联合收获机割台机架结构参数优化

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1、第30卷第18期农业工程学报Vol.30No.18302014年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep.2014联合收获机割台机架结构参数优化11121李耀明，李有为，徐立章，胡必友，王瑞（1.江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，镇江212013；2.江苏沃得农业机械有限公司，镇江212311）摘要：为降低联合收获机正常工作时的共振，该文利用UG软件对沃得锐龙型稻麦联合收获机割台机架进行建模，求解出割台机架的模态频率和振型，并对割台机架进行模态试验验证及理论分析；在通过分

2、析外部激振频率特点的基础上，使割台机架固有频率避开外部激振频率范围，并对机架进行结构优化与试验。试验结果表明：将割台机架横梁、弯梁厚度减少0.2mm，底板、侧板厚度减少0.4mm时，割台机架质量降低了14.02%，前4阶模态频率均避开了联合收获机各激励频率范围；将割台传动轴平衡配重块质量增加254.90g，使得割台传动轴轴承座处沿联合收获机前进方向、上下方向位移振动幅值分别降低了25.70%和12.70%，并有效避免了割台共振的产生。该文的研究结果为降低联合收获机割台振动提供了设计依据。关键词：联合收获机；试验；优化；割台机架；有限元分析doi：10.3969/

3、j.issn.1002-6819.2014.18.004中图分类号：S225文献标志码：A文章编号：1002-6819(2014)-18-0030-08李耀明，李有为，徐立章，等.联合收获机割台机架结构参数优化[J].农业工程学报，2014，30(18)：30－37.LiYaoming,LiYouwei,XuLizhang,etal.Structuralparameteroptimizationofcombineharvestercuttingbench[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngine

4、ering(TransactionsoftheCSAE),2014,30(18):30－37.(inChinesewithEnglishabstract)[7]小是减小机器振动的关键因素。唐宾通过对滑块0引言式切割机构进行动力学分析和研究，用三维直角坐联合收获机割台机架是承载切割、拨禾轮、割标确定了机构中各构件位置，建立了曲柄、滑块、台搅龙等重要零部件的关键结构。在收获过程中主切割器的运动模型，并利用程序计算得到最优位置要受到割刀机构的惯性不平衡力、切割作物的冲击和最合理的配重质量，优化了切割器的配重。李燕[8]载荷、拨禾轮和割台搅龙的工作载荷、发动机激励、等通

5、过对联合收获机割台框架的三维建模和有限以及路面激励等动载荷，如果其某阶固有频率与所元分析得到了割台框架的前10阶模态频率和振型，受动载荷的频率接近，则联合收获机整个割台将会为框架结构的改进提供了理论依据。Takashi[9]产生共振，乃至带动联合收获机整机产生较大的振Fukushima构建了配备有曲柄滑块机构的联合收割机割刀驱动系统的碰撞振动模型，并通过试验得动。共振产生的动应力会严重影响联合收获机的工出了该驱动系统平衡配重质量大小与动刀和连杆作性能、使用寿命、可靠性以及人体舒适性，因此[1-3]臂的端部间隙大小无关的结论。以上相关研究，在对割台机架的振动研究尤

6、其重要。割台减振方面取得了部分成果，但并没有分析联合为了探索联合收获机割台的振源，降低联合收收获机外部激振对割台产生的影响，也未根据外部获机割台的振动强度，国内外学者对此开展了相关[4-5]激振对割台机架进行优化与分析。的研究工作。朱聪玲等通过对联合收获机割台的本文利用三维建模软件UG对沃得锐龙型割动力学分析，证明割台传动系统不平衡的惯性力是台机架进行参数化建模，通过其高级仿真模块求解引起割台振动的主振源，并提出在割台支承座处安出机架的模态参数，并通过模态试验予以验证。在装摆环箱，在切割器主传动轴处增加质量配重从而[6]对比分析割台机架固有频率与外部激振频率特点

7、改善了割台的工作性能。DCSlaughter等提出，的基础上，提出割台机架的横梁、弯梁、底板、侧附加在割刀传动系统曲柄处的平衡块的位置和大板等结构的优化方案；并通过更改割台传动轴平衡收稿日期：2014-07-07修订日期：2014-09-23配重质量，降低割台传动轴轴承座振动位移幅值，基金项目：国家“863”计划资助项目（2012AA10A502）；江苏省高校改善联合收获机工作时的整机动态性能。优势学科建设工程资助项目（苏财教（2011）8号）作者简介：李耀明（1959－），男，江苏张家港人，博士，教授，博士1割台机架有限元建模与分析生导师，主要从事农业机械设计

8、及理论研究工作。镇江江苏