表前置器輸出電壓的變化。理想位移一電壓曲線是斜率恒定的直線，直線的，段為線性區(qū)，即有效測(cè)量段；n點(diǎn)為傳感器線性中點(diǎn)。對(duì)主軸、軸承座的信號(hào)分析主要通過加速度信號(hào)采集、零均值處理、積分、加窗、頻譜分析等算法得出振幅。
4、性能測(cè)試
該測(cè)試軟件沒計(jì)完成后，在山西農(nóng)機(jī)新技術(shù)服務(wù)中心研制的S-FS-P560 1500型秸稈粉碎機(jī)上進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果顯示，該軟件運(yùn)行穩(wěn)定、測(cè)試精度大于97%，系統(tǒng)響應(yīng)快，能基本且全面反應(yīng)測(cè)試對(duì)象的整體性能。圖10是秸稈粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速與功耗的響應(yīng)曲線，圖ll是主軸振動(dòng)的軸心曲線。
5、研究結(jié)論與討論
(1)秸稈粉碎機(jī)測(cè)試平臺(tái)能夠基本反應(yīng)測(cè)試對(duì)象的整體運(yùn)行參數(shù)，對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)、提升設(shè)計(jì)質(zhì)量與效益具有十分重要的意義。
(2)通過該系統(tǒng)測(cè)試，科學(xué)反映出山西農(nóng)機(jī)新技術(shù)服務(wù)中心研制的新型S-FS-P560 1500型秸稈粉碎機(jī)依托開發(fā)的抖動(dòng)、計(jì)量進(jìn)料裝置、旋轉(zhuǎn)式可變粉碎室裝置、輔助吸風(fēng)送料裝置，解決了秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展中秸稈粉碎環(huán)節(jié)的快速大容量粉碎、低成本、機(jī)械化運(yùn)行等問題，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了沒計(jì)任務(wù)書的要求，
(3)當(dāng)前，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的推進(jìn)需要大量先進(jìn)的農(nóng)機(jī)化裝備來支撐。大型動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的制造技術(shù)成熟，檢測(cè)手段完善，沒計(jì)基礎(chǔ)扎實(shí)。相比之下，大量的小型農(nóng)機(jī)化裝備由于市場(chǎng)需求量小，沒計(jì)、檢測(cè)相關(guān)技術(shù)不完善，造成農(nóng)機(jī)化領(lǐng)域的兩級(jí)分化。本系統(tǒng)軟件的開發(fā)與研究，為農(nóng)機(jī)化技術(shù)的均衡發(fā)展進(jìn)行了有益的探索，對(duì)今后農(nóng)機(jī)化裝備科學(xué)研究、檢測(cè)提供了一種必要的手段。
（轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：富通新能源秸稈粉碎機(jī)http://www.axspfw.cn/fsjrcj/126.html）
