ICS 65.060.10 CCS T 61 T/CAAMM 148—2022/T/NJ 1293—2022 团体标准 拖拉机可靠性 考核 田间作业载荷谱强化试验方法 Tractor reliability – the enhancement test procedures of load spectrum in field operati ons 2022-03-07发布 2022-06-07实施 发布 中国农业机械工业协会 中 国 农 业 机 械 学 会 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CAAMM 148—2022 /T/NJ 1293—2022 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》 给出的规则 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的提出和发布单位不承担识别专利的责任。 本文件由中国农业机械工业协会和中国农业机械学会联合提出。 本文件由中国农业机械工业协会归口。 本文件起草单位：中国农业大学、中国农业机械化科学研究院集团有限公司、农村农业部南京农机化 研究所、洛阳智能农业装备研究院有限公司。 本文件主要起草人：王书茂、王玲、王禹、陈度、苑严伟、陈小兵、袁栋、徐培、王丽丽。 本文件为首次发布。 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CAAMM 148—2022 /T/NJ 1293—2022 1 拖拉机可靠性考核 田间作业载荷谱强化试验方法 1 范围 本文件规定了拖拉机田间作业载荷谱试验方法的术语和定义、技术要求、加载试验方法、试验结果及 试验报告。 本文件适用于农业轮式拖拉机。其他用途拖拉机的可靠性试验亦可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文 件。 GB/T 24648.1-2009 拖拉机可靠性 考核 GB/T 35218-2017 拖拉机可靠性 台架试验方法 GB/T 3871.1-2006 农业拖拉机 试验规程 第1部分：通用要求 GB/T 3871.3-2006 农业拖拉机 试验规程 第3部分：动力输出轴功率试验 GB/T 3871.4-2006 农业拖拉机 试验规程 第4部分：后置三点悬挂装置提升能力 GB/T 3871.9-2006 农业拖拉机 试验规程 第9部分：牵引功率试验 GB/T 3871.20-2006 农业拖拉机 试验规程 第20部分：颠簸试验 GJB 3099 军用飞机起落架 标准载荷谱 JB/T 7282 拖拉机用润滑油品种、规格的选用 T/CCMA 0074 挖掘机载荷谱试验方法 3 术语和定义 GB/T 24648.1-2009、 GB/T 35218 -2017、T/CCMA 0074 -2019和GJB 3099 界定的以及下列术语和定 义适 用于本文件。 3.1 程序载荷谱 programed load spectrum 基于载荷谱的统计学特性对田间作业载荷谱的时间序列进行处理，在疲劳损伤一致的基础上，将原始 载荷谱等效为分级载荷来替代原始载荷时间序列。 3.2 载荷时间历程 loader -time history 在作业过程中，载荷随时间变化的波动特征 。 全国团体标准信息平台 T/CAAMM 148—2022 /T/NJ 1293—2022 2 3.3 动力输出轴转矩载荷谱 PTO torque load spectrum 拖拉机在田间作业时，拖拉机动力输出轴所受到的转矩变化的时间历程。 3.4 牵引力载荷谱 traction load spectrum 拖拉机在田间作业时，拖拉机下悬挂点所受到的牵引力变化的时间历程。 4 技术要求 4.1 载荷谱采集要求 4.1.1 载荷谱类型分为以下三种： ——牵引力载荷谱； ——动力输出轴转矩载荷谱； ——运输作业载荷谱。 4.1.2 载荷谱采集作业环节要求：载荷谱采集应包含拖拉机的全部工作环节，主要为“耕，耙，播，收及 运输”五个环节。在载荷谱采集过程中，各作业环节应严格按照说明书规定进行，作业质量应符合农艺要 求。 4.1.3 载荷谱采集外部条件要求：应考虑各作业环节的实际情况，选择多个典型的地区、作物、农机具、 含水率、以及气候条件等，载荷谱采集应覆盖各作业环节并囊括全年典型作业工况。 4.1.4 载荷谱采集总时长要求：拖拉机全载荷谱不应少于 5小时，各作业环节采集时间按照实际田间作业 时长占比分配；每个作业环节（除运输） ， 至少采集 5次载荷谱，每次载荷谱采集时长平均分配。 4.1.5 载荷谱采集负荷系数要求：过程中，应同步监测拖拉机的燃油消耗量，以此作为拖拉机机组作业时 的负荷系数。 “耕”作业环节载荷谱采集过程中，拖拉机平均负荷系数应不 低于 70%；耕整地和播种两 个作 业环节载荷谱采集过程中，拖拉机平均负荷系数应不 低于 50%； “运输”过程中采用额定载荷，选择多种路 况条件下采集载荷谱，可不考虑载荷系数。 4.1.6 载荷谱采样点和采样频率要求：牵引力采样点应在拖拉机挂钩处，采用拉压力或轴销传感器采集， 采样频率不低于 30Hz；PTO采样点应在拖拉机的 PTO花键轴端，采用转矩传感器采集，采样频率不低于 1000 Hz。 4.1.7 拖拉机牵引作业时载荷谱的采集：若拖拉机仅输出牵引功率时，只采集挂钩处的牵引力载荷谱；若 同时输出牵引功率和 PTO功率，则需同步采集牵引力载荷谱和 PTO转矩载荷谱。 4.1.8 拖拉机悬挂作业时载荷谱的采集： 若拖拉机通过悬挂杆输出动力， 则需采集三个悬挂杆的动态载荷， 并将三杆空间力合成为水平载荷谱和垂向载荷谱；若拖拉机同时通过悬挂杆和 PTO输出动力，则需同时采 集悬挂载荷谱和 PTO转矩载荷谱 。 4.1.9 在悬挂作 业载荷谱采集过程中，还 需要采用角度传感器 采集各个悬挂杆的角度变化 历程。角度传感 器检测数据用于计算水平载荷和垂向载荷。 4.1.10 拖拉机运输作业时载荷谱的采集：拖拉机牵引拖车，在额定载荷条件下，采集拖拉机挂钩处的牵 引力载荷谱。 全国团体标准信息平台 T/CAAMM 148—2022 /T/NJ 1293—2022 3 4.2 载荷谱编制要求 对各工况下采集到的牵引力载荷谱和动力输出轴转矩载荷谱按照下述流程进行处理和编制。 4.2.1 试验数据应按照下列步骤进行预处理： ——去除零点漂移； ——去除奇异点； ——滤波处理， 对于牵引力：去除 8Hz以上信号；对于动力输出轴转矩，去除 500Hz以上信号。 4.2.2 数据检验 对处理后的数据进行平稳性检验。 4.2.3 数据合成 对同一工况检验合格后的载荷数据按照试验顺序进行合成。 4.2.4 程序载荷谱编制方法 4.2.4.1 利用峰谷值抽取和小载荷剔除等方法，对各工况下的载荷时间历程进行压缩编辑。 4.2.4.2 利用雨流计数法对各工况压缩后的载荷时间历程进行统计计数，得到均值- 幅值 -频次谱。 4.2.4.3 利用极大似然估计法确定各工况幅值的 Weibull分布的三个参数。 a) 幅值的概率密度函数： 1( ) ( )( ) exp ( )bb b y c y cfya a a   ……………………………… (1) 式中： y——幅值，当数据为牵引力时，单位为千牛(kN) ；当数据为转矩时，单位为牛米 (N· m)； a——幅值 Weibull分布的尺度参数； b——幅值 Weibull分布的形状参数； c——幅值 Weibull分布的位置参数。 b) 幅值的概率分布函数； ( ) 1 exp ( )b ycFya   …………………………………… (2) 式中： y ——幅值，当数据为牵引力时，单位为千牛(kN) ；当数据为转矩时，单位为牛米 (N· m)； a ——幅值 Weibull分布的尺 度参数； b ——幅值 Weibull分布的形状参数； c ——幅值 Weibull分布的位置参数。 4.2.4.4 利用极大似然法确定各工况均值的对数正态分布的两个参数。 a) 均值的概率密度函数： 全国团体标准信息平台 T/CAAMM 148—2022 /T/NJ 1293—2022 4 2 1 2(ln )( ) ( 2 ) exp2xf x x  ……………………………… (3) b) 均值的概率分布函数： 2 11 2-(ln )( ) ( 2 ) exp2x xF x x   …………………………… (4) 式中： x ——均值，当数据为牵引力时，单位为千牛(kN) ；当数据为转矩时，单位为牛米 (N· m)；  ——均值 的对数