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一种 拖拉机前置 动 力输出装置加载控制检测试验台

阅读：419发布：2021-12-22

专利汇可以提供一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于农用装置检测试验装置技术领域，具体涉及一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，整个实验台包括T型槽铸铁平台、驱动交流电机和负载直流电机、拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置、多片式电磁离合器、控制系统、传感器系统与计算机检测装置。本实用新型相比现有技术具有以下优点：该检测试验台可模拟拖拉机前置动力输出装置的工作状态，准确检测拖拉机前置动力输出装置的传动效率、拖拉机前置动力输出装置润滑油温度的变化、拖拉机前置动力输出装置振动情况、拖拉机前置动力输出装置噪声情况，从而考核此种拖拉机前置动力输出装置的经济性、动力性、系统稳定性情况，从而对此拖拉机前置动力输出装置的合理性进行判断。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，整个实验台包括T型槽铸铁平台（1）、驱动交流电机（3）和负载直流电机（8）、拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）、多片式电磁离合器（5）、控制系统、传感器系统与计算机检测装置；
所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）包括壳体、动力输入部分、动力控制部分、动力输出部分、定位销、油封、圆锥滚子轴承、换挡拨叉、花键套、花键毂、结合套；所述动力输入部分包括传动轴、动力输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮；所述动力控制部分包括电磁离合器；所述动力输出部分包括动力输出轴、一档从动齿轮、二档从动齿轮；
所述传感器系统包括扭矩传感器、加速传感器、热电阻传感器、压电加速计测振传感器和声测量传感器，其中扭矩传感器包括前端装夹装置部分和后端装夹装置部分；
所述T型槽铸铁平台（1）上端面依次设有用于安装驱动交流电机（3）的固定装夹装置一（2）、用于安装扭矩传感器一（4）的固定装夹装置二（10）、用于安装拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的固定装夹装置三（11）、用于安装扭矩传感器二（7）固定装夹装置四（12）、用于安装负载直流电机的固定装夹装置五（14）；
所述驱动交流电机（3）的输出轴与扭矩传感器一（4）的前端装夹装置部分连接，所述连接处的侧端安装速度传感器一（9）；所述扭矩传感器一（4）的后端装夹装置部分与多片式电磁离合器（5）的前端相连接，多片式电磁离合器（5）的后端连接在拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的动力输入轴上，拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的壳体下方固定安装热电阻传感器（15）、压电加速度计测振传感器（16）、声测量传感器（17），拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的动力输出轴与扭矩传感器二（7）的前端装夹装置部分相连接；扭矩传感器二（7）的后端装夹装置部分与负载直流电机（8）的输入轴相连接，所述连接处的侧端安装速度传感器二（13）。
2.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述多片式电磁离合器（5）包括线圈、衔铁片、法兰盘；线圈通电时产生磁力吸合衔铁片，多片式电磁离合器（5）处于接合状态，输入轴获得动力；线圈断电时衔铁片弹回，多片式电磁离合器（5）处于分离状态，输入轴不获得动力。
3.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的壳体可固定设于拖拉机前托架上；传动轴上设有花键，传动轴一边通过花键套与拖拉机曲轴皮带轮相连接获取动力，传动轴另一边与多片式电磁离合器（5）键连接；动力输入轴通过花键套与多片式电磁离合器（5）连接；
动力输入轴上依次设有一档主动齿轮、二档主动齿轮，在一档主动齿轮和二档主动齿轮之间设有一二档花键毂；动力输出轴上依次设有一档从动齿轮、二档从动齿轮，在第一档从~
动齿轮与二档从动齿轮之间设有一二档花键毂；一档花键毂上设有一二档结合套，一~ ~ ~ ~
二档结合套上插装一二档换挡拨叉；动力输入轴与动力输出轴通过圆锥滚子轴承上下平~
行支撑于壳体上，一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合；
换挡拨叉往左移动，动力经过多片式电磁离合器（5）、一档主动齿轮、一档从动齿轮输出转速；换挡拨叉往右边移动，动力经过多片式电磁离合器（5）至二档主动齿轮、二档从动齿轮输出转速。
4.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述扭矩传感器一（4）、速度传感器一（9）、扭矩传感器二（7）、速度传感器二（13）所采集的数据输入计算机检测装置，根据设定公式计算出该拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的传动效率。
5.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述热电阻传感器（15）对拖拉机前置动力输出装置在长时间工作状态下润滑油温度和与温度有关的参数进行测定；压电加速度计测振传感器（16）检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的振动情况；声测量传感器（17）检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的噪声情况。
6.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述T型槽铸铁平台（1）的材质采用高强度槽钢；T型槽铸铁平台（1）上的固定装夹装置一（2）、固定装夹装置二（10）、固定装夹装置三（11）、固定装夹装置四（12）、固定装夹装置五（14）通过固定装夹钢板与支架焊接以及高强度螺栓配合固定。
7.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，在交流控制方面，控制装置的进线电抗器A连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接驱动交流电机（3），驱动交流电机（3）用于驱动被测试拖拉机前置动力输出装置的输入轴，拖拉机前置动力输出装置连接电磁离合器；在直流控制方面，全数字四象限直流调速装置连接到进线电抗器B用于驱动加载直流电机，加载直流连接到拖拉机前置动力输出装置输出轴，对拖拉机前置动力输出装置施加负载。
8.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述控制系统包括进线电抗器A、矢量控制全数字交流调速装置、平波电抗器、润滑供油系统、全数字四象限直流调速装置、进线电抗器B。
9.如权利要求1所述一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，其特征在于，所述计算机检测装置包括工业控制计算机、I/O单元、信号调理装置（18）、转换单元、传感器采集系统、报警和连锁装置、电气控制装置、直流调速装置、变频调速装置和通讯单元。

说明书全文

一种拖拉机前置 动 力输出装置加载控制检测试验台

技术领域

[0001] 本实用新型属于农用装置检测试验装置技术领域，具体涉及一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台。

背景技术

[0002] 拖拉机前置动力输出装置（前置PTO），为通过拖拉机前端皮带轮动力驱动源，使拖拉机前端获得动力输出，为模拟拖拉机前置动力输出装置的工作状态，检测拖拉机前置动力输出装置的经济性、动力性、系统稳定性，设置了此种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，从而对此拖拉机前置动力输出装置的合理性进行判断。实用新型内容

[0003] 本实用新型解决的技术问题是提供一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测装置，模拟拖拉机前置动力输出装置的工作状态，检测拖拉机前置动力输出装置的传动效率、拖拉机前置动力输出装置长时间工作状态下润滑油温度的变化，拖拉机前置动力输出装置工作状态下装置振动情况，拖拉机前置动力输出装置工作状态下装置噪声情况，从而考核此种拖拉机前置动力输出装置的经济性、动力性、系统稳定性情况，从而对此拖拉机前置动力输出装置的合理性进行判断。

[0004] 为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，整个实验台包括T型槽铸铁平台、驱动交流电机和负载直流电机、拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置、多片式电磁离合器、控制系统、传感器系统与计算机检测装置；

[0005] 所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置包括壳体、动力输入部分、动力控制部分、动力输出部分、定位销、油封、圆锥滚子轴承、换挡拨叉、花键套、花键毂、结合套；所述动力输入部分包括传动轴、动力输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮；所述动力控制部分包括电磁离合器；所述动力输出部分包括动力输出轴、一档从动齿轮、二档从动齿轮；

[0006] 所述控制系统包括进线电抗器A、矢量控制全数字交流调速装置、平波电抗器、润滑供油系统、全数字四象限直流调速装置、进线电抗器B；其控制内容包括：a.驱动交流电机或负载直流电机启动、加速、运转、减速及停止的控制，以实现调至不同的工作状态；b.多片式电磁离合器的离合，以控制动力的切断与连接；c.拨叉的档位切换，以转换拖拉机双档位可变速前置动力输出的档位。

[0007] 所述计算机检测装置包括工业控制计算机、I/O单元、信号调理装置（18）、转换单元、传感器采集系统、报警和连锁装置、电气控制装置、直流调速装置、变频调速装置和通讯单元；所述传感器系统包括扭矩传感器、加速传感器、热电阻传感器、压电加速计测振传感器和声测量传感器，其中扭矩传感器包括前端装夹装置部分和后端装夹装置部分；

[0008] 所述T型槽铸铁平台上端面依次设有用于安装驱动交流电机的固定装夹装置一、用于安装扭矩传感器一的固定装夹装置二、用于安装拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的固定装夹装置三、用于安装扭矩传感器二固定装夹装置四、用于安装负载直流电机的固定装夹装置五；

[0009] 所述驱动交流电机的输出轴与扭矩传感器一的前端装夹装置部分连接，所述连接处的侧端安装速度传感器一；所述扭矩传感器一的后端装夹装置部分与多片式电磁离合器的前端相连接，多片式电磁离合器的后端连接在拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的动力输入轴上，拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的壳体下方固定安装热电阻传感器、压电加速度计测振传感器、声测量传感器拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的动力输出轴与扭矩传感器二的前端装夹装置部分相连接；扭矩传感器二的后端装夹装置部分与负载直流电机的输入轴相连接，所述连接处的侧端安装速度传感器二。

[0010] 作为对上述方案的进一步改进，所述多片式电磁离合器包括线圈、衔铁片、法兰盘；线圈通电时产生磁力吸合衔铁片，多片式电磁离合器处于接合状态，输入轴获得动力；线圈断电时衔铁片弹回，多片式电磁离合器处于分离状态，输入轴不获得动力，操作人员通过按钮可以快捷方便的实现传动轴与输入轴之间的动力切换，避免了系统因不正当操作而发生故障造成损坏。

[0011] 作为对上述方案的进一步改进，所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的壳体可固定设于拖拉机前托架上；传动轴上设有花键，传动轴一边通过花键套与拖拉机曲轴皮带轮相连接获取动力，传动轴另一边与多片式电磁离合器键连接；动力输入轴通过花键套与多片式电磁离合器连接；动力输入轴上依次设有一档主动齿轮、二档主动齿轮，在一档主动齿轮和二档主动齿轮之间设有一二档花键毂；动力输出轴上依次设有一档从动齿轮、~二档从动齿轮，在第一档从动齿轮与二档从动齿轮之间设有一二档花键毂；一档花键毂~ ~
上设有一二档结合套，一二档结合套上插装一二档换挡拨叉；动力输入轴与动力输出轴~ ~ ~
通过圆锥滚子轴承上下平行支撑于壳体上，一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合；换挡拨叉往左移动，动力经过多片式电磁离合器、一档主动齿轮、一档从动齿轮输出转速；换挡拨叉往右边移动，动力经过多片式电磁离合器至二档主动齿轮、二档从动齿轮输出转速。

[0012] 作为对上述方案的进一步改进，所述扭矩传感器一、速度传感器一、扭矩传感器二、速度传感器二所采集的数据输入计算机检测装置，根据设定公式计算出该拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置的传动效率。

[0013] 作为对上述方案的进一步改进，所述热电阻传感器对拖拉机前置动力输出装置在长时间工作状态下润滑油温度和与温度有关的参数进行测定；压电加速度计测振传感器检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的振动情况；声测量传感器检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的噪声情况。

[0014] 作为对上述方案的进一步改进，所述T型槽铸铁平台的材质采用高强度槽钢；T型槽铸铁平台上的固定装夹装置一、固定装夹装置二、固定装夹装置三、固定装夹装置四、固定装夹装置五通过固定装夹钢板与支架焊接以及高强度螺栓配合固定，所述固定装夹装置一、固定装夹装置二、固定装夹装置三、固定装夹装置四、固定装夹装置五可在水平方向上沿T型槽铸铁平台的T型槽方向移动，方便实验时操作，具有方便安装和拆卸的特点。

[0015] 作为对上述方案的进一步改进，在交流控制方面，控制装置的进线电抗器A连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接驱动交流电机，驱动交流电机用于驱动被测试拖拉机前置动力输出装置的输入轴，拖拉机前置动力输出装置连接电磁离合器；在直流控制方面，全数字四象限直流调速装置连接到进线电抗器B用于驱动加载直流电机，加载直流连接到拖拉机前置动力输出装置输出轴，对拖拉机前置动力输出装置施加负载。

[0016] 本实用新型相比现有技术具有以下优点：该检测试验台可模拟拖拉机前置动力输出装置的工作状态，准确检测拖拉机前置动力输出装置的传动效率、拖拉机前置动力输出装置长时间工作状态下润滑油温度的变化、拖拉机前置动力输出装置工作状态下装置振动情况、拖拉机前置动力输出装置工作状态下装置噪声情况，从而考核此种拖拉机前置动力输出装置的经济性、动力性、系统稳定性情况，从而对此拖拉机前置动力输出装置的合理性进行判断。附图说明

[0017] 图1是拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台的结构示意图。

[0018] 图2是拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台与计算机检测系统示意图。

[0019] 其中，1-T型槽铸铁平台；2-固定装夹装置一；3-驱动交流电机；4-扭矩传感器一；5-多片式电磁离合器；6-拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置；7-扭矩传感器二；8-负载直流电机；9-速度传感器一；10-固定装夹装置二；11-固定装夹装置三；12-固定装夹装置四；13-速度传感器二；14-固定装夹装置五；15-热电阻传感器；16-压电加速度计测振传感器；17-声测量传感器；18-信号调理装置；19-多功能数据采集卡；20-LabVIEW 软件和PC。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本实用新型进一步说明。

[0021] 如图1-2中所示，一种拖拉机前置动力输出装置加载控制检测试验台，整个实验台包括T型槽铸铁平台（1）、驱动交流电机（3）和负载直流电机（8）、拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）、多片式电磁离合器（5）、控制系统、传感器系统与计算机检测装置；

[0022] 所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）包括壳体、动力输入部分、动力控制部分、动力输出部分、定位销、油封、圆锥滚子轴承、换挡拨叉、花键套、花键毂、结合套；所述动力输入部分包括传动轴、动力输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮；所述动力控制部分包括电磁离合器；所述动力输出部分包括动力输出轴、一档从动齿轮、二档从动齿轮；

[0023] 所述控制系统包括进线电抗器A、矢量控制全数字交流调速装置、平波电抗器、润滑供油系统、全数字四象限直流调速装置、进线电抗器B；

[0024] 所述计算机检测装置包括工业控制计算机、I/O单元、信号调理装置（18）、转换单元、传感器采集系统、报警和连锁装置、电气控制装置、直流调速装置、变频调速装置和通讯单元；所述传感器系统包括扭矩传感器、加速传感器、热电阻传感器、压电加速计测振传感器和声测量传感器，其中扭矩传感器包括前端装夹装置部分和后端装夹装置部分；

[0025] 所述T型槽铸铁平台（1）上端面依次设有用于安装驱动交流电机（3）的固定装夹装置一（2）、用于安装扭矩传感器一（4）的固定装夹装置二（10）、用于安装拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的固定装夹装置三（11）、用于安装扭矩传感器二（7）固定装夹装置四（12）、用于安装负载直流电机的固定装夹装置五（14）；

[0026] 所述驱动交流电机（3）的输出轴与扭矩传感器一（4）的前端装夹装置部分连接，所述连接处的侧端安装速度传感器一（9）；所述扭矩传感器一（4）的后端装夹装置部分与多片式电磁离合器（5）的前端相连接，多片式电磁离合器（5）的后端连接在拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的动力输入轴上，拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的壳体下方固定安装热电阻传感器（15）、压电加速度计测振传感器（16）、声测量传感器（17），拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的动力输出轴与扭矩传感器二（7）的前端装夹装置部分相连接；扭矩传感器二（7）的后端装夹装置部分与负载直流电机（8）的输入轴相连接，所述连接处的侧端安装速度传感器二（13）。

[0027] 所述拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的壳体可固定设于拖拉机前托架上；传动轴上设有花键，传动轴一边通过花键套与拖拉机曲轴皮带轮相连接获取动力，传动轴另一边与多片式电磁离合器（5）键连接；动力输入轴通过花键套与多片式电磁离合器（5）连接；动力输入轴上依次设有一档主动齿轮、二档主动齿轮，在一档主动齿轮和二档主动齿轮之间设有一二档花键毂；动力输出轴上依次设有一档从动齿轮、二档从动齿轮，在第一~档从动齿轮与二档从动齿轮之间设有一二档花键毂；一档花键毂上设有一二档结合套，~ ~ ~
一二档结合套上插装一二档换挡拨叉；动力输入轴与动力输出轴通过圆锥滚子轴承上下~ ~
平行支撑于壳体上，一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合；换挡拨叉往左移动，动力经过多片式电磁离合器（5）、一档主动齿轮、一档从动齿轮输出转速；换挡拨叉往右边移动，动力经过多片式电磁离合器（5）至二档主动齿轮、二档从动齿轮输出转速；

[0028] 其中，所述扭矩传感器一（4）、速度传感器一（9）、扭矩传感器二（7）、速度传感器二（13）所采集的数据输入计算机检测装置，根据设定公式计算出该拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的传动效率；

[0029] 所述热电阻传感器（15）对拖拉机前置动力输出装置在长时间工作状态下润滑油温度和与温度有关的参数进行测定；压电加速度计测振传感器（16）检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的振动情况；声测量传感器（17）检测拖拉机前置动力输出装置在工作过程中的噪声情况；

[0030] 所述T型槽铸铁平台（1）的材质采用高强度槽钢；T型槽铸铁平台（1）上的固定装夹装置一（2）、固定装夹装置二（10）、固定装夹装置三（11）、固定装夹装置四（12）、固定装夹装置五（14）通过固定装夹钢板与支架焊接以及高强度螺栓配合固定，所述固定装夹装置一（2）、固定装夹装置二（10）、固定装夹装置三（11）、固定装夹装置四（12）、固定装夹装置五（14）可在水平方向上沿T型槽铸铁平台（1）的T型槽方向移动，方便实验时操作，具有方便安装和拆卸的特点；

[0031] 在交流控制方面，控制装置的进线电抗器A连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接驱动交流电机（3），驱动交流电机（3）用于驱动被测试拖拉机前置动力输出装置的输入轴，拖拉机前置动力输出装置连接电磁离合器；在直流控制方面，全数字四象限直流调速装置连接到进线电抗器B用于驱动加载直流电机，加载直流连接到拖拉机前置动力输出装置输出轴，对拖拉机前置动力输出装置施加负载；

[0032] 如附图2所示，矩传感器一（4）、矩传感器二（7）、加速传感器一（9）、加速传感器二（13）、热电阻传感器、压电加速计测振传感器和声测量传感器、热电阻传感器（15）、压电加速度计测振传感器（16）、声测量传感器（17）将所采集数据输送入信号调理装置（18）,再经过多功能数据采集卡（19）转换处理，由LabVIEW软件和PC（20）进行数据的分析处理储存和显示。

[0033] 其中，所述多片式电磁离合器（5）包括线圈、衔铁片、法兰盘；线圈通电时产生磁力吸合衔铁片，多片式电磁离合器（5）处于接合状态，输入轴获得动力；线圈断电时衔铁片弹回，多片式电磁离合器（5）处于分离状态，输入轴不获得动力，操作人员通过按钮可以快捷方便的实现传动轴与输入轴之间的动力切换，避免了系统因不正当操作而发生故障造成损坏；

[0034] 以驱动交流电机（3）不同转速，负载直流电机（8）空载状态下；驱动交流电机（3）相同转速，负载直流电机（8）不同负载状态下；驱动交流电机（3）不同转速，负载直流电机（8）相同负载状态下，分别检测出上述不同情况的输入和输出扭矩和转速，根据相关公式计算出该拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）的传动效率，并检测出不同情况下该拖拉机双挡位可变速前置动力输出装置（6）中润滑油温度的变化、装置的振动和噪声情况，从而对此拖拉机前置动力输出装置（前置PTO）的合理性进行判断。

[0035] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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