果园深松机底盘典型工况动力学分析与试验

发布时间：2020-07-11 05:16

【摘要】：在果园深松抚育作业,地形环境多变,地面土壤物理性状的差异较大,作物种植情况复杂。导致果园作业的机械化十分困难,已成为制约南方农业经济发展的瓶颈。为解决南方经济林深松作业效率低、通过性差的难题,需要研制开发出一款操作灵巧、结构紧凑且配套大功率牵引底盘的深松机。为了发挥履带式底盘在丘陵山地作业的优势,设计一款果园履带式深松机。其中深松机具作业时土壤阻力的大小以及履带底盘的各项参数设计是否正确都将直接关系到深松机具的作业效果和操作人员的人身安全。以此为基础,本文主要分析深松机具及其底盘的受力情况,并基于RecurDyn软件进行动力学仿真试验。主要研究内容包括:(1)首先根据刀具切削土壤原理,得出刀具受力情况对底盘行驶性能的影响以及深松机具深松作业时所需底盘牵引力大小;然后分析研究履带底盘在空载行驶时底盘关键参数及路面参数对底盘行驶特性的影响规律;(2)采用Inventor和RecurDyn软件对林地果园深松机底盘进行联合建模,结合实际情况设置履带底盘及地面参数,对果园深松机底盘进行虚拟仿真试验。研究底盘在不同行驶速度、不同土壤地面、不同履带预张紧力情况下的动力学参数变化规律。对深松机底盘加载计算所得的深松阻力值,对底盘进行深松工况仿真,研究底盘深松时在不同土壤路面的动力学特性。(3)结合设计参数及仿真结论试制一台履带式深松机样机,对其进行实地性能测试。分析林地果园深松机底盘的动力学性能在实际工况中是否满足设计要求;通过对比仿真试验,验证仿真模型的正确性;通过设计正交试验,得出深松机具所需牵引力的变化规律,搜索出最优深松参数组合,为后续深松机具配套底盘的研究工作提供理论依据和优化思路。研究结果表明:仿真环境中当履带预张紧力为机体质量30%,底盘行驶挡位为4挡时,行驶路面为粘土路面时底盘行驶过程较稳定,且深松工况驱动力矩满足设计要求。林地试验中深松机具所需牵引力最大为7.36 kN,最小为5.87 kN。通过对试验中底盘空载行驶时的滚动阻力值以及深松工况下底盘行驶总阻力值的分析计算,对比仿真结果误差均控制在一定范围,验证了仿真模型的有效性。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S222
【图文】：

中南抹业科抟大学硕士学位论文逦果园深松机１带底盘典型工况动力学分析与试骀逡逑１绪论逡逑１．１研究背景与意义逡逑我国丰富多彩的地形地貌，造就了独特的自然景观，也为我国的农、林、牧等多逡逑种经济提供了有利条件。在我国山地（占３３％）地形所占比重最多，其次是高原（２６°／。）、逡逑盆地（１９％）、平原（１２％）以及丘陵（１０％），由此可见我国大部分地区属于山地逡逑和丘陵地带。地形地貌的复杂多变为我国的农林经济提供了条件，但是这也成了影响逡逑区域农业机械化发展的重要因素。以我国西南部地区为代表的丘陵山区是我国农业机逡逑械化发展最为困难的极端地区。对于这部分地区的农业机械化推广而言，如何解决作逡逑业机具的通过性、稳定性和可靠性是现有山地作业农林机械需要解决的首要问题１１＿５）。逡逑

yU幽逡逑图１．２意大利马斯奇奥深松机逦图１．３法国贝松薄壁弯刀式深松机逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｉｔａｌｙ邋Ｍａｓｃｈｉｏ邋ｓｕｂｓｏｉｌｅｒ邋Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｆｒａｎｃｅ邋Ｂｅｓｓｏｎ邋ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ邋ｍａｃｈｅｔｅ邋ｓｕｂｓｏｉｌｅｒ逡逑１．２．２深松机具国内研究现状逡逑随着我国农业技术的不断发展进步，机械化深松作业装备的研制也取得了一定的逡逑２逡逑

＇逡逑ｗ逦丨入＇敏吟：；逡逑图１．４德国Ｔｅｏｄｏｒ排爆机器人逦图１．５美国约翰迪尔采伐机逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｇｅｒｍａｎｙ邋Ｔｅｏｄｏｒ邋ＥＯＤ邋ｒｏｂｏｔ逦Ｆｉｇ．邋１．５邋Ａｍｅｒｉｃａｎ邋Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ邋ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑｛逦ｊｔ逡逑图１．６美国卡特挖掘机逦图１．７俄罗斯Ｔ１４阿玛塔坦克逡逑Ｆｉｇ．邋１．６邋Ａｍｅｒｉｃａｎ邋Ｃａｒｔｅｒ邋Ｅｘｃａｖａｔｏｒ逦Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｒｕｓｓｉａ邋Ｔ１４邋Ａｍａｒｔａ邋ｔａｎｋ逡逑如图１．４所示为德国研制的Ｔｅ0ｄ0Ｉ？排爆机器人。其履带结构为双节四履带，可以逡逑很好的解决单节双履带式移动底盘结构没有辅助结构的难题，能更好的适应复杂地逡逑形，产生更加多样化的结构。图１．５所示为美国约翰迪尔公司研制的林业采伐装备，逡逑其履带底盘带有回转万向调平装置，能够适应山地丘陵地带的复杂地形。图１．６所示逡逑为美国卡特挖掘机，主要运用于工程建设领域。其底盘驱动力及转向驱动力均为液压逡逑驱动，利用液压泵、液压马达连续无级调速的液压机械双流差速转向系统能极大提高逡逑履带车辆的行驶机动性和作业效率。图１．７为俄罗斯最新主战坦克阿玛塔Ｔ１４，作为逡逑军用履带式底盘

【参考文献】

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本文编号：2750007