荸荠采收振动挖掘系统的振动特性及减振研究

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1、论文分类号:学校代码：10708学号：1205033琰在斜裁火莩SHAANX丨UNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕士学位论文ThesisforMastersDegree荸荠釆收振动挖掘系统的振动特性及减振研究李松锋纟指导教师姓名：张功学教授学科名称：机械设计及理论论文提交日期：2015年3月论文答辩日期••2015年5月学位授予单位：陕西科技大学原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的

2、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：2015年/(月关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名导师签名：期

3、：2015年6月申请工学硕士学位论文论文题目：荸荠采收振动挖掘系统的振动特性及减振研究学科门类：工学一级学科：机械工程培养单位：机电工程学院硕士生：李松锋导师：张功学教授2015年5月AStudyofVibrationCharacteristicsandVibrationAttenuationofShakingDiggerforWaterChestnutHarvestAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMaster

4、ofEngineeringScienceBySongfengLiSupervisor:Prof.GongxueZhangMay2015荸荠采收振动挖掘系统的振动特性及减振研究摘要水田土壤主要由各种颗粒、空隙和水分组成，没有外界刺激时，它们处于力学平衡状态，如果给它们连续的振动，将会打破土壤的平衡状态，土壤就会流动，即可分离出土壤中的颗粒。基于土壤液化原理的荸荠采收船可以一次完成荸荠的挖掘、清洗和装箱工作，克服我国人工收获荸荠的收获效率低、劳动强度大的缺点，大大提高了荸荠的收获效率。荸荠采收船的核心部件是挖掘器，它主要有挖掘齿、振松齿、筒体、中心轴和偏心块等关键零件组成。挖掘器通过自身的振动

5、破坏土壤的力学平衡，使土壤流动，进而分离出土壤中的荸荠，以达到收获荸荠的目的。为了缩短土壤液化时间，提高荸荠的采收效率，挖掘器的工作频率必须在土壤的液化频率范围内，即80～150Hz，才能加快土壤液化，缩短土壤液化时间。所以，挖掘器在工作时的振动特性直接影响土壤液化程度，影响荸荠的采收工作。挖掘器的振动同样也会对采收船船体带来很大的冲击，使船体剧烈振动，所以必须要对采收船进行减振，以使采收船能进行正常的荸荠采收工作。本文用SolidWorks建立了挖掘器各个零件模型，通过装配得到了挖掘器的实体模型，然后导入ANSYSWorkbench中进行有限元分析：首先，对挖掘器进行受力分析，通过ANS

6、YSWorkbench对挖掘器进行了静力学分析，结果表明：挖掘器的关键零件的静强度都满足要求。其次，在挖掘器静力学分析的基础上，用ANSYSWorkbench对挖掘器进行了有预应力的模态分析，得到了挖掘器的前六阶固有频率和振型；运用模态叠加法，对挖掘器进行了谐响应分析，根据分析结果在土壤液化的频率范围内，重新确定了挖掘器新的工作频率为90.7Hz，并对偏心块进行了重新设计。再次，对挖掘器的减振进行了研究，根据挖掘器新的工作频率和减振理论，选择了橡胶材料的硬度为76，并用ANSYSWorkbench对减振器进行了静力学分析，结果表明：橡胶减振器关键零件的刚度和强度都满足要求。最后，本文建立了

7、挖掘器的质量失调和刚度失调有限元模型，分别分析了挖掘器因质量失调和刚度失调引起的模态局部化现象，结果表明：微小的失谐量对挖掘器的固有振型影响很大，不仅使挖掘器和振松齿的最大振幅变大，而且挖掘齿和振松齿的振动齿数减少，振动集中在少数齿上。为了改变I挖掘器的振动特性，又建立了挖掘器的错频失调模型。分析了挖掘器因错频失调引起的振动特性的改变，结果表明：错频设计不仅没有使挖掘器出现预期的振动特性，而且引起了挖掘器的模态局部化。关