Traktore baten potentzia-hartuneak (PTO edo TDF) transmititzen duen momentua, biraketa-abiadura eta potentzia zuzenean neurtu. Nekazaritza-tresna batek zenbat potentzia mekaniko jasotzen duen zehazki jakiteko aukera ematen du. Informazio hau bereziki erabilgarria da makinen probak egiteko, tresnen garapenerako, energiaren optimizaziorako, zehaztasun-nekazaritzarako eta proba-mahaietan.
Sistema batean oinarritutakoa. Traktorearen potentzia-hartunearen eta tresnaren ardatzaren artean zuzenean instalatutako biraketa-momentu-sentsorea Horri esker, informazio hori lor daiteke transmisioa barne-tresnarik erabili beharrik gabe. Argitaratu den ikerketa bat Nekazaritzan Aplikatutako Ingeniaritza Metodo hau erreferentziazko dinamometro batekin alderatuz balioztatu zuen, eta soilik honako desberdintasunak lortu zituen: 3tik 23 N·m-ra Egiaztapen-probetan zehar, ez zen estatistikoki esanguratsuak izan bi neurketa-sistemen artean.
Emaitza nagusia: PTO ardatzean momentua zuzenean neurtzeak tresnari transmititzen zaion potentziaren estimazio fidagarria eman dezake. Aztertutako sisteman, kalibrazioak ia perfektua den erlazio lineala erakutsi zuen, honako hau izanik: R² = 0,9999.
Zer neurtzen da traktore baten potentzia-hartunean (PTO)?
The potentzia-hartune, nazioartean ezaguna Hartu-lekua (Indar-hartune) eta PTO gisa ere, traktoretik potentzia mekanikoa transmititzen du makinetara eta tresnetara, hala nola sega-makinetara, txikitzeko makinetara, fardo-makinetara, ongarri-zabaltzaileetara, nahasgailuetara, ponpetara, lurra lantzeko ekipoetara edo lurra lantzeko ekipoetara.
Transmititutako potentzia mekanikoa zehazteko, ez da nahikoa ardatzaren birak neurtzea. Bi kantitate aldi berean jakin behar dira:
- Momentua (T), normalean N·m-tan adierazten da.
- Errotazio-abiadura (n), minutuko biratan adierazita, rpm.
Bi kantitateetatik kalkula daiteke ardatzak transmititzen duen berehalako potentzia mekanikoa:
P = T × ω
P [kW] = T [N m] × n [rpm] / 9550
Adibidez, pare bat 1.000 N·ma 540 bira/min gutxi gorabehera dagokio 56,5 kW. Bikote bera. 1.000 bira/min gutxi gorabehera adierazten du 104,7 kW. Horregatik, momentua eta bira/min-ak aldi berean erregistratu behar dira tresna baten benetako potentzia-eskaera aztertzerakoan.
Nola neurtu momentua zuzenean PTO ardatzean
Irtenbide zuzenenetako bat instalatzea da. potentzia-hartunearekin lerrokatuta dagoen biraketa-momentu-transduktorea. Sentsorea traktorearen PTO irteeraren eta erremintaren edo dinamometroaren transmisio-ardatzaren artean kokatzen da.
Ardatza biratzen den heinean, transduktoreak transmititutako indarrak sortutako momentua neurtzen du. Sistemak biraketa-abiadura ere erregistratzen badu, aldi berean zehaztea posible da. momentua, bira/min eta potentzia mekanikoa.
PTOan momentu-sentsore baten baliozkotze zientifikoa
Roeber, Pitla, Hoy, Luck eta Kocherrek traktore baten potentzia-hartunearen (PTO) momentua eta abiadura zuzenean neurtzeko diseinatutako eskuratze-sistema bat garatu eta ebaluatu zuten. Lanak, izenburua Traktorearen potentzia-hartze momentuaren neurketa eta datuak eskuratzeko sistema, 2017an argitaratu zen Nekazaritzan Aplikatutako Ingeniaritza.
Helburua PTO ardatzean zuzenean instalatutako momentu-sentsore batek erreferentziazko neurketa-sistema erabiliz lortutakoen antzeko emaitzak eman zitzakeen egiaztatzea zen. Nebraskako Traktoreen Proba Laborategia.
Proban erabilitako konfigurazioa
| Momentu-sentsorea | NCTE 7000 seriea estudioko konfigurazioan erabilia |
| Momentu-tartea | 5.000 N·m arte |
| Sentsorearen abiadura maximoa | 3.600 bira/min arte |
| Gelditzeko seinalea | 0–10 V |
| Erabilitako potentzia-hartunea | 1 3/4″ PTO konfigurazioa, 20 ildaska, 1.000 bira/min |
| Traktorea | AGCO Allis 9695 |
| Erreferentzia sistema | Nebraskako Traktoreen Proba Laborategiko 522 kW-ko korronte zurrunbilotsuen dinamometroa |
| Erosketa | National Instruments CompactDAQ eta LabVIEW |
| Erregistratutako aldagaiak | Momentua, PTO abiadura eta potentzia-analisirako beharrezkoak diren datuak |
Konfigurazio honek biraketa-transduktoreak emandako seinalea laborategiko dinamometroak zehaztutako momentuarekin aldi berean alderatzea ahalbidetu zuen.
Momentua eta abiadura aldi berean eskuratzea
Ikerketan erabilitako eskuratze-sistema plataforma baten inguruan garatu zen National Instruments CompactDAQ. Momentuari eta biraketa-abiadurari dagokion seinale analogikoa sinkronoki grabatu ziren garatutako aplikazio bat erabiliz. LabVIEW.
Sinkronizazioa bereziki garrantzitsua da aplikazio dinamikoetan. Nekazaritza-tresna batean, karga gutxitan izaten da konstantea: uzta-dentsitatearen, lan-sakoneraren, aurrerapen-abiaduraren, lurraren irregulartasunen eta makinaren beraren ziklo mekanikoen arabera aldatzen da. Batez besteko balioak soilik erregistratzeak momentu-punta garrantzitsuak eta fenomeno iragankorrak ezkutatu ditzake.
Sentsorearen kalibrazioa dinamometroaren arabera
Neurketa-sistema mota hau eremu-probetan erabili aurretik, ezinbestekoa da transduktorearen seinale elektrikoaren eta benetako momentu mekanikoaren arteko erlazioa egiaztatzea.
Kalibrazioan zehar, karga-baldintza desberdinak aplikatu ziren, eta sentsorearen irteera dinamometroaren erreferentzia-sistema erabiliz lortutako balioarekin alderatu zen. Ikerketan lortutako doikuntza linealak erakutsi zuen 0,9999ko R²-ko determinazio-koefizientea, eta horrek bi seinalen arteko erlazio ia lineala adierazten du probatutako baldintzetan.
Ikertzaileek beren sistemaren konfigurazio espezifikorako lortutako erregresioa hau izan zen:
Par = −1240,9 × V + 6412,5
Ekuazio hau ikerketan deskribatutako konfigurazio eta kalibrazioari soilik aplikatzen zaio. Ez da beste sentsore batzuetarako ekuazio unibertsal gisa erabili behar.
Sentsore bakoitzak bere sentikortasuna, kalibrazio-kurba edo fabrikatzaileak emandako parametroak erabili behar ditu.
Emaitzak: Zer zehaztasun lortu zen PTO bikotea neurtuz?
Karga osoan eta abiadura desberdinetan egindako egiaztapen-probetan, PTO sentsoreak lortutako momentuaren eta dinamometroak zehaztutakoaren arteko aldea gutxi gorabehera izan zen 3tik 23 N·m-ra lehenengo entsegu sorta batean.
Erlatiboki, behatutako erroreak txikiak izan ziren transmititutako bikotearekin alderatuta. Ikertzaileek lortutako desberdintasunei proba estatistikoak ere aplikatu zizkieten eta zehaztu zuten Ez zegoen estatistikoki esanguratsurik zeroarekiko aztertutako laginetan.
Emaitza bereziki garrantzitsua da, erakusten duelako PTO lerroan zuzenean muntatutako biraketa momentu sentsorea Laborategiko dinamometro finko baten menpe egon gabe, eremuko neurketak eta makinen probak egiteko erabil daiteke.
Probatutako NCTE 7000 Serietik egungo PTO sentsoreetaraino
Garrantzitsua da 2017ko ikerketan erabilitako gailu espezifikoa merkatuan dauden bertsioetatik bereiztea. Teknologia, elektronika, interfazeak eta eskuragarri dauden konfigurazioak eboluzionatu egin dira entsegu hori egin zenetik.
NCTEk gaur egun bere magnetostriktibo kontakturik gabeko neurketa-teknologian oinarritutako transduktoreak merkaturatzen ditu, aplikazio birakarietan higadura eta mantentze-lanak murrizteko diseinatua. Gama honek momentu handiko irtenbideak biltzen ditu, hala nola 7000 seriea eta nekazaritzako PTO aplikazioetarako bereziki diseinatutako modeloak, hala nola NCTE Seriea 7300 / PTO 7300.
| Ezaugarria | NCTE 7000 Serieko korrontea | NCTE PTO 7300 |
|---|---|---|
| Momentu nominala | 3.000 eta 5.000 N·m artean, bertsioaren arabera | 3.000 N·m arte |
| Abiadura | 3.600 bira/min arte | 1.100 bira/min arte |
| Argitaratutako zehaztasuna | ≤ ±0.5 % konfigurazioaren arabera | ≤ ±0.5 % |
| Babesa | IP50 / IP65 aukerak konfigurazioaren arabera | IP65 |
| Irteera eskuragarriak | 0–10 V, 4–20 mA, CAN eta beste aukera batzuk bertsioaren arabera | 0–10 V, 4–20 mA, CAN edo USB bertsioaren arabera |
| Aplikazio nagusia | Bikote handiak, proba-mahaiak, ibilgailuak eta makinak | Nekazaritza-makinen potentzia-hartuneak |
| PTO muntaketa | Aplikazioaren araberako konfigurazioak eta osagarriak | Konexio zuzena 1 3/8″, 6 ildaska |
Bi familien arteko aukera, batez ere, honen araberakoa da Espero den momentu maximoa, ardatzaren abiadura, PTO geometria, eskuragarri dagoen espazioa, ingurumen-babesa eta datuak eskuratzeko mota.
PTO batean momentua neurtzeko teknologia alternatiboak
Potentzia-hartze (PTO) batean momentua neurtzeko hainbat arkitektura lor daitezke. Merkatuak elektronika integratua duten biraketa-transduktoreak, haririk gabeko telemetria-sistemak, ardatzean instrumentatutako tentsio-neurgailuak eta kontakturik gabeko neurketa-teknologietan oinarritutako sentsoreak eskaintzen ditu.
Fabrikatzaile espezializatuak, hala nola Datum Electronics eta Michigango Zientzia PTOetarako irtenbide espezifikoak ere eskaintzen dituzte. Argitaratutako ezaugarriak ez dira "zehaztasun" zifra baten arabera soilik alderatu behar, fabrikatzaile bakoitzak parametro desberdinak zehaztu baititzake —sistemaren zehaztasuna, ez-linealtasuna, histeresia, eskala osoa edo ziurgabetasuna— eta proba-baldintzak ez dira beti baliokideak.
| Irtenbidea | Hurbilketa | Alderdi nagusiak |
|---|---|---|
| NCTE 7000 Seriea | Transduktore birakari magnetostriktiboa | 5.000 N·m eta 3.600 bira/min arteko abiadura; irteera industrialak; proba-mahaietarako eta momentu handiko makinetarako egokia. |
| NCTE PTO 7300 | PTOrako sentsore espezifiko trinkoa | 3.000 N·m-raino, 1.100 bira/min, IP65 eta 1 3/8″ nekazaritzako PTOan muntaketa zuzena. |
| Datum PTO momentu sentsorea | Telemetria integratuarekin momentuaren neurketa | PTO irtenbideak haririk gabeko datu transmisioarekin eta potentzia kalkuluarekin. |
| Michigan Scientific PTO | Telemetria / kodetzailedun transduktore instrumentatua | 2.500 eta 5.000 N·m-ko soluzioak, bereziki proba dinamikoetarako eta eskurapenerako orientatuak. |
Sistema egokia aukeratzeko, ez zenuke sentsorearen irismen nominalean bakarrik fidatu behar. Beste faktore garrantzitsu batzuk hauek dira: erantzun dinamikoa, eskuratze-maiztasuna, gainkarga onargarria, bateragarritasun mekanikoa, tenperatura, hautsaren eta uraren aurkako babesa eta eskuratze-sistemarekin integrazio elektrikoa.
Zer informazio jakin behar da PTO momentu-sentsore bat aukeratu aurretik?
- Momentu nominala eta espero den momentu maximoa, balizko pikorrak eta blokeoak barne.
- Abiadura eragileaAdibidez, 540 edo 1.000 bira/min-ko PTO bat.
- Ildasken mota eta neurriak sarrera eta irteera.
- Biraketa-norabidea eta bi norabideko neurketaren beharra.
- Eskuragarri dagoen espazioa traktorearen eta erremintaren artean.
- Ingurumenaren babesa hauts, lokatz, hezetasun edo garbiketarako beharrezkoa da.
- Irteera mota: tentsioa, korrontea, CAN, USB edo beste interfazea.
- Banda-zabalera eta eskuratze-abiadura iragankorrak edo inpaktuak aztertu behar direnean.
- bira/min-ak ere neurtu behar dira potentzia kalkulatzeko.
- Kalibrazio eta trazabilitate eskakizunak saiakeraren.
PTO momentua eta potentzia neurtzeko aplikazioak
Potentzia-hartuneari (PTO) zuzenean instrumentatzeak traktoreak mekanikoki bultzatutako ia edozein makinaren energia-portaera aztertzea ahalbidetzen du. Aplikazio ohikoenen artean hauek daude:
- nekazaritzako makinen probak eta homologazioa;
- tresna berrien garapena eta baliozkotzea;
- birrintzeko makinen, sega-makinen, fardo-makinen eta lurra lantzeko ekipoen potentzia-eskaria neurtzea;
- makina konfigurazio desberdinen arteko konparaketa;
- traktore-tresna harremanaren optimizazioa;
- energia-eraginkortasunaren analisia;
- karga-punten eta gainkarga mekanikoen identifikazioa;
- Unibertsitateko ikerketa eta teknologia zentroak;
- kontrol-estrategien eta doitasun-nekazaritzaren garapena;
- Iraunkortasun probak eta transmisioaren karakterizazioa.
Neurketa dinamikoa: batez besteko potentzia-balio bat baino informazio gehiago
Sentsorea zuzenean transmisioan jartzearen abantaila nagusietako bat funtzionamenduan zehar momentua nola aldatzen den ikusteko aukera da. Bi tresnak antzeko batez besteko potentzia-irteera izan dezakete, eta hala ere, portaera dinamiko guztiz desberdinak erakuts ditzakete.
Nahiko azkar detektatu dezake eskuratze-sistema batek nekazaritza-prozesuarekin lotutako momentu-pikoak, oszilazio periodikoak, inpaktuak, une bateko blokeoak edo aldaketak. Informazio hau garrantzitsua da transmisioak, enbrageak, ardatzak eta babes-elementuak neurtzeko, eta batez besteko neurketa baten bidez ikusiko ez liratekeen lan-baldintzak identifikatzen lagun dezake.
PTO batean momentuaren neurketari buruzko maiz egiten diren galderak
Nola kalkulatzen da potentzia-hartunearen potentzia momentutik abiatuta?
Momentua N·m-tan eta abiadura bira/min-tan ezagutzen badira, potentzia honela kalkula daiteke: P [kW] = T [N m] × n [rpm] / 9550. Beraz, PTO potentzia neurtzeko sistema batek momentua eta abiadura aldi berean erregistratu behar ditu.
PTO potentzia neurtzea eta momentua neurtzea berdina al dira?
Ez. Momentuak ardatzari aplikatzen zaion torsio-indarra adierazten du. Potentziak biraketa-abiadura ere barne hartzen du. Momentu berak potentzia desberdina transmititzen du 540 bira/min-tan eta 1.000 bira/min-tan.
Traktorea barnetik aldatu gabe momentua neurtu al daiteke?
Bai. PTO irteeraren eta transmisio-ardatzaren edo proba-ekipoaren artean kanpoan instalatzeko diseinatutako transduktoreak daude. Bateragarritasuna estria-ereduaren, eskuragarri dagoen espazioaren eta instalazioaren geometria espezifikoaren araberakoa da.
Zein momentu-tarte izan behar du sentsoreak?
Sentsorea aukeratu behar da espero den funtzionamendu-momentua eta, batez ere, karga-puntak kontuan hartuta. Gehiegizko tarte handi bat erabiltzeak neurketa-bereizmen erabilgarria murriztu dezake, eta txikiegia den sentsore batek, berriz, gainkarga jasan dezake.
Sentsorea benetako landa-lanean erabil al daiteke?
Bai, baldin eta transduktorea, akoplamenduak, kableatua eta eskuratze-sistema aplikazioaren ingurumen- eta mekanika-baldintzetarako zehaztuta badaude. Nekazaritza-lanetarako, bereziki garrantzitsua da hezetasunaren eta zikinkeriaren, bibrazioaren, tenperaturaren eta karga iragankorren aurkako babesa.
Zein da 540 bira/min-ko PTO baten eta 1.000 bira/min-ko PTO baten arteko aldea?
Funtzionamendu-abiadura nominal desberdinak dira hauek. Momentu-balio berarentzat, 1.000 bira/min-ko PTO batek 540 bira/min-ko PTO batek baino potentzia gehiago transmititzen du. Hautatutako sentsorea mekanikoki eta proba-abiadura maximoarekin bateragarria izan behar da.
Ondorioa: PTO momentua neurtzeak transmititutako benetako potentzia jakiteko aukera ematen digu.
Indar-hartzean (PTO) momentua eta abiadura zuzenean neurtzeak modu praktikoa eskaintzen du traktoreak tresnari ematen dion benetako potentzia mekanikoa zehazteko. Roeber et al.-ek argitaratutako balidazioak frogatu zuen behar bezala instalatutako eta kalibratutako biraketa-transduktore batek laborategiko dinamometro batekin estuki korrelazionatutako emaitzak eman ditzakeela.
Sentsore trinkoen, elektronika integratuaren eta hainbat industria-interfazeren eskuragarritasunak teknika honen aukerak are gehiago zabaltzen ditu. I+G, makinen probak, zehaztasun-nekazaritza, energia-optimizazioa eta transmisioaren monitorizazioa.
GUEMISAk NCTE momentu-sentsoreak hornitzen ditu eta transduktorea eta eskuratze-elektronika neurtzen lagun dezake. aplikazio bakoitzaren momentuaren, bira/min-ren, PTO motaren, beharrezko seinalearen eta lan-baldintzen arabera.
Erreferentzia teknikoa
Roeber, J.B.W. Pitla, SK; Today, RM; Luck, J.D.; Kocher, M. F. (2017). Traktorearen potentzia-hartze momentuaren neurketa eta datuak eskuratzeko sistema. Nekazaritzan Ingeniaritza Aplikatua, 33(5), 679–686. DOI: 10.13031/aea.11994.
Prozedura esperimentala Nebraskako Traktoreen Proba Laborategian garatu zen eta traktoreen errendimendu-probetan aplikagarri diren prozeduretan oinarritu zen. ELGAko traktoreen proba-kodeek potentzia-hartunearen (PTO) errendimenduaren neurketa oinarrizko karakterizazio-elementu gisa sartzen jarraitzen dute.