果园割草机垄面切割装置振动特性分析
发布时间：2021-06-17 08:37
针对果园垄面割草机作业时振动剧烈从而导致割茬高度稳定性差、机械寿命短、作业效率低等问题,通过运用ANSYS Workbench软件对垄面切割装置进行基础模态分析和振动动力学分析。在模态分析的基础上针对切割装置各关键特征节点的振动位移进行响应分析,从而探究其工作状态下激振频率对切割装置各特征节点加速度载荷值的影响。对比分析结果表明切割装置1阶模态频率对应的极限转速远低于其危险转速范围;经过加速度载荷值数据的比对,得出工作状态下的Z向主要振动传递路径;对切割装置进行谐响应分析,得出在180 Hz时甩刀顶端的径向振幅达到最大值,为12.3 mm;在250 Hz时,花键套与刀盘连接处的径向振幅达到峰值,为7.7 mm;通过田间试验得出平均切割高度偏移最大值为28 mm,与切割装置的一阶振动偏移量32.43 mm接近,数据可靠;改进后田间试验数据显示平均割茬高度与设定高度最大差值为10 mm,有效的保证了割茬高度的稳定性。通过振动分析和田间试验表明,在作业前将拖拉机提前启动并维持稳定动力输出进行作业可有效避开切割装置自身的共振频率,采用更换加厚甩刀和在花键套与主轴的连接处加设橡胶垫圈的方法,可降...
【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
垄面切割部件实体模型
垄面切割装置由椭圆刀盘、主轴、花键套、甩刀组成:主轴材料为45钢,弹性模量为210 GPa,密度为7.8×10-6 kg/mm3,泊松比为0.3;刀片材料为65Mn,弹性模量为206 GPa,密度为7.9×10-6 kg/mm3,泊松比为0.28;刀盘的材料、花键套与主轴材料一致。在Ansys-Workbench软件中通过自动网格划分法对其进行网格的划分,划分完毕后共产生107 752个节点、42 433 个单元。网格划分后的切割部件模型如图2所示。2 垄面切割部件结构动力学分析
对垄面切割装置进行振动响应分析,首先必须对目标系统的振动源在工作时的振动情况进行分析,通过采用Simulink进行垄面不平度的仿真并通过其自带的白噪声模块进行地面谱的模拟[21-25],其垄面随机高程模型如图4所示,基于白噪声模拟路面随机高程如图5所示。通过白噪声模拟路面随机高程得到功率谱密度函数后可施加于模型后进行随机振动分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型前悬挂双圆盘牧草收割机切割器仿真分析[J]. 闫文彬,张克平,孙步功,张鹏. 中国农机化学报. 2019(06)
[2]果园垄面割草机设计与试验[J]. 李雪军,王鹏飞,杨欣,李建平,刘洪杰,杨晓斌. 中国农机化学报. 2019(05)
[3]白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真[J]. 赵斌,董浩,黄波,张建. 汽车实用技术. 2019(03)
[4]钻柱纵振固有频率与钻机转速之间的关系[J]. 康鑫,高元宏,汪洪民,庞怀玮,刘鹏,段隆臣. 地质科技情报. 2018(04)
[5]基于ANSYS Workbench的A320飞机吊架振动特性分析[J]. 胡静,孙斌,张铁纯,芮亚年. 中国工程机械学报. 2018(03)
[6]我国果园机械化生产现状与发展策略[J]. 赵映,肖宏儒,梅松,宋志禹,丁文芹,金月,韩余,夏先飞,杨光. 中国农业大学学报. 2017(06)
[7]国内外果园生草技术及其刈割机械的研究进展[J]. 宋月鹏,张韬,樊桂菊,高东升,王征,高雪. 中国农机化学报. 2017(05)
[8]基于ANSYS WORKBENCH的单绳缠绕式提升机主轴装置谐响应分析[J]. 邹春雨,任芳,杨兆建. 煤炭工程. 2017(03)
[9]白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真[J]. 李仲兴,黄建宇,刘亚威,江洪. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[10]路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究[J]. 杜峰,葛晓成,陈翔,丁金全. 振动.测试与诊断. 2015(05)
硕士论文
[1]零转弯半径割草机与土壤碰撞过程中土壤吸能研究[D]. 周浩.江苏科技大学 2016
[2]果园乘坐自走式割草机的设计与试验研究[D]. 程小龙.河北农业大学 2015
[3]随机激励下碰撞振动系统的稳态响应[D]. 张里伟.南京航空航天大学 2014
[4]高速旋转机械转子动力特性研究[D]. 刘延峰.兰州理工大学 2010
[5]割草机的设计与动态特性研究[D]. 马晓春.东北林业大学 2005
本文编号：3234863
【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
垄面切割部件实体模型
垄面切割装置由椭圆刀盘、主轴、花键套、甩刀组成:主轴材料为45钢,弹性模量为210 GPa,密度为7.8×10-6 kg/mm3,泊松比为0.3;刀片材料为65Mn,弹性模量为206 GPa,密度为7.9×10-6 kg/mm3,泊松比为0.28;刀盘的材料、花键套与主轴材料一致。在Ansys-Workbench软件中通过自动网格划分法对其进行网格的划分,划分完毕后共产生107 752个节点、42 433 个单元。网格划分后的切割部件模型如图2所示。2 垄面切割部件结构动力学分析
对垄面切割装置进行振动响应分析,首先必须对目标系统的振动源在工作时的振动情况进行分析,通过采用Simulink进行垄面不平度的仿真并通过其自带的白噪声模块进行地面谱的模拟[21-25],其垄面随机高程模型如图4所示,基于白噪声模拟路面随机高程如图5所示。通过白噪声模拟路面随机高程得到功率谱密度函数后可施加于模型后进行随机振动分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型前悬挂双圆盘牧草收割机切割器仿真分析[J]. 闫文彬,张克平,孙步功,张鹏. 中国农机化学报. 2019(06)
[2]果园垄面割草机设计与试验[J]. 李雪军,王鹏飞,杨欣,李建平,刘洪杰,杨晓斌. 中国农机化学报. 2019(05)
[3]白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真[J]. 赵斌,董浩,黄波,张建. 汽车实用技术. 2019(03)
[4]钻柱纵振固有频率与钻机转速之间的关系[J]. 康鑫,高元宏,汪洪民,庞怀玮,刘鹏,段隆臣. 地质科技情报. 2018(04)
[5]基于ANSYS Workbench的A320飞机吊架振动特性分析[J]. 胡静,孙斌,张铁纯,芮亚年. 中国工程机械学报. 2018(03)
[6]我国果园机械化生产现状与发展策略[J]. 赵映,肖宏儒,梅松,宋志禹,丁文芹,金月,韩余,夏先飞,杨光. 中国农业大学学报. 2017(06)
[7]国内外果园生草技术及其刈割机械的研究进展[J]. 宋月鹏,张韬,樊桂菊,高东升,王征,高雪. 中国农机化学报. 2017(05)
[8]基于ANSYS WORKBENCH的单绳缠绕式提升机主轴装置谐响应分析[J]. 邹春雨,任芳,杨兆建. 煤炭工程. 2017(03)
[9]白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真[J]. 李仲兴,黄建宇,刘亚威,江洪. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[10]路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究[J]. 杜峰,葛晓成,陈翔,丁金全. 振动.测试与诊断. 2015(05)
硕士论文
[1]零转弯半径割草机与土壤碰撞过程中土壤吸能研究[D]. 周浩.江苏科技大学 2016
[2]果园乘坐自走式割草机的设计与试验研究[D]. 程小龙.河北农业大学 2015
[3]随机激励下碰撞振动系统的稳态响应[D]. 张里伟.南京航空航天大学 2014
[4]高速旋转机械转子动力特性研究[D]. 刘延峰.兰州理工大学 2010
[5]割草机的设计与动态特性研究[D]. 马晓春.东北林业大学 2005
本文编号：3234863
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