農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)儀器的種類與結(jié)構(gòu)原理

農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)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(cè)之日起，各階段的修訂工作將進(jìn)行，經(jīng)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)審查后，農(nóng)業(yè)機(jī)械監(jiān)理部將頒發(fā)檢驗(yàn)合格標(biāo)志，并進(jìn)行年度檢驗(yàn)登記?！备鞯貐^(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械部門(mén)要積極開(kāi)展機(jī)械工程的年驗(yàn)、安全和檢驗(yàn)工作。在開(kāi)展農(nóng)機(jī)安全檢驗(yàn)工作中,廣東省農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門(mén)積極推行農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)儀器化工作,經(jīng)過(guò)5年多的努力,先后投入500多萬(wàn)元支持各市、縣購(gòu)置40多條安全檢測(cè)線在農(nóng)機(jī)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(jī)的質(zhì)量和安全性。實(shí)踐證明,推行農(nóng)機(jī)監(jiān)理儀器化是農(nóng)機(jī)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(xué)監(jiān)理的重大進(jìn)步,是農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理工作的必由之路;沒(méi)有儀器化,就不可能有農(nóng)機(jī)監(jiān)理工作的現(xiàn)代化。筆者根據(jù)工作實(shí)踐和總結(jié),就目前我國(guó)農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)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(tái)制式檢測(cè)儀器目前,我國(guó)生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)儀器主要分2類,一是用力試法檢驗(yàn)的臺(tái)制式檢測(cè)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(cè)儀器,主要有隨機(jī)檢測(cè)式和非接觸式。1.1檢測(cè)儀器的系統(tǒng)1.1.1反力制動(dòng)性能檢測(cè)該檢測(cè)儀主要由滾筒、軸重儀、電機(jī)、減速箱、傳感器等組成,是利用滾筒反向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)出制動(dòng)力距的原理,設(shè)計(jì)出滾筒式反力制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來(lái)完成制動(dòng)性能檢測(cè)的。工作時(shí),由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)停止在滾筒上的車(chē)輪作低速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)拖拉機(jī)車(chē)輪被制動(dòng)時(shí),對(duì)滾筒施加一個(gè)企圖阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)力,但電機(jī)仍轉(zhuǎn)動(dòng),迫使減速箱對(duì)于滾筒軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),通過(guò)傳力桿擺動(dòng)向傳感器施壓,傳感器將電壓信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)整理出軸重及制動(dòng)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(dòng)試驗(yàn)臺(tái)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(cè)時(shí),拖拉機(jī)以一定的速度駛上制動(dòng)平臺(tái)并剎車(chē),在慣性力的作用下,通過(guò)車(chē)輪對(duì)平板施加一個(gè)與地面制動(dòng)力相反的作用力,使平板沿車(chē)輛行駛方向產(chǎn)生位移,通過(guò)傳感器適時(shí)采集、儲(chǔ)存制動(dòng)過(guò)程、制動(dòng)力和軸荷的變化數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后,顯示各車(chē)輪制動(dòng)力、制動(dòng)力和左右制動(dòng)力平衡等數(shù)據(jù)。1.1.3制動(dòng)軸檢測(cè)和檢測(cè)主要由軸重、制動(dòng)力、液壓電器控制等系統(tǒng)組成檢測(cè)平臺(tái)。軸重測(cè)試臺(tái)的下方裝有壓力傳感器,制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)的活動(dòng)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(cè)拖拉機(jī)的壓力經(jīng)傳感器將信號(hào)傳至計(jì)算機(jī)處理和顯示?；驹硎?利用制動(dòng)搓板磨擦力反向推動(dòng)被抱死的制動(dòng)軸,通過(guò)傳感器的傳輸從而測(cè)得該軸最大制動(dòng)力和左右制動(dòng)力差。檢測(cè)時(shí),拖拉機(jī)開(kāi)至檢測(cè)平臺(tái),并使拖拉機(jī)受制動(dòng)的雙輪胎停在活動(dòng)搓板的中央,駕駛員踏下制動(dòng)踏板,檢測(cè)員按下制動(dòng)鍵便開(kāi)始檢測(cè)。此時(shí)活動(dòng)搓板從裝有油缸的一端向另一端移動(dòng),由移動(dòng)產(chǎn)生的壓力通過(guò)壓力傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理,獲得制動(dòng)性能的各種數(shù)據(jù)。1.2便攜式定標(biāo)器1.2.1安全裝置的固定主要由速度傳感器、踏板開(kāi)關(guān)、控制箱等組成。檢測(cè)時(shí),將拖拉機(jī)停在測(cè)試路面的起始位置,把加速度傳感器的磁性座吸附在機(jī)身上,將連線接到控制箱;將踏板開(kāi)關(guān)固定到被測(cè)拖拉機(jī)的制動(dòng)踏板上,其連線接到控制箱。當(dāng)拖拉機(jī)行駛到規(guī)定的速度時(shí),踩踏制動(dòng)剎車(chē),此時(shí)通過(guò)傳感器完成測(cè)試過(guò)程中多種參數(shù)的高速采集處理,實(shí)時(shí)測(cè)量和處理拖拉機(jī)的瞬時(shí)加速度、瞬時(shí)速度、行駛距離等與制動(dòng)過(guò)程有關(guān)的各個(gè)技術(shù)參數(shù)。1.2.2速度、多傳感器檢測(cè)主要由速度傳感器、信號(hào)發(fā)射器、踏板開(kāi)關(guān)、主控制箱等組成。利用拖拉機(jī)行進(jìn)時(shí)地面雜亂花紋經(jīng)光學(xué)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(hào),信號(hào)經(jīng)濾波和整形后,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào),信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)和單片機(jī)處理后,便能實(shí)時(shí)顯示車(chē)行速度、路程、減速度、時(shí)間等數(shù)值和結(jié)果。檢測(cè)時(shí),被測(cè)拖拉機(jī)停在所選道路的一端,把速度傳感器及信號(hào)發(fā)射儀吸附在拖拉機(jī)上。駕駛員開(kāi)動(dòng)拖拉機(jī)加速前行,當(dāng)拖拉機(jī)行進(jìn)速度達(dá)到所設(shè)定的速度時(shí),傳感器會(huì)發(fā)出蜂鳴聲,駕駛員此時(shí)踩踏剎車(chē)制動(dòng),檢測(cè)員通過(guò)信號(hào)接收裝置接收信號(hào)并操作測(cè)量,屏幕顯示即時(shí)速度、制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間等技術(shù)數(shù)據(jù)。2當(dāng)前我國(guó)低熱值高原理下的主要儀器設(shè)備對(duì)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(duì)其選擇和使用的首要問(wèn)題,因此對(duì)目前我國(guó)農(nóng)機(jī)安全檢驗(yàn)使用的主要儀器設(shè)備作如下綜合分析和探討。2.1制動(dòng)力動(dòng)力系統(tǒng)可靠性和檢測(cè)效率較高滾筒式檢測(cè)臺(tái)在我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē),特別是汽車(chē)安全檢測(cè)被廣泛使用,由于它采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎反向力作用的原理和方法獲取制動(dòng)力及制動(dòng)力平衡數(shù)據(jù),過(guò)程自然,協(xié)調(diào)性較好,因此能充分和準(zhǔn)確反映制動(dòng)性能,可靠性高和檢測(cè)效率較高。由于滾筒式檢測(cè)儀器由滾筒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪箱等大部件及其足夠的剛度和強(qiáng)度連接支撐體組成,因此,整個(gè)檢測(cè)臺(tái)體積大,質(zhì)量重,搬移困難,不適合一般農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行車(chē)載和流動(dòng)性檢測(cè)(發(fā)達(dá)地區(qū)條件較好除外)。2.2檢測(cè)臺(tái)的安裝和運(yùn)行采用平板式結(jié)構(gòu),形成一段模擬真實(shí)的路面,檢測(cè)過(guò)程仿真、自然。制動(dòng)檢測(cè)時(shí)通過(guò)傳感器能適時(shí)地全面采集制動(dòng)過(guò)程、軸荷及其變化數(shù)據(jù),制動(dòng)力及制動(dòng)力平衡和制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等,是一種比較先進(jìn)的理念和性能設(shè)計(jì)。但平板式制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)為四板式兩軸四輪同時(shí)檢測(cè)。GB7258-2004《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》附錄B檢驗(yàn)方法的選擇中指出平板式更適宜前驅(qū)動(dòng)的乘用車(chē)。所以,平板式檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)原理適宜前驅(qū)動(dòng)采用四板四輪同時(shí)檢測(cè)的方法,因此,對(duì)平板式檢測(cè)臺(tái)安裝的平直度和強(qiáng)度要求較高,宜固定安裝才能保證檢測(cè)質(zhì)量。如作移動(dòng)檢測(cè)線使用時(shí)存在如下問(wèn)題:(1)采用標(biāo)準(zhǔn)的四板式由于上述要求,四板結(jié)構(gòu)體積很大,不便移動(dòng);(2)需要設(shè)斜坡板作輔助,當(dāng)拖拉機(jī)沿著輔助坡板上至平板時(shí)機(jī)器重心起跳,行駛不平穩(wěn),速度(5~10km/h)難掌握,檢測(cè)準(zhǔn)確度降低。(3)改用非標(biāo)準(zhǔn)二板式除上述共性問(wèn)題外,由于要分軸測(cè)定,如測(cè)前軸制動(dòng)時(shí),由于前、后軸聯(lián)動(dòng)可能出現(xiàn)的制動(dòng)不一致性,若后軸制動(dòng)反應(yīng)快或制動(dòng)力大于前軸,這時(shí)測(cè)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(cè)后軸時(shí)只能剛一起步就得踩制動(dòng),這樣初速度又難以控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)要求。因此,由于初速度的不同,制動(dòng)力差異很大,所以檢測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性能較差。2.3檢測(cè)方法的選擇采用的是一種在相對(duì)靜態(tài)狀況下開(kāi)展檢測(cè)的方法,即把拖拉機(jī)被檢測(cè)軸的兩輪置于平臺(tái),踩下制動(dòng)踏板,在搓板底部液壓桿的推動(dòng)下,搓板的磨擦力反向推動(dòng)被抱死的制動(dòng)軸,通過(guò)傳感器便可獲取該軸的最大制動(dòng)力和左右制動(dòng)力差。這種檢測(cè)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是:(1)檢測(cè)臺(tái)質(zhì)量輕,易于裝拆,攜帶方便,適合車(chē)載和農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的流動(dòng)檢測(cè);(2)由于在相對(duì)靜態(tài)下進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)過(guò)程具有安全性;(3)檢測(cè)操作可控性高,所測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性好。缺點(diǎn)主要是只有檢測(cè)結(jié)果,沒(méi)有反映整個(gè)檢測(cè)過(guò)程。例如,在測(cè)試拖拉機(jī)制動(dòng)力平衡時(shí),目前有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法描述為“在制動(dòng)力增長(zhǎng)全過(guò)程中同時(shí)測(cè)得的左右輪制動(dòng)力差的最大值,與全過(guò)程中測(cè)得的該軸左右輪最大制動(dòng)力中大者之比”。由于搓板式檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)原理不同,不能按以上描述的在過(guò)程中測(cè)取數(shù)據(jù)。但如果考慮搓板式的以上優(yōu)勢(shì),且在廣東省乃至全國(guó)農(nóng)機(jī)安全檢測(cè)儀器中占有量最大和被廣泛使用的事實(shí),在使用搓板式檢測(cè)制動(dòng)力不平衡率時(shí),可按測(cè)得左右輪最大制動(dòng)力差,與測(cè)得左右輪最大制動(dòng)力中大者之比來(lái)計(jì)算。此方法對(duì)于時(shí)速僅在15~20km的拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)中使用,從調(diào)查實(shí)踐到試驗(yàn)驗(yàn)證均能符合安全檢驗(yàn)的技術(shù)要求。2.4檢測(cè)效率相對(duì)較低主要優(yōu)點(diǎn)是:(1)結(jié)構(gòu)小巧,質(zhì)量輕,易于攜帶;(2)檢測(cè)時(shí),把加速度傳感器和踏板開(kāi)關(guān)吸附和固定在機(jī)身上,并將其連線接到控制箱便可進(jìn)行檢測(cè),安裝簡(jiǎn)單方便,操作容易;(3)可測(cè)試各類機(jī)型,適應(yīng)性較廣。缺點(diǎn)是:(1)檢測(cè)時(shí),每臺(tái)拖拉機(jī)均要預(yù)先安裝傳感器、連接踏板力計(jì)(非接觸式檢測(cè)儀還需安裝信號(hào)發(fā)射儀,駕駛員需佩戴耳麥與檢測(cè)員交流)等,雖然過(guò)程簡(jiǎn)單,但也相對(duì)費(fèi)工費(fèi)時(shí),因而檢測(cè)效率相對(duì)較低;(2)由于檢測(cè)儀器放置、吸附或簡(jiǎn)易安裝在被測(cè)拖拉機(jī)上,拖拉機(jī)行走和剎車(chē)造成的振動(dòng)容易影響檢測(cè)的準(zhǔn)確度,若需重復(fù)測(cè)試則降低檢驗(yàn)效率(采用非接觸式檢測(cè)儀不存在此問(wèn)題,因其檢測(cè)儀器放置路邊,檢測(cè)員利用遙控手段操作,檢測(cè)過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性較好);(3)采用路試法,要求長(zhǎng)度百米以上的硬質(zhì)水泥標(biāo)準(zhǔn)路面,一般的鄉(xiāng)村難以找到符合要求的測(cè)試路面條件;(4)測(cè)試人員需坐在行走中的拖拉機(jī)上進(jìn)行操作和檢測(cè),存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)(采用非接觸式檢測(cè)儀不存在此問(wèn)題);(5)采用路試法測(cè)試,需要拖拉機(jī)以一定的速度行駛和行走一定的距離路面,被測(cè)拖拉