[發明專利]一種輪式裝載機傳動系載荷信號測試與分析處理的方法

無效

• 申請號: 201010119601.6
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101788398A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 劉永臣;孫麗;常綠
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01M13/02;G01L3/00;E02F3/28
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及工程車輛動力系統優化設計領域，尤其涉及一種輪式裝載機傳動系載荷信號測試與分析處理的方法。

背景技術

輪式裝載機作為工程機械的一種典型裝備，在工程施工領域起著重要作用，其性能直接影響著工程效率與質量。隨著現代裝備設計技術的全面進步，輪式裝載機的各項性能都有了顯著提高，但產品整體質量存在著動力性、經濟性、可靠性等方面的性能差距。主要歸因于產品設計與性能分析過程中，仍停留在傳統的靜強度設計方法上，對于動載荷考慮不充分。故此應在設計過程中，綜合考慮動載荷的作用過程，特別是傳動系統的動載荷對裝載機動力系統設計與性能試驗研究的影響更應全面考慮，以完善產品設計與產品試驗。

對于動載荷的獲取，主要依賴于現代測試技術，國內外在此領域的研究較為成熟，為輪式裝載機的載荷測試提供了充分條件，但輪式裝載機傳動系統載荷測試部位復雜，部分測點較難實現，測試工作過程中必然存在各種沖擊、振動產生的偽信號。

由于輪式裝載機特殊的工作狀況，決定了其整個工作過程不是平穩隨機過程，對于輪式裝載機傳動系測試得到的載荷時間歷程，通常按各態歷經的平穩隨機信號來進行時頻分析，提取統計特征，因此必須對測試信號進行平穩處理，以便準確編制載荷譜并優化輪式裝載機動力性。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種輪式裝載機傳動系載荷信號測試與分析處理的方法，解決輪式裝載機傳動系載荷在線實測以及載荷測試信號的處理問題，盡量降低偽信號對載荷譜生成的干擾，實現傳動系載荷譜的真實性，將傳動系載荷譜用于輪式裝載機動力性優化設計的虛擬試驗，精確接近裝載機真實工作環境，大幅縮短輪式裝載機性能試驗時間，提高優化設計精度。

本發明的技術解決方案是該傳動系載荷信號測試、載荷信號分析處理的具體步驟如下：

其中，輪式裝載機傳動系載荷信號測試由傳動系載荷信號測試模塊完成：(1)選擇ZL50輪式裝載機作為試驗機型，整機工作性能良好；

(2)確定測試線路，采用“V型”行進路線，按“五段”工作循環方式采集信號，即空載前進段、鏟掘裝載段、滿載后退段、滿載前進卸料段與空載后退段；

(3)確定測試條件，按指定測試線路測試，測試不少于50個工作循環；

(4)由相互聯接的信號采集器和記錄儀構成傳動系載荷信號測試模塊，傳動系載荷信號測試模塊完成對傳動系載荷信號的采集和記錄，信號采集器包括扭矩傳感器、轉速傳感器、電控信號記錄儀、壓力傳感器和位移傳感器；在變速箱中間軸上布置扭矩傳感器，扭矩傳感器測試輪式裝載機發動機輸出軸扭矩；在變速箱前輸出軸上布置扭矩傳感器，測試變速箱輸出至前驅動橋扭矩；在變速箱后輸出軸上布置扭矩傳感器，測試變速箱輸出至后驅動橋扭矩；在變速箱中間軸上布置轉速傳感器，測試裝載機發動機飛輪到變矩器間的轉速；在裝載機變速箱上布置電控信號記錄儀，測量輪式裝載機前進檔位、后退檔位信號；在動臂油缸大小腔布置壓力傳感器，測試動臂缸大腔壓力、動臂缸小腔壓力；在動臂油缸布置位移傳感器，測試動臂缸位移；共9個通道得到9項載荷信號；

其中，載荷信號分析處理由載荷信號分析處理模塊完成，載荷信號分析處理模塊對記錄儀記錄的載荷信號進行分析處理，載荷信號分析處理模塊由隨機信號的離散、濾波、去除異常峰值、去除趨勢項和消除零漂環節構成；載荷信號處理過程中采用同工作循環不同工況信號分割、不同工作循環相同工況合并的方式，即把工作循環按照空載運行、鏟掘裝載、重載運輸、舉升卸載四種工況對每個工作循環的信號進行分割，數據轉化后再分別將以上四種工況的信號進行合并，確保所得信號為各態歷經平穩時間歷程。

其中，在信號采集中，考慮裝載機工作條件惡劣，采用“近程無線遙測”測試扭矩信號，選用3套美國BINSFELD扭矩傳感器扭矩遙測系統，型號為TT9000；采用“有線測試”測試轉速、油壓與位移信號；轉速傳感器選用霍爾式轉速傳感器，型號為ZS-6-01-10L；油壓傳感器選用PTP503，量程不小于40Mpa，電壓輸出；位移傳感器型號選為NS-500L，精度0.1％；選用16通道WS-5922系列嵌入式數據采集記錄儀。

經測試與分析處理后得到的載荷信號可以繼續采用雨流計數雙參數法實現載荷樣本載荷循環的統計計數，按照各工況拓展分析檢驗，確定母體分布函數，并計算母體極值，生成各工況下載荷的均、幅值二維載荷譜，再根據工作循環生成程序加載譜，將程序加載譜加載于輪式裝載機虛擬樣機，仿真分析輪式裝載機發動機輸出扭矩特性，輔助確定輪式裝載機使用性能。