基于切割器动态刚性的小型甘蔗收获机整机布局优化的研究

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研制适于我国国情的甘蔗种植特点的整杆式甘蔗收获机对于提高生产效率,降低生产成本具有重要意义,也具有广阔的前景。本文依托国家科技部科技人员服务企业项目,借助与钦州力顺机械有限公司合作的良好平台,以联合研发的原有样机为基础,分析其存在的问题,从整机布局的角度对切割器的动态刚性、物流的通畅性和行驶性能进行改进设计,采用动力学理论、虚拟样机技术、试验研究等方法对整机的布局进行优化设计。主要工作内容如下:1.针对田间与模拟试验所暴露的一些问题,通过振动测试与理论分析从整机布局的角度找出破头率过高、物流堵塞和行驶性能差等问题的原因。在原因分析的基础上,进行改进样机的开发,首先运用动力学理论和仿真分析,确定切割器在整机中布置的最佳位置,其次,以物流通畅为基准进行物流倾角的优化和各功能模块的衔接设计,再次,以提高切割器动态刚性为目标,对不同振源的布置位置进行理论分析,确定其最优布置方案,再次,对整机布局优化方案下的甘蔗收获机的行驶性能进行评估。2.结合虚拟样机技术,建立了主要振源布置的动力学优化模型和整机的动力学模型,重点对振源的隔振和振源与质量块的不同布局方式对切割器动态特性的影响进行了分析与比较,验证了所提出方案的合理性与可行性。3.通过钦州力顺机械有限公司对方案的实施,成功研制出了改进样机,通过试验测试,与原有样机相比,刀盘的振动幅值由原来的2mm下降到0.8mm,最后通过对现场收割后破头率统计,由原来的20%下降到10%以下,切割器的动态性能得到了很好的改善,此外物流的通畅性也得到了较大提高。
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