气吸免耕播种机排种器振动测试分析

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1、2015年7月农机化研究第7期气吸免耕播种机排种器振动测试分析张涛，刘飞，刘月琴，赵满全，李凤丽，吕冰(内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018)摘要:为究明振动对免耕播种机排种性能的影响，采用PulseLAN－XI振动测试系统，对2BM－5型气吸式免耕播种机在莜麦茬地作业状态下排种器的振动特性进行了测试;用MatLab对振动信号进行时域和频域分析，得到播种机在作业状态下田间振动信号的时域图及频域图。试验结果表明:在免耕播种机作业状态下，随着速度的提高，振动主频率对应的最大幅值有所提高;排种器的振动主频率主要集中在0～10Hz和40～60Hz;在莜麦茬地播种，2BM－5型气吸式免耕播种

2、机作业速度为4km/h时振动较弱。关键词:排种器;振动;时域分析;频谱分析+中图分类号:S223．25文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)07－0187－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.07.0430引言1试验机型与信号采集系统内蒙古阴山北麓地区生态环境脆弱，土壤质量退1．1试验机型化严重，干旱、风蚀等现象频繁发生。前人研究结果本次试验机型为2BM－5型气吸式免耕播种机，表明，免耕播种可使土壤风蚀量较传统耕作减少为是由内蒙古农业大学研制的一款精量免耕播种机。［1－2］［3］65．1%;还可以节省作业费用、降低生产成本;播种行数为5行，理论行距6

3、5cm，作业幅宽3．3m，整增强土壤蓄水保墒能力;充分接纳天然降水，提高降机质量为1800kg，外形尺寸3770mm×3180mm×2［11］水的利用率;秸秆还田后增加了土壤有机质含量，提1480mm，生产率0．9～1．5hm/h。本次试验以约［4－5］高了土壤肥力，改善了土壤结构。但目前国外先翰迪尔－904拖拉机作为配套动力。田间试验时的拖进的免耕播种设备与中东部近年来研制的免耕播种拉机和播种机如图1所示。机多数不适合在该地区推广使用。究其原因，主要是［6－7］地表特性复杂，振动对播种机的影响显著。故研究免耕播种机在上述地区作业时的振动特性，进而改进机具结构和作业参数，使之具有较高的播种作业

4、质量，对免耕播种机在上述地区的推广应用具有重要的［8］现实意义。本次试验采用BK公司的数据采集系统，测试分析了内蒙古农业大学设计的2BM－5免耕播种机在油麦茬地作业状态下的振动情况，并用MatLab对免耕播种机的振动信号数据进行FFT处理分析，得出免耕播图1拖拉机和免耕播种机种机在油麦茬地免耕作业状态下的振动较大的主要Fig．1Tractorsandtillageplanter频率，为后续的室内油麦茬地排种性能试验奠定基1．2地表参数［9－10］本次试验在内蒙古自治区武川县保护性耕作项目础。区莜麦茬地进行，试验前对地表参数进行了测量。本收稿日期:2014－07－16试验地的垄高为30～60mm

5、，莜麦茬高120mm，土壤容基金项目:国家自然科学基金项目(51365034);中国博士后科学基金项3重为3．455g/cm，土壤含水率为23%，土壤硬度如表目(2014M552532XB)作者简介:张涛(1988－)，男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，(E－mail)1所示。308685885@qq．com。1．3信号采集系统通讯作者:赵满全(1955－)，男，内蒙古土右旗人，教授，博士生导师，(E－mail)nmgzhaomq@163．com。本次试验信号采集系统采用丹麦B＆K公司生产·187·2015年7月农机化研究第7期的六通道PulseLAN－XI振动测试系统。六通道输入模块标准频率范围

6、为0～51．2kHz;最大采样频率为131．072kHz;量程固有噪声≤2μV;不同频率高通滤波器频率响应优于±0．1dB;幅值线性度优于±0．1dB;绝对幅值精度优于±0．1dB;测试范围为1～20kHz;灵敏度为0．1mV/g。表1地表硬度属性Table1Thesurfacehardnessproperties深度/cm垄上/N垄沟/N图2仪器连接288．0153．5Fig．2Theinstrumentconnection4114．0175．03结果分析6118．5208．53．1时域分析8128．0242．0从3次重复试验中选取一致性较好的一段试验数10147．0298．0据，选取其中的

7、15s数据作为分析信号。用MatLab分1．4加速度传感器析新数据，得到时域图［15］，如图3所示。本次试验采用的单向传感器为BK公司生产的恒流源传感器4514B。其主要性能参数:输入方式为电压输入;灵敏度为10mV/g;频率测试范围为1～10kHz;温度范围为51～121℃;接线方式为10～32UNF;5～3000Hz频响为±3%以内。1．5电缆本次试验采用的电缆为低噪声电缆10－32UNF线缆