联合收获机割台机架振动分析与结构参数优化

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近年来,随着我国农机化不断发展,履带式联合收获机逐渐成为收获机械市场的主力军。它作为一种方便快捷的农业机械,为农作物收获的高效率做出了不可磨灭的贡献。但由于联合收获机零件众多运转复杂,工作过程中会产生巨大的振动与噪声,会对机械的运作与驾驶员的作业环境造成巨大的影响。目前国内,对于联合收获机振动的分析与如何减振降噪的研究仍处于起步阶段,且对于联合收割机割台机架如何减振稳定工作的研究也还不深入。联合收获机割台机架是联合收获机重要的联结部件,在它的基础上割台、拨禾轮、割台搅龙等各个零部件得以安装运作。在工作过程中机架要承载来自各个方面的动载荷包括各零部件的工作载荷、发动机和路面激励等。当动载荷的频率与机架其中一阶固有频率相近时,将会发生共振现象。从而影响联合收获机的正常运作,降低使用寿命,严重影响作业环境的舒适度。因此对于割台机架降振减噪的研究具有深远的实际意义。  本文通过对沃得锐龙4LZ-2.5B型履带式联合收获机割台机架振动数据的监测来分析联合收获机的振动特性。采用CAE及CAD集成软件UG对联合收获机割台机架进行了3D建模,对于所建模型静力学分析与模态分析,针对联合收获机的割台机架通过模态试验设备与软件进行模态试验,比较所建3D模型模态分析数据与实际割台机架实验所得模态数据验证了割台机架模型的准确性。然后调整割台机架的有限元模型的参数,避免割台机架的固有频率与激振源的频率相近,对联合收获机割台机架进行优化。  结果表明:对割台机架横梁、弯梁、底板、侧板厚度进行改进,通过正交试验,得出了最优厚度值分别为2.8mm、2.8mm、0.8mm、0.8mm。改进后的割台机架质量在软件分析中由88.04kg减少到了70.48kg,下降了14.02%。而割台机架的前4阶固有频率分别由原来的12.21Hz、29.54Hz、46.88Hz、和72.27Hz调整为8.85Hz、24.31Hz、40.92Hz和72.96Hz。成功的避开了联合收获机各运转部件的激励频率范围。通过割台传动轴承座处的振动测试,更改平衡配重质量,使其沿联合收获机前进与上下两个方向的位移幅值分别由原来的1.7mm、2.7mm下降为1.45mm和2.15mm。为以后的割台结构优化提供了参考依据。
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