JP75型卷盘喷灌机传动效率分析与试验

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1、2015年9月农机化研究第9期JP75型卷盘喷灌机传动效率分析与试验张晨骏，汤跃，汤玲迪，顾哲，陈超(江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要:为验证理论计算公式在卷盘喷灌机传动效率上的适应性，通过对卷盘喷灌机传动效率影响因素的分析，计算出卷盘喷灌机的传动效率，同时设计了一套卷盘喷灌机传动系统测试试验台。该试验台采用永磁无刷直流电动机代替原有机型的水涡轮实现卷盘的驱动，转矩转速传感器用来测试电动机的输出转速和转矩，负载端通过定滑轮和钢丝绳悬挂不同质量的配重来模拟卷盘喷灌机在田间工作时的阻力。结果表明:在同一挡位时，传动系统效率随负载的增加逐渐提高。在相同负载时，输入

2、转速的增加导致传动系统效率下降。在常用输入转速和输入扭矩的范围内，使用理论公式计算得出的传动效率值与试验值相对误差不大于7%。该理论计算公式为卷盘喷灌机传动系统的设计与优化提供了依据。关键词:卷盘式喷灌机;传动;效率+中图分类号:S277．94文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)09－0037－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.09.008传动系统进行了试验测试。0引言1传动系统功率损失分析及计算卷盘喷灌机是一种自走式移动灌溉装备，其自动化程度高，单位灌溉面积投资低，转移方便，特别适合JP75型卷盘式喷灌机传动系统示意图如图1所于我国东北

3、、西北和华北北部的小麦、玉米、大豆等大示。传动系统主要部件包括宝塔轮和圆柱齿轮减速［1－2］田作物的灌溉，具有较大的发展前景。卷盘式喷器、大牙盘式链传动。驱动装置水涡轮输出的扭矩及灌机主要由喷洒小车、卷盘支架、PE管、水涡轮和卷盘转速通过宝塔轮带传动传递到多级圆柱齿轮减速器传动系统等组成。工作时，将卷盘喷灌机固定在靠近中，再由多级圆柱齿轮减速器变速将扭矩及转速通过水源的位置，再将喷洒小车牵引至喷洒位置，水流经链条传递到大牙盘上，从而驱动卷盘进行回收。传动PE管输送至喷头实现喷洒;同时，水流驱动水涡轮经系统功率损失主要指的是配合副之间相对运动而引［4］过卷盘传动系统实现卷盘的回卷和喷洒车

4、的回收。起的机械摩擦阻力损失。其中，包括有带传动的弹卷盘喷灌机传动系统是在卷盘和水涡轮之间传递动性滑动损失、齿轮的啮合功率损失、轴承的摩擦功率能的装置，具有空挡回收，加速、减速等功能，可以使损失、油封的功率损失和链传动摩擦损失。得卷盘喷灌机在各种工作条件下安全运行，是卷盘喷灌机的关键部件。传动效率的一个重要技术指标就是功率损失，它对整个喷灌机的传动效率、经济性和［3］可靠性有着影响。为此，以国产JP75型卷盘喷灌机传动系统为研究对象，通过理论分析卷盘喷灌机传动系统效率的影响因素，采用传动系统效率的理论计算公式，设计了一套传动系统测试试验台，并对该机型收稿日期:2014－09－01基金项

5、目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA100501．大牙盘式链轮2～7．圆柱齿轮8．轴承座9．链轮6);江苏省农业科技支撑计划项目(BE2012385);江苏高校10～15．圆柱齿轮16．宝塔轮217．宝塔轮118．水涡轮1优势学科建设工程项目(1000003301)图1JP75型卷盘式喷灌机的传动系统示意图作者简介:张晨骏(1990－)，男，河南洛阳人，硕士研究生，(E－mail)82245834@qq．com。1．1宝塔轮带传动的功率损失计算公式通讯作者:汤跃(1959－)，男，江苏镇江人，研究员，硕士生导师，(E带与带轮之间的弹性滑动摩擦损失和带的弯曲损－ma

6、il)tomt@ujs．edu．cn。耗是带传动功率损失中的主要因素，带传动功率损失·37·2015年9月农机化研究第9期［5］计算公式为速(r/min)。22v1+v22EAhv1(1+i)1．5传动系统总效率的计算Pv=Fe+22(1)2EA24Ｒ1i传动系统功率损失包括带与带轮之间的弹性滑动其中，v1为主动轮速度(m/s);v2为从动轮速度摩擦损失、圆柱齿轮减速器所有齿轮的齿轮啮合的功(m/s);E为带的弹性模量;A为带的横截面积单位率损失、各轴端油封的功率损失、传动系统中所有滚2(m);Fe为有效拉力(N);h为带高(m);Ｒ1为主动轮动轴承的摩擦损失以及链传动摩擦损失。开式链

7、传［9］的半径(m);i为传动比。动效率为90%。传动系统总的功率损失为1．2齿轮啮合的功率损失计算公式P1=ΣPv+ΣPg+ΣPb+ΣPs(7)齿轮啮合的功率损失主要是在齿轮啮合过程中，传动系统总效率为摩擦力在齿面间所产生摩擦功率损失。齿轮啮合过Pin－P1η=×90%(10)Pin程中的接触位置对滑动摩擦的功率损失有直接的影JP75型卷盘喷灌机传动系统的已知参数如下:输响，而油膜的厚度和瞬时滚动速度对滚动摩擦损失有［6］入扭矩2～5．9N·