大型高地隙喷雾机喷杆振动理论分析与试验研究
发布时间：2022-01-24 13:52
大型高地隙喷杆喷雾机是实现高精准和高工效喷雾作业的重要植保机械,其中喷杆是作业的主要工作部件。目前喷杆在作业中存在振荡、翻转和摇摆等振动大的问题,导致其稳定性差、喷雾均匀性差和喷雾质量差。论文在分析国内外现有喷杆使用和技术研究现状的基础上,设计了一种基于弹簧和阻尼器组合减振的喷杆悬架结构并应用于18m三角形截面喷杆的高地隙喷雾机上。通过对喷杆进行动力学和运动学振动特性分析、动力学模态仿真与试验,得到喷杆模态频率和振型;对减振元件进行单因素试验、对喷杆进行振动特性回归分析和减振组合田间试验验证,得到减振装置的弹簧和阻尼器最优减振参数组合和喷杆疲劳寿命。论文主要研究工作如下:1.设计一种基于弹簧和阻尼器组合减振的喷杆悬架结构和18m三角形截面喷杆结构,在喷杆末端振幅为±150mm,喷杆悬架处水平倾角最大为±0.617°时,结合悬架结构参数分析得到斜拉弹簧振动变形量为±3mm,减振装置中斜拉弹簧刚度系数为17～20N/mm,垂向减振弹簧刚度系数为 55.1～110.2N/mm。2.建立喷杆振动模型,通过一般粘性阻尼理论分析,得到喷杆复模态下频率、阻尼比和振型的数学模型;利用ANSYS 13....
【文章来源】：中国农业机械化科学研究院北京市
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?１９８０－２０１５病虫害防治发生和防治面积统计图??
中国农业机械化科学研究院博士学位论文?第－章绪论??７广??ｄ?ｔｔｉＨ：??图１－２喷杆运动形式??喷杆运动受地面激励、行驶速度、喷杆结构和减振装置减振性能等因素影响，在不同的激振??力下会出现不同的振幅和振型。我国大型高地隙喷雾机喷杆多数凭借经验和仿制进行设计制造，??悬架减振元件结构简单或减振元件减振性能差，存在喷杆振动大，作业稳定性差的问题。论文在??“十三五”国家重点研发计划“基于多功能高地隙底盘的精量施药机械研宄开发??（２０１７ＹＦＤ０７００９０３）?”项目和“自走式高杆作物喷杆式智能化施药装备研发（２０１６ＹＦＤ０２００７０５）?”??项目支持下，通过对大型悬浮挂式喷杆悬架结构进行设计，对喷杆结构动力学建模分析、喷杆动??力学模态仿真与试验和喷杆减振装置减振性能试验等研宄，得到喷杆最优的减振作业参数组合，??以减少喷杆振动，提高喷杆作业稳定性，延长喷杆使用寿命。??１．２大型高地隙喷雾机喷杆国内外应用现状??１．２．１国外应用现状??西方发达国家对喷雾机喷杆结构研宄历史长，生产的大型高地隙喷杆喷雾机种类全且机型系??列多＾｜６］。同一机型可挂接不同结构的喷杆。国内与之相比，大型喷杆式喷雾机研究起步较晚，??厂家少，喷杆结构单一。??（１）国外大型高地隙喷雾机喷杆应用现状??国外髙地隙喷杆喷雾机主要生产厂家有约翰迪尔（Ｊｏｈｎ?Ｄｅｅｒｅ）、哈滴（Ｈａｒｄｉ?）、米勒（Ｍｉｌｌｅｒ）、??凯斯纽荷兰（ＣＮＨ）、爱科（ＡＧＣＯ）和泰克诺玛（Ｔｅｃｎｏｍａ）等，这些公司根据不同作物作业需??求，设计并生产不同截面形状的喷杆桁架结构，可分类为平面桁架结构、三角形截面桁架结构、??梯形截面桁架结构和大截面单
中国农业机械化科学研宄院博士学位论文?第？章绪论??（ｃ）?Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｒ平面喷杆衍架?（ｄ）?Ｔｅｃｎｏｍａ平面喷杆析架??丨，｜｜ｐ—??ＨＨＨＩＨ??（ｅ）?Ａｇｒｉｆａｃ平面喷杆桁架?（ｆ）?Ｔｅｃｎｏｍａ平面喷杆桁架??图１－５平面喷杆桁架结构??大截面单管＋斜拉杆喷杆结构如图１－６所示，大截面单管＋斜拉杆喷杆结构中喷杆釆用大截面??单管，在悬架和两侧喷杆中部通过斜拉杆连接，形成三角形结构，以提高喷杆作业稳定性和结构??强度。该类型喷杆采用碳纤维材质，喷杆质量轻，结构简单。??Ｍ－Ｍ??（ａ）?Ｊｏｈｎ?Ｄｅｅｒｅ大截面单营＋斜拉杆喷杆结构?（ｂ）?Ｍｉｌｌｅｒ大截面单倉＋斜拉杆喷杆结构??图１－６大截面单管＋斜拉杆喷杆结构??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]自走式喷杆喷雾机行业现状与发展趋势[J]. 冯耀宁,裴亮,李晔,陈小兵,龚艳,陈晓. 中国农机化学报. 2019(06)
[2]基于模态叠加法和直接刚度法的列车-轨道-桥梁耦合系统高效动力分析混合算法[J]. 朱志辉,张磊,龚威,罗思慧,姚京川,余志武. 工程力学. 2019(04)
[3]高地隙喷杆喷雾机喷架设计及分析[J]. 马俊,温浩军,缑海啸,刘国春. 农机化研究. 2019(12)
[4]宽幅喷杆模态分析及试验[J]. 高翔,马俊,温浩军. 新疆农机化. 2018(06)
[5]大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析[J]. 庄腾飞,杨学军,董祥,张铁,严荷荣,孙星. 农业机械学报. 2018(S1)
[6]基于载荷特性的玉米收获机车架有限元分析与试验[J]. 马丽娜,黄小毛,宋正河,毛恩荣,梁方. 农业机械学报. 2018(S1)
[7]高地隙自走式喷杆喷雾机的发展趋势及产业化前景分析[J]. 刘勇兰,顾若波,王渝. 时代农机. 2018(09)
[8]马铃薯收获机机架的模态分析与试验研究[J]. 郭新峰,王卫兵,郭世鲁,陈邵杰. 机械设计与制造. 2018(07)
[9]喷雾机喷杆有限元模态分析与试验[J]. 乔白羽,丁素明,薛新宇,崔龙飞,顾伟,陈晨. 农机化研究. 2019(04)
[10]超高地隙自走式喷杆喷雾机的应用现状与推广建议[J]. 马春雷,马毅全,韩新华. 农业机械. 2018(05)
博士论文
[1]复杂激励下玉米收获机框架结构振动特性与模态参数辨识方法研究[D]. 姚艳春.中国农业大学 2018
[2]高速列车车体固有频率分析及优化设计方法研究[D]. 于金朋.西南交通大学 2018
[3]大型高地隙喷雾机喷杆悬架设计与控制方法研究[D]. 薛涛.中国农业大学 2018
[4]基于 AD 的玉米收获机车架设计与加工工艺规划方法研究[D]. 马丽娜.中国农业大学 2016
[5]非公路宽体矿用自卸车车架结构失效分析及疲劳寿命预测[D]. 郑森.吉林大学 2015
[6]柔性桁架式喷杆系统设计及动态仿真研究[D]. 陈达.中国农业机械化科学研究院 2011
硕士论文
[1]桁架式空间核动力飞行器动力学特性研究[D]. 郑威.哈尔滨工业大学 2019
[2]船舶桨-轴系统模态及弯扭耦合振动特性研究[D]. 李传桥.中国矿业大学 2019
[3]被动式自适应悬吊质量摆减振控制的研究[D]. 张豫皖.大连理工大学 2019
[4]变速箱配流试验台关键部件的模态特性分析及优化研究[D]. 邱美玲.哈尔滨工业大学 2018
[5]多段式喷杆动力学特性分析与结构优化设计[D]. 乔白羽.中国农业科学院 2018
[6]高频振动筛振动特性的有限元法分析[D]. 杨如.燕山大学 2018
[7]高速动车组齿轮箱箱体在位模态试验分析[D]. 张涛.北京交通大学 2017
[8]变质量细长梁在线模态参数识别方法研究[D]. 张振华.南京航空航天大学 2017
[9]基于多楔带传动的喷杆平衡控制研究[D]. 周海涯.江苏大学 2016
[10]双筒液压减振器减振特性与热特性分析的集成与参数优化[D]. 戴万云.吉林大学 2016
本文编号：3606690
【文章来源】：中国农业机械化科学研究院北京市
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?１９８０－２０１５病虫害防治发生和防治面积统计图??
中国农业机械化科学研究院博士学位论文?第－章绪论??７广??ｄ?ｔｔｉＨ：??图１－２喷杆运动形式??喷杆运动受地面激励、行驶速度、喷杆结构和减振装置减振性能等因素影响，在不同的激振??力下会出现不同的振幅和振型。我国大型高地隙喷雾机喷杆多数凭借经验和仿制进行设计制造，??悬架减振元件结构简单或减振元件减振性能差，存在喷杆振动大，作业稳定性差的问题。论文在??“十三五”国家重点研发计划“基于多功能高地隙底盘的精量施药机械研宄开发??（２０１７ＹＦＤ０７００９０３）?”项目和“自走式高杆作物喷杆式智能化施药装备研发（２０１６ＹＦＤ０２００７０５）?”??项目支持下，通过对大型悬浮挂式喷杆悬架结构进行设计，对喷杆结构动力学建模分析、喷杆动??力学模态仿真与试验和喷杆减振装置减振性能试验等研宄，得到喷杆最优的减振作业参数组合，??以减少喷杆振动，提高喷杆作业稳定性，延长喷杆使用寿命。??１．２大型高地隙喷雾机喷杆国内外应用现状??１．２．１国外应用现状??西方发达国家对喷雾机喷杆结构研宄历史长，生产的大型高地隙喷杆喷雾机种类全且机型系??列多＾｜６］。同一机型可挂接不同结构的喷杆。国内与之相比，大型喷杆式喷雾机研究起步较晚，??厂家少，喷杆结构单一。??（１）国外大型高地隙喷雾机喷杆应用现状??国外髙地隙喷杆喷雾机主要生产厂家有约翰迪尔（Ｊｏｈｎ?Ｄｅｅｒｅ）、哈滴（Ｈａｒｄｉ?）、米勒（Ｍｉｌｌｅｒ）、??凯斯纽荷兰（ＣＮＨ）、爱科（ＡＧＣＯ）和泰克诺玛（Ｔｅｃｎｏｍａ）等，这些公司根据不同作物作业需??求，设计并生产不同截面形状的喷杆桁架结构，可分类为平面桁架结构、三角形截面桁架结构、??梯形截面桁架结构和大截面单
中国农业机械化科学研宄院博士学位论文?第？章绪论??（ｃ）?Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｒ平面喷杆衍架?（ｄ）?Ｔｅｃｎｏｍａ平面喷杆析架??丨，｜｜ｐ—??ＨＨＨＩＨ??（ｅ）?Ａｇｒｉｆａｃ平面喷杆桁架?（ｆ）?Ｔｅｃｎｏｍａ平面喷杆桁架??图１－５平面喷杆桁架结构??大截面单管＋斜拉杆喷杆结构如图１－６所示，大截面单管＋斜拉杆喷杆结构中喷杆釆用大截面??单管，在悬架和两侧喷杆中部通过斜拉杆连接，形成三角形结构，以提高喷杆作业稳定性和结构??强度。该类型喷杆采用碳纤维材质，喷杆质量轻，结构简单。??Ｍ－Ｍ??（ａ）?Ｊｏｈｎ?Ｄｅｅｒｅ大截面单营＋斜拉杆喷杆结构?（ｂ）?Ｍｉｌｌｅｒ大截面单倉＋斜拉杆喷杆结构??图１－６大截面单管＋斜拉杆喷杆结构??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]自走式喷杆喷雾机行业现状与发展趋势[J]. 冯耀宁,裴亮,李晔,陈小兵,龚艳,陈晓. 中国农机化学报. 2019(06)
[2]基于模态叠加法和直接刚度法的列车-轨道-桥梁耦合系统高效动力分析混合算法[J]. 朱志辉,张磊,龚威,罗思慧,姚京川,余志武. 工程力学. 2019(04)
[3]高地隙喷杆喷雾机喷架设计及分析[J]. 马俊,温浩军,缑海啸,刘国春. 农机化研究. 2019(12)
[4]宽幅喷杆模态分析及试验[J]. 高翔,马俊,温浩军. 新疆农机化. 2018(06)
[5]大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析[J]. 庄腾飞,杨学军,董祥,张铁,严荷荣,孙星. 农业机械学报. 2018(S1)
[6]基于载荷特性的玉米收获机车架有限元分析与试验[J]. 马丽娜,黄小毛,宋正河,毛恩荣,梁方. 农业机械学报. 2018(S1)
[7]高地隙自走式喷杆喷雾机的发展趋势及产业化前景分析[J]. 刘勇兰,顾若波,王渝. 时代农机. 2018(09)
[8]马铃薯收获机机架的模态分析与试验研究[J]. 郭新峰,王卫兵,郭世鲁,陈邵杰. 机械设计与制造. 2018(07)
[9]喷雾机喷杆有限元模态分析与试验[J]. 乔白羽,丁素明,薛新宇,崔龙飞,顾伟,陈晨. 农机化研究. 2019(04)
[10]超高地隙自走式喷杆喷雾机的应用现状与推广建议[J]. 马春雷,马毅全,韩新华. 农业机械. 2018(05)
博士论文
[1]复杂激励下玉米收获机框架结构振动特性与模态参数辨识方法研究[D]. 姚艳春.中国农业大学 2018
[2]高速列车车体固有频率分析及优化设计方法研究[D]. 于金朋.西南交通大学 2018
[3]大型高地隙喷雾机喷杆悬架设计与控制方法研究[D]. 薛涛.中国农业大学 2018
[4]基于 AD 的玉米收获机车架设计与加工工艺规划方法研究[D]. 马丽娜.中国农业大学 2016
[5]非公路宽体矿用自卸车车架结构失效分析及疲劳寿命预测[D]. 郑森.吉林大学 2015
[6]柔性桁架式喷杆系统设计及动态仿真研究[D]. 陈达.中国农业机械化科学研究院 2011
硕士论文
[1]桁架式空间核动力飞行器动力学特性研究[D]. 郑威.哈尔滨工业大学 2019
[2]船舶桨-轴系统模态及弯扭耦合振动特性研究[D]. 李传桥.中国矿业大学 2019
[3]被动式自适应悬吊质量摆减振控制的研究[D]. 张豫皖.大连理工大学 2019
[4]变速箱配流试验台关键部件的模态特性分析及优化研究[D]. 邱美玲.哈尔滨工业大学 2018
[5]多段式喷杆动力学特性分析与结构优化设计[D]. 乔白羽.中国农业科学院 2018
[6]高频振动筛振动特性的有限元法分析[D]. 杨如.燕山大学 2018
[7]高速动车组齿轮箱箱体在位模态试验分析[D]. 张涛.北京交通大学 2017
[8]变质量细长梁在线模态参数识别方法研究[D]. 张振华.南京航空航天大学 2017
[9]基于多楔带传动的喷杆平衡控制研究[D]. 周海涯.江苏大学 2016
[10]双筒液压减振器减振特性与热特性分析的集成与参数优化[D]. 戴万云.吉林大学 2016
本文编号：3606690
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