1、秸秆粉碎机的工作原理与特征信号的选取秸秆粉碎机属于旋转机械。安装于旋转轴刀盘上的刀片在输入动力电机的拖动下中速旋转，在转轴离心力的带动下甩刀直立，与转轴浑然成为一个圆柱体。秸秆进入粉碎室后，在甩刀的作用下碰撞、撕裂、切碎后经负压风机抽出并输送至料堆。在秸秆粉碎机中主轴的转数、振动、位移以及风机的负压与粉碎室温度等参数成为表征系统整体运行性能的关键测量目标。因此，依据被测信号的特点，选择适宜的传感器，成为系统设计的重要工作。参照国标GBT6971-2007．秸秆粉碎机测试涉及的参数指标有生产效率、吨功耗、轴承温升、噪声等，结合本项目的创新点，还增加了主轴的振动频率分析、粉碎室风压、出料道风压测试等项目。
2、硬件结构设计
秸秆粉碎机性能测试，是新型秸秆粉碎装备研究与没计的关键环节。利用科学的测试工艺，开展对秸秆粉碎机的进料、粉碎、加压、出料等工序的精准研究，确定各部件相对于设计目标的最佳参数，成为提高科研效率、缩短研发周期、降低成本支出的重要举措。秸秆粉碎机测试项目涉及硬件没备的选型与构建、数据的采集与分析、结果的优化与确定等内容。本测试项目采用阿尔泰公司USB5953数据采集卡为核心搭建硬件结构。
该测试系统需要采集ll路模拟和l路数字信号。USB5953数据采集卡有14路模拟输入通道、6路数字量输入输出通道、4路12位模拟量输出通道及16位的AD精度，250K的采样频率，8K的FIFO存储器。按照信号采集要求，需采用一块USB5953即可满足使用要求。上位机采用安装有美国NI虚拟实验室Labview系统没计软件的笔记本。该测试系统的显著特点是结构简单、方便快捷、精度高，适用于各种环境与场合。
3、软件系统结构与关键�？樯杓�
本系统开发软件采用美国NI虚拟实验室Labview没计，它是一种图形化的编程语言，包含了丰富的功能函数库，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。Labview集成了可满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能，还内置了便于应用TCP /IP、ActiveX等软件标准的函数库。用Labview软件没计的程序包括前面板、框图程序2部分。Labview可产生独立运行的可执行文件，是一个真正的32位编译器。本系统参照国家相关标准，结合本系统研究测试的重点。
3.1 数据采集�？樯杓�
依据传感器的特点要求，本测试系统利用2种数据采集方式，一种是USB5953直接采集，另一种是针对多功能电量仪表的串口采集方式（利用RS232转485转换口实现远距离传输，采用moudbus总线方式实现数据通讯），串口电路没计。由于本测试对象安装有3块多功能电量表，实现数据采集时需设计端口轮询节点。
3.2数据控制模块设计
根据软件测试功能要求，需对粉碎电动机、螺旋搅轮风机、振动电机的启动与停止进行控制，确保操作过程的安全，实现数据对齐。同时，为了得到粉碎机不同工况下的功耗曲线以及效能特性，需通过上位机调节变频器对3台电机转速进行控制，变频控制电路见图7。
3.3数据分祈�？樯杓�
在测试系统中，对采集的温度、功耗、转速、风量等数据的分析在于将数据库存储的数据统计，利用正交没计软件对数据库的数据分组、计算得出系统最佳指标组合。其中分析主轴、轴承座的振动及位移是评价主轴动平衡性能的关键指标之一，需在线动态观测与分析。测试中采用K9000电涡流传感器。传感器输出特性可用位移一电压曲线表示，见图8。横坐标表示位移的变化，纵坐标代表前置器输出电压的变化。理想位移一电压曲线是斜率恒定的直线，直线的，段为线性区，即有效测量段；n点为传感器线性中点。对主轴、轴承座的信号分析主要通过加速度信号采集、零均值处理、积分、加窗、频谱分析等算法得出振幅。
4、性能测试
该测试软件没计完成后，在山西农机新技术服务中心研制的S-FS-P560 1500型秸秆粉碎机上进行了台架试验。测试结果显示，该软件运行稳定、测试精度大于97%，系统响应快，能基本且全面反应测试对象的整体性能。图10是秸秆粉碎机转速与功耗的响应曲线，图ll是主轴振动的轴心曲线。
5、研究结论与讨论
(1)秸秆粉碎机测试平台能够基本反应测试对象的整体运行参数，对于进一步优化秸秆粉碎机的设计、提升设计质量与效益具有十分重要的意义。
(2)通过该系统测试，科学反映出山西农机新技术服务中心研制的新型S-FS-P560 1500型秸秆粉碎机依托开发的抖动、计量进料装置、旋转式可变粉碎室装置、辅助吸风送料装置，解决了秸秆综合利用产业发展中秸秆粉碎环节的快速大容量粉碎、低成本、机械化运行等问题，各项指标达到了没计任务书的要求，
(3)当前，现代农业的推进需要大量先进的农机化装备来支撑。大型动力作业机械的制造技术成熟，检测手段完善，没计基础扎实。相比之下，大量的小型农机化装备由于市场需求量小，没计、检测相关技术不完善，造成农机化领域的两级分化。本系统软件的开发与研究，为农机化技术的均衡发展进行了有益的探索，对今后农机化装备科学研究、检测提供了一种必要的手段。
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