拖拉機安全性能檢測線技術研發(fā)與改造

諸傳華李鑒方何文華

杭州市蕭山區(qū)拖拉機保有量達3 000余輛，拖拉機性能的好壞直接影響到交通運行安全與人民生命財產的安危，因此對拖拉機進行安全性能檢測管理十分必要。杭州市蕭山區(qū)農機監(jiān)管總站于2000年從浙江大學引進TC型拖拉機安全性能檢測線，于2010年進行了維修，該設備在運行中已取得良好的社會效益，使全區(qū)的拖拉機運行安全性得到大幅度提高，也使農機管理水平更上一個臺階；但在使用中也暴露出一些不足，迫切需要技術研發(fā)與改造，適應農機安全形勢發(fā)展的需要。

1 原檢測線結構與功能

如圖1，原檢測線由速度測試臺、稱重及制動復合測試臺、控制柜、計算機自動測控系統(tǒng)、打印機和大屏幕顯示系統(tǒng)等組成。具有最高車速檢測、制動性能檢測、軸載荷檢測等測量功能，并由計算機控制測試過程。

1.1 制動測試臺

制動測試臺由制動力測量裝置、稱重舉升裝置及基架等總成組成。制動力測試采用反力式制動力測量裝置。

1.2 速度測試臺

速度測試臺由雙滾筒、測速傳感器總成、舉升器總成等組成。 測速傳感器總成由一個帶有20個齒的圓盤和光電開關組成，圓盤與滾筒同步轉動，每轉一周傳感器產生20個脈沖，通過對這些脈沖計數(shù)就可以測得滾筒的轉速，進而得到拖拉機的速度。

圖1 原拖拉機安全性能檢測線結構圖

1.3 計算機控制系統(tǒng)

計算機聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)主機為聯(lián)想計算機，同時配置相應的數(shù)字輸入通道 （D/I）、數(shù)字輸出通道(D/O)、模數(shù)轉換通道(AD)和定時/計數(shù)接口，系統(tǒng)最大允許16路數(shù)字輸入通道 (D/I)、16路數(shù)字輸出通道(D/O)、16 路模擬/數(shù)字轉換通道(AD)，轉換精度為1/4 096。

1.4 控制箱

控制箱的主要功能包括強電控制和弱電信號的處理。強電控制主要是進行接觸器、繼電器和電磁閥等的通斷控制，弱電信號的處理主要包括測力傳感器信號的放大、測速傳感器信號的放大整形和信號的中繼聯(lián)結等。

2 存在主要問題

原拖拉機安全性能檢測線存在的主要問題為：制動臺偶然會對翻新輪胎造成磨損；停車定位難造成軸荷測量誤差；數(shù)據(jù)管理跟不上農機監(jiān)理的要求，不能進行條件查詢，不具備年報、月報、季報及任意時間段和地區(qū)報表的功能；系統(tǒng)安全運行可靠性有待進一步提高，不利于科學化管理等。

3 技術研發(fā)與改造

杭州市蕭山區(qū)農機監(jiān)管總站與浙江大學于2014—2015年聯(lián)合開展了制動測試臺改造、安全系統(tǒng)改造、控制系統(tǒng)軟件改進設計、系統(tǒng)檢測精度改進等四個方面的研發(fā)與改造。

3.1 制動測試臺改造

主要方法為采用粘沙滾筒替代開槽滾筒，鋼制開槽滾筒表面的附著因數(shù)一般只有0.6左右,而粘沙或噴涂滾筒一般大于0.8，減少了對被檢測拖拉機輪胎的磨損。

3.2 安全系統(tǒng)改造

方法為在車速測量過程對軟件進行了條件限制。原來在車速測試臺檢測拖拉機最高車速時，計算機對車輛啟動換擋時的速度容易出現(xiàn)誤判，認為檢測已完畢，舉升機構上升，而機手此時還專心于加速操作過程，容易造成拖拉機沖出測試臺，嚴重時造成設備及人員損害。為此對車速測試值進行了處理：一方面對偶然的數(shù)據(jù)進行過濾；另一方面對啟動時的速度進行限制，從而確保一個完整的測試過程完成之前，舉升機構不會上升。

3.3 控制系統(tǒng)軟件改進設計

根據(jù)項目需要，數(shù)據(jù)及報表管理需具備按一定時間段內不同條件進行查詢的功能，條件包括鎮(zhèn)街、車型、車牌號、發(fā)動機號、底盤號等，以適應農機管理科學化客觀化的要求。方法為對原系統(tǒng)控制軟件進行了改進設計，建立了數(shù)據(jù)庫，完善數(shù)據(jù)儲存；同時，還對系統(tǒng)的操作控制程序作了改進，增加了系統(tǒng)參數(shù)修正程序，提高系統(tǒng)對環(huán)境及器件性能變化的適應能力，從而使系統(tǒng)始終保持準確的運行狀態(tài)。

3.4 系統(tǒng)檢測精度改進

在系統(tǒng)檢測精度方面也采取了改進措施，盡可能地提高系統(tǒng)檢測精度。整套設備中各傳感器信號都是比較弱的信號，它們易受空間電磁場及電網(wǎng)中用電設備的干擾，這樣輕則使測量結果產生較大的誤差，重則可能造成整個系統(tǒng)的癱瘓。為抑制模擬信號干擾，主要采取了硬件和軟件濾波的方式來解決，硬件濾波主要采用了RC濾波，軟件上則采取先剔除明顯的錯誤信號，然后進行平均處理。

4 原檢測線改造后檢測效果

檢測線經(jīng)過研發(fā)與改造和3年的試驗應用，具有自動化檢測、智能化數(shù)據(jù)管理與可靠、安全、便捷的檢測功能，具體表現(xiàn)為：①具有完整的報表和管理功能，能適應農機管理科學化客觀化的要求；②整個系統(tǒng)制動、稱重測試實現(xiàn)了全程自動化檢測，使系統(tǒng)效率和精度得到明顯提高；③增加了各檢測工位的即時復檢功能，提高了復檢效率；④增強了系統(tǒng)的安全運行可靠性，提高了測試人員的工作安全感；⑤軟件和電路系統(tǒng)得到改進設計，使系統(tǒng)操作更加便捷。

5 結論

通過對原檢測線研發(fā)與改造，降低了檢測設備采購成本，取得了良好的經(jīng)濟效益。更為重要的是，農機安全性能檢測質量進一步提高，能更有效地發(fā)現(xiàn)事故隱患，從而可以促進蕭山區(qū)拖拉機安全性能的提高，使農機達到安全作業(yè)，保障了人民群眾的生命財產安全，為維護社會的穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用。