甘蔗收割机切段辊疲劳分析与优化设计

发布时间：2021-03-31 17:06

　　通过实测甘蔗收割机工作时的载荷,得到反映切段辊载荷变化的原始信号,并对信号进行处理,得到载荷谱;建立切段辊的有限元模型并对其进行静力分析,随后利用该载荷谱和切段辊的有限元模型对切段辊进行疲劳分析,根据静力分析和疲劳分析的结果对切段辊进行优化设计,优化切段辊上的一些结构参数,优化前切段辊的质量为25.456 kg,优化后切段辊的质量为19.98 kg,减轻约21.5%,节约了材料和减少了运行时的能量损耗,最后对优化后的切段辊进行验证,结果表明,优化后的切段辊能满足实际使用寿命需求。 

【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

频谱分析结果

本次试验选取某企业最新研发的中型甘蔗联合收割机作为研究对象,使用东华测试DH5905无线扭矩测试系统进行测试(图1),该系统包括扭矩测试软件终端、无线AP路由器、无线采集模块、移动电源、应变片,其中,扭矩测试软件终端用于分析、处理扭矩信号,无线AP路由器用于接收无线采集模块的扭矩信号,移动电源为无线AP路由器供电,无线采集模块和应变片安装在被测工件上,用于采集载荷信号。为便于测量切段辊的工作扭矩,在切段辊和液压马达之间增加一段测量轴。在轴端上粘贴应变片并且固定采集模块。切段刀辊的转速在200～300 r/min之间,采集模块可用胶带绑定,采集模块和测量轴的安装如图2所示。

由图4可见,刀盘扭矩信号频率的主要集中在60 Hz以内的低频部分。因此将高频部分信号滤除可得到较为真实的信号,同时使用Ncode软件将毛刺信号和趋势项等消除,最终得到如图4所示的载荷谱。从图4中可以得知,切断辊的工作条件较为恶劣,多次受到冲击载荷,其最大值为1 358 N·m。

【参考文献】：
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本文编号：3111778