拖拉机动力输出轴动态转矩载荷谱编制与验证

作     者：闫祥海 周志立 贾方 Yan Xianghai;Zhou Zhili;Jia Fang

作者机构：河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471003 河南省汽车节能与新能源重点实验室洛阳471003 洛阳拖拉机研究所有限公司洛阳471039 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2019年第35卷第19期

页      面：74-81页

核心收录：

学科分类：02[经济学] 07[理学] 08[工学] 070103[理学-概率论与数理统计] 0710[理学-生物学] 0202[经济学-应用经济学] 020208[经济学-统计学] 0828[工学-农业工程] 082801[工学-农业机械化工程] 0802[工学-机械工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFD0701002) 河南省高校科技创新人才支持计划项目(18HASTIT026) 河南省高等学校重点科研项目计划资助(18A460002) 

主　　题：车辆 试验 拖拉机 动力输出轴 动态载荷谱 试验验证 

摘      要：拖拉机动力输出轴(power take-off,PTO)室内台架耐久性试验中转矩加载主要以静态加载或静态逐级加载方式为主,这种加载方式输出的载荷与PTO实际作业中承受的载荷动态特性不同,导致试验中PTO的失效形式及测试寿命与实际作业中存在差异。针对此问题,该文对多工况下PTO动态转矩载荷谱编制方法进行研究,测取了沙土、黏土2种土壤类型下旋耕、驱动耙典型作业的PTO转矩,利用希尔伯特黄算法对转矩进行预处理,采用四点循环雨流计数法对转矩均幅值进行频次统计,利用散点矩阵统计方法分析4种作业工况均值、幅值相关性及均值、幅值分布类型。基于Miner法则及轴类20CrMnTi修正S-N曲线,在损伤概率50%、相对误差5%、置信水平95%的统计条件下,确定了转矩样本容量。利用时域外推方法对PTO转矩数据进行外推。以阈值区间内峰谷值均值差的方差为指标,检验了外推过程中选取的阈值造成峰谷值均值波动的可能性。对比外推1次后载荷时间历程与原始载荷时间历程变化趋势。在时域频次外推因子为240、转矩累计频次达到106、平均加权4类转矩时,得到PTO动态转矩载荷谱。利用编制的动态载荷谱,驱动拖拉机传动系动态加载试验台对PTO进行台架耐久性试验,试验结果显示,PTO发生失效的时长为642 h,失效形式为PTO轴头花键磨损,失效时间、失效形式与实际作业一致,验证了动态转矩载荷谱的有效性。