农机安全检测仪器的种类与结构原理

农机安全检测仪器的种类与结构原理

根据农业部的规定，“自注册之日起，各阶段的修订工作将进行，经检验机构审查后，农业机械监理部将颁发检验合格标志，并进行年度检验登记。”各地区的农业机械部门要积极开展机械工程的年验、安全和检验工作。在开展农机安全检验工作中,广东省农机监理部门积极推行农机安全检测仪器化工作,经过5年多的努力,先后投入500多万元支持各市、县购置40多条安全检测线在农机年检审中使用,取得了显著的成效,有力地提高了广东省农机的质量和安全性。实践证明,推行农机监理仪器化是农机监理工作重要的技术支撑和质量保障,是传统的安全监理向现代科学监理的重大进步,是农机安全监理工作的必由之路;没有仪器化,就不可能有农机监理工作的现代化。笔者根据工作实践和总结,就目前我国农机安全检测仪器的种类、结构原理及其适用性作技术分析,以供参考。1台制式检测仪器目前,我国生产的农机安全检测仪器主要分2类,一是用力试法检验的台制式检测仪器,主要有滚筒式、平板式、搓板式;二是在路试法使用的便携式检测仪器,主要有随机检测式和非接触式。1.1检测仪器的系统1.1.1反力制动性能检测该检测仪主要由滚筒、轴重仪、电机、减速箱、传感器等组成,是利用滚筒反向转动测出制动力距的原理,设计出滚筒式反力制动试验台来完成制动性能检测的。工作时,由电机的转动驱动停止在滚筒上的车轮作低速转动。当拖拉机车轮被制动时,对滚筒施加一个企图阻止其转动的制动力,但电机仍转动,迫使减速箱对于滚筒轴产生偏转,通过传力杆摆动向传感器施压,传感器将电压信号传输给计算机整理出轴重及制动力和力差等数据。1.1.2底架及指示、控制装置采用平板制动试验台式,主要由2块表面钢丝网结构的平板和4块扎花的平板,4块扎花的斜板,力传感器,底架及指示、控制装置等组成。检测时,拖拉机以一定的速度驶上制动平台并刹车,在惯性力的作用下,通过车轮对平板施加一个与地面制动力相反的作用力,使平板沿车辆行驶方向产生位移,通过传感器适时采集、储存制动过程、制动力和轴荷的变化数据,经计算机处理后,显示各车轮制动力、制动力和左右制动力平衡等数据。1.1.3制动轴检测和检测主要由轴重、制动力、液压电器控制等系统组成检测平台。轴重测试台的下方装有压力传感器,制动力测试台的活动搓板下方装有液压缸,液压缸与搓板连接处装有压力传感器,被测拖拉机的压力经传感器将信号传至计算机处理和显示。基本原理是:利用制动搓板磨擦力反向推动被抱死的制动轴,通过传感器的传输从而测得该轴最大制动力和左右制动力差。检测时,拖拉机开至检测平台,并使拖拉机受制动的双轮胎停在活动搓板的中央,驾驶员踏下制动踏板,检测员按下制动键便开始检测。此时活动搓板从装有油缸的一端向另一端移动,由移动产生的压力通过压力传感器传输到计算机处理,获得制动性能的各种数据。1.2便携式定标器1.2.1安全装置的固定主要由速度传感器、踏板开关、控制箱等组成。检测时,将拖拉机停在测试路面的起始位置,把加速度传感器的磁性座吸附在机身上,将连线接到控制箱;将踏板开关固定到被测拖拉机的制动踏板上,其连线接到控制箱。当拖拉机行驶到规定的速度时,踩踏制动刹车,此时通过传感器完成测试过程中多种参数的高速采集处理,实时测量和处理拖拉机的瞬时加速度、瞬时速度、行驶距离等与制动过程有关的各个技术参数。1.2.2速度、多传感器检测主要由速度传感器、信号发射器、踏板开关、主控制箱等组成。利用拖拉机行进时地面杂乱花纹经光学系统成像扫描,再经光电转换和空间滤波后,传感器输出正弦波信号,信号经滤波和整形后,转化为标准的脉冲信号,信号经过计数和单片机处理后,便能实时显示车行速度、路程、减速度、时间等数值和结果。检测时,被测拖拉机停在所选道路的一端,把速度传感器及信号发射仪吸附在拖拉机上。驾驶员开动拖拉机加速前行,当拖拉机行进速度达到所设定的速度时,传感器会发出蜂鸣声,驾驶员此时踩踏刹车制动,检测员通过信号接收装置接收信号并操作测量,屏幕显示即时速度、制动距离和制动时间等技术数据。2当前我国低热值高原理下的主要仪器设备对仪器的适用性及其技术性能的了解和掌握,关系到我们对其选择和使用的首要问题,因此对目前我国农机安全检验使用的主要仪器设备作如下综合分析和探讨。2.1制动力动力系统可靠性和检测效率较高滚筒式检测台在我国机动车,特别是汽车安全检测被广泛使用,由于它采用旋转结构与机动车转动轮胎反向力作用的原理和方法获取制动力及制动力平衡数据,过程自然,协调性较好,因此能充分和准确反映制动性能,可靠性高和检测效率较高。由于滚筒式检测仪器由滚筒、驱动电机、齿轮箱等大部件及其足够的刚度和强度连接支撑体组成,因此,整个检测台体积大,质量重,搬移困难,不适合一般农村乡镇进行车载和流动性检测(发达地区条件较好除外)。2.2检测台的安装和运行采用平板式结构,形成一段模拟真实的路面,检测过程仿真、自然。制动检测时通过传感器能适时地全面采集制动过程、轴荷及其变化数据,制动力及制动力平衡和制动协调时间等,是一种比较先进的理念和性能设计。但平板式制动检测台标准为四板式两轴四轮同时检测。GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》附录B检验方法的选择中指出平板式更适宜前驱动的乘用车。所以,平板式检测台的设计原理适宜前驱动采用四板四轮同时检测的方法,因此,对平板式检测台安装的平直度和强度要求较高,宜固定安装才能保证检测质量。如作移动检测线使用时存在如下问题:(1)采用标准的四板式由于上述要求,四板结构体积很大,不便移动;(2)需要设斜坡板作辅助,当拖拉机沿着辅助坡板上至平板时机器重心起跳,行驶不平稳,速度(5~10km/h)难掌握,检测准确度降低。(3)改用非标准二板式除上述共性问题外,由于要分轴测定,如测前轴制动时,由于前、后轴联动可能出现的制动不一致性,若后轴制动反应快或制动力大于前轴,这时测得的前轴数据不一定属于前轴。反之亦然。此外,由于两轴距离有限,测后轴时只能刚一起步就得踩制动,这样初速度又难以控制在标准范围内要求。因此,由于初速度的不同,制动力差异很大,所以检测数据重复性能较差。2.3检测方法的选择采用的是一种在相对静态状况下开展检测的方法,即把拖拉机被检测轴的两轮置于平台,踩下制动踏板,在搓板底部液压杆的推动下,搓板的磨擦力反向推动被抱死的制动轴,通过传感器便可获取该轴的最大制动力和左右制动力差。这种检测台的优点是:(1)检测台质量轻,易于装拆,携带方便,适合车载和农村乡镇间的流动检测;(2)由于在相对静态下进行检测,检测过程具有安全性;(3)检测操作可控性高,所测数据重复性好。缺点主要是只有检测结果,没有反映整个检测过程。例如,在测试拖拉机制动力平衡时,目前有关标准方法描述为“在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值,与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比”。由于搓板式检测设备设计原理不同,不能按以上描述的在过程中测取数据。但如果考虑搓板式的以上优势,且在广东省乃至全国农机安全检测仪器中占有量最大和被广泛使用的事实,在使用搓板式检测制动力不平衡率时,可按测得左右轮最大制动力差,与测得左右轮最大制动力中大者之比来计算。此方法对于时速仅在15~20km的拖拉机试验检测中使用,从调查实践到试验验证均能符合安全检验的技术要求。2.4检测效率相对较低主要优点是:(1)结构小巧,质量轻,易于携带;(2)检测时,把加速度传感器和踏板开关吸附和固定在机身上,并将其连线接到控制箱便可进行检测,安装简单方便,操作容易;(3)可测试各类机型,适应性较广。缺点是:(1)检测时,每台拖拉机均要预先安装传感器、连接踏板力计(非接触式检测仪还需安装信号发射仪,驾驶员需佩戴耳麦与检测员交流)等,虽然过程简单,但也相对费工费时,因而检测效率相对较低;(2)由于检测仪器放置、吸附或简易安装在被测拖拉机上,拖拉机行走和刹车造成的振动容易影响检测的准确度,若需重复测试则降低检验效率(采用非接触式检测仪不存在此问题,因其检测仪器放置路边,检测员利用遥控手段操作,检测过程的稳定性和安全性较好);(3)采用路试法,要求长度百米以上的硬质水泥标准路面,一般的乡村难以找到符合要求的测试路面条件;(4)测试人员需坐在行走中的拖拉机上进行操作和检测,存在一定的安全风险(采用非接触式检测仪不存在此问题);(5)采用路试法测试,需要拖拉机以一定的速度行驶和行走一定的距离路面,被测拖拉