摘要
农机装备是“中国制造2025”确定的“十大”重点领域之一，农业装备向自动化、信息化和智能化发展已成为必然趋势。智能化验证关键技术研究作为发展高端农机装备的重要支撑，其应用不仅可以提高农机装备的检测效率，并且对于提升我国农机装备的整体水平和竞争力具有重要意义。拖拉机作为农业机械化的重要装备之一，其装配质量决定了整机稳定性、安全性和可靠性，装配质量终检则是确保拖拉机性能的重要环节。虽然国内外拖拉机总装车间针对终检环节设计并实施了以功能为主和性能为辅的检测内容，但是拖拉机结构特征、产量和质量需求存在差异性，导致整机装配质量在线检测的有效性和实时性不够完善。因此，急需构建拖拉机质量检测方法和技术，为拖拉机终检提供科技支撑。 通过对故障特征的深入研究，为拖拉机整机装配质量明确了检测方向。故障特征研究分析了拖拉机的故障类型、机理、故障数据和故障检测线等。开展了拖拉机检测故障原因分析研究，主要考虑了装配故障，装配故障与装配设备、装配方法、装配测量以及装配环境。研究了拖拉机发动机、电器和底盘机构的故障征兆，并分析了故障类型、原因和位置，为故障检测方法的改进和优化提供依据。对拖拉机故障数据进行了收集和统计，分析得出各故障发生的频率和类型，为拖拉机质量检测线的研发提供明确的指导方向。 拖拉机最小转向圆半径检测是评估拖拉机转向系统装配质量的重要手段，常规转向圆半径检测方法为动态检测，但动态检测的耗时长，不能满足检测节拍。针对现有问题，提出采用激光非接触测量方法和图形分析技术，检测拖拉机转向轮最大几何转角，实现拖拉机最小转向圆半径的静态间接测量。开发了拖拉机最小转向圆半径在线检测系统。为减小检测空间占用，对最小转向圆半径检测系统进行优化设计，提出了分别基于激光位移传感器和基于双目相机的最小转向圆检测方法，并改进了测试算法。 拖拉机液压悬挂装置检测可以有效评价提升机构装配质量的可靠性。常规的检测方法需要挖地坑，为避免破坏试验场地，开发了地上液压悬挂检测试验台。由于检测试验台挂接杆不能普遍适用于各型号拖拉机，为此开展了标准加载杆设计并进行静力学分析，仿真结果表明，所设计的标准加载杆能够满足最大提升力需求。针对拖拉机液压悬挂装置不能自动挂接的问题，研发了拖拉机液压悬挂装置在线自动检测系统，并对检测系统进行瞬态结构仿真分析，验证其符合各项检测要求。 基于振动特征对装配质量快速评估理论和方法进行了研究，提出了振动烈度的拖拉机整机装配质量评价方法。基于MEMS开发了无线三轴振动检测系统，测量了拖拉机机体部位的振动速度信号，并对振动速度统计值的阈值进行对比，根据振动烈度量值判定了故障隐患级别。根据拖拉机结构的对称性，分析了对称结构的振动特征。基于振动对称性推测拖拉机的工作状态是否存在振动异常，进而判断零部件缺陷。开发了拖拉机整机装配质量状态检测和诊断软件，振动诊断系统能够测试对称位置的振动烈度和对称性，并对拖拉机运行状态进行故障诊断。 基于虚拟材料法分析了拖拉机连接松紧程度对振动量值的影响，运用NXNastran求解器对拖拉机模型进行模态分析，并通过改变虚拟材料参数实现模拟拖拉机整机螺栓连接的不同松紧状态。采用螺栓-法兰结构研究了装配结构连接处松动与振动量值的关系。 本文对拖拉机终检技术优化进行了研究。采用拖拉机最小转向圆静态检测方法替代了动态检测。分析了拖拉机液压悬挂装配质量检测方法，对拖拉机液压悬挂装配质量自动检测系统进行了瞬态仿真。提出了基于振动特征的装配质量快速评估理论及方法，并对拖拉机整机结构及振动特征进行了研究，开发了适用于生产线的拖拉机装配质量故障检测系统。采用虚拟材料法对拖拉机整机装配结构松动模型进行了模态仿真，为拖拉机装配质量终检提供了理论支持。
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