宽幅免耕播种机折叠机架的优化设计

发布时间：2020-05-28 23:36

【摘要】：随着保护性耕作技术的发展，免耕播种机的应用范围也逐渐扩大，免耕播种机的设计与研发已经成为农业机械研究方向上的热点。机架作为免耕播种机主要的载体与承力部件，其设计过程是整机研发的一个重要环节。本研究采用虚拟样机技术对2BMZ-13型气吸式免耕精量播种机的折叠机架进行优化设计，以达到机架在满足强度和刚度要求的前提下降低播种机折叠过程中所需牵引力的目的。首先，，本研究在分析机架与虚拟样机技术在国内外发展现状的基础上，提出折叠机架存在的问题和改进的方向，确定研究的内容、采用的方法和技术路线，明确机架优化的方向和思路以及优化后应满足的设计要求。其次，以机架折叠过程中应满足受力平衡的条件为理论基础，采用复数矢量法对折叠机架进行受力分析，建立机架的理论数学模型，以此确定机架折叠所需牵引力的目标函数及影响因素，进而建立机架的优化数学模型。再次，在三维建模软件Pro/E中建立折叠机架的三维模型，在运动学分析软件ADAMS中建立机架的虚拟样机，进行虚拟试验，由数据分析与处理软件SPSS对试验结果进行分析，得到机架的最优结构尺寸组合。在有限元分析软件ANSYS Workbench中对机架进行静力学分析、模态分析和轻量化设计，实现机架整体结构的优化，确定最终的优化方案。仿真结果表明，优化后机架折叠率为25.8%，相比于改进前的折叠机架，折叠所需牵引力降低了28.28%，所受最大应力降低了19.5%，最大形变量降低了45%，机架整体质量降低了13.5%。最后，依照最终的优化设计方案，根据相似理论，建立折叠机架优化后的缩尺样机，并进行验证试验。试验结果表明，仿真分析结果与试验结果具有相同的变化规律，验证了虚拟样机技术在折叠机架优化上的可行性，优化方案有效解决了2BMZ-13型气吸式免耕精量播种机在折叠过程中折叠动力不足，折叠不流畅的问题。
【图文】：

趋势图,学术,机架,趋势图

并进行试验验证，使改进后的机架能够达到机架折叠过程目的，满足机架结构轻便且避免发生共振的要求。优化结果为，具有较好的应用前景和一定的学术价值。对充分发挥大马力该领域与发达国家之间的差距，健全农业机械化生产体系具有研究动态和趋势的历史及现状与农艺的不断发展与变化，作为农业机具的主要承载部件，机重视，中国（CNKI）期刊文献数据库检索系统提供的学术趋势997 年以来，机架的学术关注度逐年增加。在此趋势下，机架也在逐渐增多。从总体结构来看，农用机架主要分为以下几种折式、收缩式、翻折式、前置折叠式和平行折叠式。

多用机,农机

张运福发明了一种农机多用机架，如图 1-2 所示[10]，机架结构简单，安装，一架多用，省时省工，适用于棉花、玉米、花生等作物的播种、除草、追肥、序。将工作效率提高到 5 亩/时。2000 年，唐树东发明了一种用于安装农机具的图 1-3 所示[11]，机架主要为矩形框架结构，矩形框架上固定有与边架斜度为 45°~互平行的前斜梁和后斜梁，斜梁上安装有上下可调的限深轮。该机架具有通用性好高和闲置期短等特点。2012 年，郭进、葛文满发明了一种多功能机架，如图 1-4机架设有行距和作业深度调节装置，操作方便、省时省力。通过更换机架中不同件，可以实现镇压铺膜、播种施肥、中耕松土多种功能，达到不同的作业目的。架的产生，大幅降低了农机具的购置费用，提高了工作效率，节省了劳动力，同了设备的存放空间和闲置时间，便于农户对农机具及时进行维修和保养。
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S223.2

【参考文献】