自走式微耕机随机振动特性分析与试验研究

发布时间：2020-10-24 19:53

　　 微耕机作为丘陵山区常用的农业机械,在推动丘陵山区农机化水平方面发挥了积极的作用。但是,微耕机工况环境恶劣,其作业时的剧烈振动,严重影响机器的操控舒适性和零部件的使用寿命。因此,开展微耕机振动特性的研究,具有重要的理论意义和需求背景。论文依托国家自然科学基金项目,针对微耕机作业时振动剧烈的缺陷,以某型自走式微耕机为对象,运用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,对微耕机随机振动特性进行了系统研究。论文主要研究工作是:1、基于LMS Test.Lab系统测试了非作业状态时8种转速工况下微耕机主要结构的振动情况,并进行了时域、频域分析。结果表明:就最大振动加速度大小而言,保险杠发动机发动机托架手柄传动机构齿轮箱,振动随发动机转速提高而增大;主要结构振幅峰值频率分布不集中,在较宽泛的频率范围内都有可能引发共振。2、结合微耕机非作业状态下主要结构的振动测试结果,考虑将振动最为剧烈的结构(保险杠),振动源结构(发动机)以及人手直接接触结构(操纵装置)作为关键柔性体部件,并采用仿真和试验相结合的方法,对关键柔性部件进行了模态分析,验证了相应有限元模型的合理性。3、根据微耕机结构特点及其实际连接装配要求,确定了微耕机整机拓扑结构及约束关系,基于锥度角理论计算了螺栓结合面的约束刚度和阻尼参数,建立了基于Hypermesh和ADAMS的微耕机整机刚柔耦合动力学模型,并通过有限元模态分析验证了刚柔耦合动力学模型的合理性。4、考虑旋耕部件的影响,修正、完善了微耕机刚柔耦合动力学模型;依据田间试验实测数据,确定了微耕机最佳耕作深度范围,搭建了土槽试验环境;在此基础上,采用理论分析和试验研究相结合的方法,确立了振动仿真的激励条件,并基于仿真实现微耕机随机振动响应参数的测试。5、对微耕机操纵装置进行了结构拓扑优化,优化后所关注的固有频率增至81.77Hz和177.54Hz,避开了该型微耕机正常工作时的主要工作频率150Hz,以及人体特别敏感频率范围,可有效避免共振,改善微耕机操控舒适性。同时,从减小激振源振动、改善振动传递路径等方面,提出了微耕机结构优化建议。
【学位单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S222
【部分图文】：

耕作档位 1 档，2 档耕宽(mm) 1400耕深(mm) 150-300整机尺寸(mm) 1800×1350×850净重(kg) 135集系统全世界唯一能够同时提供测试系统、仿真软件及测试主要包括噪声测试、结构动力学测试与分析分析、疲劳耐久性载荷试验、现场环境测试与分向，其中，LMS Test.Lab 信号采集系统是一套涵的完整测试分析系统，该系统对于制造业关键部，在工程上得到了广泛用。 信号采集系统如图 2.1 所示。本论文主要应用该测试，以及关键部件的模态试验。

. 微耕机非作业状态振动测试与分析动加速度，一般在频率大于 用的是 IEPE 型压电式加速度微型集成电路的传感器，其突低频特性明显改善，适合低力强，适合远距离测量；过载传感器进行自检，适合高可靠电式三向加速度传感器如图 2，测量量程为 50g，灵敏度约 5 .4g。测试时，工作频率应频率应小于加速度传感器谐振值的 1/3。

的振动加速度，测量量程为 50g，灵敏度为 100 mV /g传感器重量约 5 .4g。测试时，工作频率应落在加速度频下测试的最高频率应小于加速度传感器谐振频率的 1/10度应小于额定值的 1/3。图 2.2 IEPE 型压电式三向加速度传感器耕机油门手柄可实现 8 格油门的调节，为了确定非作业状工况，采用光电转速传感器对其进行了转速标定实验。试试环境如图 2.3 所示。
【参考文献】

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本文编号：2854910