翻转式鱼鳞坑开沟犁旋转轴受力分析_基于ANSYS

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1、2015年2月农机化研究第2期翻转式鱼鳞坑开沟犁旋转轴受力分析—基于ANSYS1121程梦昊，张云，梁建平，宋涛(1．内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018;2．内蒙古林业科学研究院林业研究所，呼和浩特010010)摘要:针对3YL－500翻转式鱼鳞坑开沟犁旋转轴的抗弯性能进行了ANSYS分析。首先，根据文献和资料对旋转轴预定了尺寸，并建立了Pro/E三维模型;然后，在ANSYS环境下进行了网格划分和数值计算;最后，得出了旋转轴的VonMisesstress应力云图。对云图进行分析得出了结论:在设计旋转轴时，更应该注意双向犁体与支架的接触位置，只要保证了该位置的

2、抗弯强度，旋转轴就可以顺利承载犁体的升降。关键词:翻转式鱼鳞坑开沟犁;旋转轴;抗弯性能;应力云图中图分类号:S222．19文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)02－0066－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.02.016旋转轴所承受的力在不断地变化。抗弯对旋转轴而0引言言同样重要，但是对于旋转轴抗弯性能的研究却鲜有随着林业科技的高速发展，翻转式鱼鳞坑开沟犁报道。在生态建设工程—整地植树造林中得到了应用推广，本研究将利用Pro/E和ANSYS联合仿真，对翻转大大提高了丘陵缓坡地的植树造林效率。翻转式鱼式鱼鳞坑开沟犁旋转轴的实体

3、模型进行有限元分析，鳞坑开沟犁在拖拉机牵引下工作，拖拉机液压系统为找出了最大变形位置，从而为提高旋转轴的整体性能犁体的翻转和提升提供动力。双向犁体的翻转和提提供了理论依据。升时，旋转轴既受到扭力又受到弯力影响，旋转轴的1研究对象质量决定了犁体提升系统的可靠性。因此，对旋转轴进行抗弯性能分析是十分必要的。1．13LY－500翻转式鱼鳞坑开沟犁轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机用于植树造林整地的设备有多种多样，其中比较械零件和传递转矩，设计时应要考虑受力状况，减小常见的是设备是犁式挖坑机，3LY－500翻转式鱼鳞［1］应力集中和提高疲劳强度。李辉等人针对扭力轴坑开沟犁

4、就是犁式挖坑机中最典型的设备之一(如图进行了疲劳分析，研究并分析了重要工序对扭力轴疲1所示)。劳寿命的影响程度，为提高扭力轴的加工制造水平和［2］保证扭力轴整体稳定性提供了理论参考。刑全认为，轴类零件在承受扭转应力时，在轴表面附近即使存在着微小的夹杂物，也易萌生裂纹源，最终而导致［3］扭力轴发生扭转疲劳断裂。李学光等人利用有限元法对扭力轴进行了受力分析，得出了扭力轴容易发［4］生断裂的危险位置。鱼鳞坑开沟犁的旋转轴不仅受到扭力，而且还要受到犁体对轴的压力，由于鱼鳞坑开沟犁在行驶过程中路面的不平整，旋转轴上下颠簸，犁体给旋转轴带来的弯力也是很难忽略的，所以，图13LY－50

5、0翻转式鱼鳞坑开沟犁收稿日期:2014－03－19Fig．13LY－500fliptypefish－scalepittrenchingplow基金项目:科技部农业科技成果转化资金项目(2013GB2A400067)作者简介:程梦昊(1986－)，男，河南许昌人，硕士研究生，(E－mail)由于这种开沟犁在工作中可以开沟出一定深度651037013@qq．com。的、类似于鱼鳞片的短沟，因此通常把这种短沟称为通讯作者:张云(1958－)，男，呼和浩特人，教授，硕士生导师。“鱼鳞坑”。它可以有效地蓄积一定量的雨水，增加土·66·2015年2月农机化研究第2期壤中的含水量，特别

6、适用于干旱和半干旱地区。通过2)根据轴的受力情况、安装位置、配合尺寸等具3LY－500翻转式鱼鳞坑开沟犁的机械自动开沟深耕体要求，来确定合理的结构形式和尺寸;方法，可以将一定深度的紧实土层变为疏松细碎的耕3)对于受力较大的细长轴和对刚度有较高要求层，从而增加土壤孔隙度，达到疏松土壤、改善土壤结的轴，还要进行刚度计算。对高速工作下的轴，由于构、增加土壤透水性和土壤饱和含水量、改善土壤理有共振危险，应进行振动稳定性计算。化性质的作用，又可以起到集雨蓄水保墒、增加土壤弯力轴的设计同样遵循这个要求。翻转式鱼鳞含水量、防止水土流失的目的。通过汇集天然降水，坑开沟犁在犁沟过程中，犁体

7、的提升瞬间会对轴造成使零星分散的无效降水转化为可被植物吸收利用的一定程度的冲击，冲击力持续时间短而较大，犁体频有效降水，并储存在深耕后的土壤中供植物持续利繁地升与降势必会造成旋转轴的疲劳。用。由于使用该技术后大幅度地提高了天然降水的2．2结构的静力学方程利用率(通常可提高2～3倍)，从而使干旱、半干旱地有限元中的静态分析主要研究物体在随时间变区进行深耕免灌植被恢复成为可能。化中不变或缓慢变化的力的作用下处于平衡时候的［5］工作过程中，3LY－500翻转式鱼鳞坑开沟犁的规律，如线性系统的应力等。把线性方程进行等效犁体由于受到拖拉