農(nóng)機安全檢測儀器的種類與結(jié)構(gòu)原理

農(nóng)機安全檢測儀器的種類與結(jié)構(gòu)原理

根據(jù)農(nóng)業(yè)部的規(guī)定，“自注冊之日起，各階段的修訂工作將進行，經(jīng)檢驗機構(gòu)審查后，農(nóng)業(yè)機械監(jiān)理部將頒發(fā)檢驗合格標志，并進行年度檢驗登記?！备鞯貐^(qū)的農(nóng)業(yè)機械部門要積極開展機械工程的年驗、安全和檢驗工作。在開展農(nóng)機安全檢驗工作中,廣東省農(nóng)機監(jiān)理部門積極推行農(nóng)機安全檢測儀器化工作,經(jīng)過5年多的努力,先后投入500多萬元支持各市、縣購置40多條安全檢測線在農(nóng)機年檢審中使用,取得了顯著的成效,有力地提高了廣東省農(nóng)機的質(zhì)量和安全性。實踐證明,推行農(nóng)機監(jiān)理儀器化是農(nóng)機監(jiān)理工作重要的技術(shù)支撐和質(zhì)量保障,是傳統(tǒng)的安全監(jiān)理向現(xiàn)代科學監(jiān)理的重大進步,是農(nóng)機安全監(jiān)理工作的必由之路;沒有儀器化,就不可能有農(nóng)機監(jiān)理工作的現(xiàn)代化。筆者根據(jù)工作實踐和總結(jié),就目前我國農(nóng)機安全檢測儀器的種類、結(jié)構(gòu)原理及其適用性作技術(shù)分析,以供參考。1臺制式檢測儀器目前,我國生產(chǎn)的農(nóng)機安全檢測儀器主要分2類,一是用力試法檢驗的臺制式檢測儀器,主要有滾筒式、平板式、搓板式;二是在路試法使用的便攜式檢測儀器,主要有隨機檢測式和非接觸式。1.1檢測儀器的系統(tǒng)1.1.1反力制動性能檢測該檢測儀主要由滾筒、軸重儀、電機、減速箱、傳感器等組成,是利用滾筒反向轉(zhuǎn)動測出制動力距的原理,設計出滾筒式反力制動試驗臺來完成制動性能檢測的。工作時,由電機的轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止在滾筒上的車輪作低速轉(zhuǎn)動。當拖拉機車輪被制動時,對滾筒施加一個企圖阻止其轉(zhuǎn)動的制動力,但電機仍轉(zhuǎn)動,迫使減速箱對于滾筒軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),通過傳力桿擺動向傳感器施壓,傳感器將電壓信號傳輸給計算機整理出軸重及制動力和力差等數(shù)據(jù)。1.1.2底架及指示、控制裝置采用平板制動試驗臺式,主要由2塊表面鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的平板和4塊扎花的平板,4塊扎花的斜板,力傳感器,底架及指示、控制裝置等組成。檢測時,拖拉機以一定的速度駛上制動平臺并剎車,在慣性力的作用下,通過車輪對平板施加一個與地面制動力相反的作用力,使平板沿車輛行駛方向產(chǎn)生位移,通過傳感器適時采集、儲存制動過程、制動力和軸荷的變化數(shù)據(jù),經(jīng)計算機處理后,顯示各車輪制動力、制動力和左右制動力平衡等數(shù)據(jù)。1.1.3制動軸檢測和檢測主要由軸重、制動力、液壓電器控制等系統(tǒng)組成檢測平臺。軸重測試臺的下方裝有壓力傳感器,制動力測試臺的活動搓板下方裝有液壓缸,液壓缸與搓板連接處裝有壓力傳感器,被測拖拉機的壓力經(jīng)傳感器將信號傳至計算機處理和顯示。基本原理是:利用制動搓板磨擦力反向推動被抱死的制動軸,通過傳感器的傳輸從而測得該軸最大制動力和左右制動力差。檢測時,拖拉機開至檢測平臺,并使拖拉機受制動的雙輪胎停在活動搓板的中央,駕駛員踏下制動踏板,檢測員按下制動鍵便開始檢測。此時活動搓板從裝有油缸的一端向另一端移動,由移動產(chǎn)生的壓力通過壓力傳感器傳輸?shù)接嬎銠C處理,獲得制動性能的各種數(shù)據(jù)。1.2便攜式定標器1.2.1安全裝置的固定主要由速度傳感器、踏板開關(guān)、控制箱等組成。檢測時,將拖拉機停在測試路面的起始位置,把加速度傳感器的磁性座吸附在機身上,將連線接到控制箱;將踏板開關(guān)固定到被測拖拉機的制動踏板上,其連線接到控制箱。當拖拉機行駛到規(guī)定的速度時,踩踏制動剎車,此時通過傳感器完成測試過程中多種參數(shù)的高速采集處理,實時測量和處理拖拉機的瞬時加速度、瞬時速度、行駛距離等與制動過程有關(guān)的各個技術(shù)參數(shù)。1.2.2速度、多傳感器檢測主要由速度傳感器、信號發(fā)射器、踏板開關(guān)、主控制箱等組成。利用拖拉機行進時地面雜亂花紋經(jīng)光學系統(tǒng)成像掃描,再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和空間濾波后,傳感器輸出正弦波信號,信號經(jīng)濾波和整形后,轉(zhuǎn)化為標準的脈沖信號,信號經(jīng)過計數(shù)和單片機處理后,便能實時顯示車行速度、路程、減速度、時間等數(shù)值和結(jié)果。檢測時,被測拖拉機停在所選道路的一端,把速度傳感器及信號發(fā)射儀吸附在拖拉機上。駕駛員開動拖拉機加速前行,當拖拉機行進速度達到所設定的速度時,傳感器會發(fā)出蜂鳴聲,駕駛員此時踩踏剎車制動,檢測員通過信號接收裝置接收信號并操作測量,屏幕顯示即時速度、制動距離和制動時間等技術(shù)數(shù)據(jù)。2當前我國低熱值高原理下的主要儀器設備對儀器的適用性及其技術(shù)性能的了解和掌握,關(guān)系到我們對其選擇和使用的首要問題,因此對目前我國農(nóng)機安全檢驗使用的主要儀器設備作如下綜合分析和探討。2.1制動力動力系統(tǒng)可靠性和檢測效率較高滾筒式檢測臺在我國機動車,特別是汽車安全檢測被廣泛使用,由于它采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與機動車轉(zhuǎn)動輪胎反向力作用的原理和方法獲取制動力及制動力平衡數(shù)據(jù),過程自然,協(xié)調(diào)性較好,因此能充分和準確反映制動性能,可靠性高和檢測效率較高。由于滾筒式檢測儀器由滾筒、驅(qū)動電機、齒輪箱等大部件及其足夠的剛度和強度連接支撐體組成,因此,整個檢測臺體積大,質(zhì)量重,搬移困難,不適合一般農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行車載和流動性檢測(發(fā)達地區(qū)條件較好除外)。2.2檢測臺的安裝和運行采用平板式結(jié)構(gòu),形成一段模擬真實的路面,檢測過程仿真、自然。制動檢測時通過傳感器能適時地全面采集制動過程、軸荷及其變化數(shù)據(jù),制動力及制動力平衡和制動協(xié)調(diào)時間等,是一種比較先進的理念和性能設計。但平板式制動檢測臺標準為四板式兩軸四輪同時檢測。GB7258-2004《機動車運行安全技術(shù)條件》附錄B檢驗方法的選擇中指出平板式更適宜前驅(qū)動的乘用車。所以,平板式檢測臺的設計原理適宜前驅(qū)動采用四板四輪同時檢測的方法,因此,對平板式檢測臺安裝的平直度和強度要求較高,宜固定安裝才能保證檢測質(zhì)量。如作移動檢測線使用時存在如下問題:(1)采用標準的四板式由于上述要求,四板結(jié)構(gòu)體積很大,不便移動;(2)需要設斜坡板作輔助,當拖拉機沿著輔助坡板上至平板時機器重心起跳,行駛不平穩(wěn),速度(5~10km/h)難掌握,檢測準確度降低。(3)改用非標準二板式除上述共性問題外,由于要分軸測定,如測前軸制動時,由于前、后軸聯(lián)動可能出現(xiàn)的制動不一致性,若后軸制動反應快或制動力大于前軸,這時測得的前軸數(shù)據(jù)不一定屬于前軸。反之亦然。此外,由于兩軸距離有限,測后軸時只能剛一起步就得踩制動,這樣初速度又難以控制在標準范圍內(nèi)要求。因此,由于初速度的不同,制動力差異很大,所以檢測數(shù)據(jù)重復性能較差。2.3檢測方法的選擇采用的是一種在相對靜態(tài)狀況下開展檢測的方法,即把拖拉機被檢測軸的兩輪置于平臺,踩下制動踏板,在搓板底部液壓桿的推動下,搓板的磨擦力反向推動被抱死的制動軸,通過傳感器便可獲取該軸的最大制動力和左右制動力差。這種檢測臺的優(yōu)點是:(1)檢測臺質(zhì)量輕,易于裝拆,攜帶方便,適合車載和農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的流動檢測;(2)由于在相對靜態(tài)下進行檢測,檢測過程具有安全性;(3)檢測操作可控性高,所測數(shù)據(jù)重復性好。缺點主要是只有檢測結(jié)果,沒有反映整個檢測過程。例如,在測試拖拉機制動力平衡時,目前有關(guān)標準方法描述為“在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值,與全過程中測得的該軸左右輪最大制動力中大者之比”。由于搓板式檢測設備設計原理不同,不能按以上描述的在過程中測取數(shù)據(jù)。但如果考慮搓板式的以上優(yōu)勢,且在廣東省乃至全國農(nóng)機安全檢測儀器中占有量最大和被廣泛使用的事實,在使用搓板式檢測制動力不平衡率時,可按測得左右輪最大制動力差,與測得左右輪最大制動力中大者之比來計算。此方法對于時速僅在15~20km的拖拉機試驗檢測中使用,從調(diào)查實踐到試驗驗證均能符合安全檢驗的技術(shù)要求。2.4檢測效率相對較低主要優(yōu)點是:(1)結(jié)構(gòu)小巧,質(zhì)量輕,易于攜帶;(2)檢測時,把加速度傳感器和踏板開關(guān)吸附和固定在機身上,并將其連線接到控制箱便可進行檢測,安裝簡單方便,操作容易;(3)可測試各類機型,適應性較廣。缺點是:(1)檢測時,每臺拖拉機均要預先安裝傳感器、連接踏板力計(非接觸式檢測儀還需安裝信號發(fā)射儀,駕駛員需佩戴耳麥與檢測員交流)等,雖然過程簡單,但也相對費工費時,因而檢測效率相對較低;(2)由于檢測儀器放置、吸附或簡易安裝在被測拖拉機上,拖拉機行走和剎車造成的振動容易影響檢測的準確度,若需重復測試則降低檢驗效率(采用非接觸式檢測儀不存在此問題,因其檢測儀器放置路邊,檢測員利用遙控手段操作,檢測過程的穩(wěn)定性和安全性較好);(3)采用路試法,要求長度百米以上的硬質(zhì)水泥標準路面,一般的鄉(xiāng)村難以找到符合要求的測試路面條件;(4)測試人員需坐在行走中的拖拉機上進行操作和檢測,存在一定的安全風險(采用非接觸式檢測儀不存在此問題);(5)采用路試法測試,需要拖拉機以一定的速度行駛和行走一定的距離路面,被測拖拉