复杂激励下小型甘蔗收获机切割器振动分析

《复杂激励下小型甘蔗收获机切割器振动分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、复杂激励下小型甘蔗收获机切割器振动分析李尚平张彪叶才福杨代云广西大学机械工程学院广西民族大学化学化工学院摘要：甘蔗宿根破头率偏高是阻碍小型甘蔗收获机应用研究的主要瓶颈问题。据前期研究发现，抑制切割系统的振动能有效降低甘蔗宿根破头率。为此，通过理论分析、仿真和试骑探究在各种振动激励源的冲击载荷作用下切割系统的动态特性及切割器的振动特性。结果表明:蔗地路谱激励频率范围在0~10Hz,发动机激励、砍蔗激励可通过力的正弦函数来描述;砍蔗系统前两阶固有频率为24.114Hz和34.454I1Z,所构建的有限元模型较准确;复杂激励下切割器位移响应幅值最大的频率为84.7、6.22

2、、8.10Hz,激励频率为61.36Hz时Y向位移最小。关键词：甘蔗收获机;切割器;振动;激励;作者简介：李尚平(1956-),男，广西博白人，教授，博士生导师，(E-mail)spli501@vip.sinei.com。收稿日期:2016-09-30基金：国家自然科学基金项目(51465006)AnalysisontheVibrationofSmallSugarcaneHarvesterCutterundertheComplexExcita/tionLiShangpingZhangBiaoYeCaifuYangDaiyunCollegeofMechanicalEng

3、ineering,GuangxiUniversity;Abstract：Highbrokenrateofsugarcaneratoonisthemainbottleneckhinderingtheapplicationresearchofsmallsugarcaneharvester.Accordingtopreviousstudy,inhibitionofvibrationofcuttingsystemcaneffectivelyreducethebrokenrateofsugarcaneratoon.Throughtheoreticalanalysis,Simul

4、ationandexperimentalmethod,thispaperexploresdynamiccharacteristicsofcuttingsystemandvibrationcharacteristicsofthecutterundertheactionofimpactloadofvariousvibrationexcitations.TheresultsshowthatthefrequencyrangeofsugarcaneroadspectrumexcitationisO^lOllz,andengineexcitationorcuttingsugarc

5、aneexcitationcanbedescribedbysinefunctionofforce.Thefirsttwoordernaturalfrequencyofcuttingsugarcanesystemis24.114Hzand34.454Hzandthefiniteelementmodelbu订tisaccurate.Thefrequencyis84.7Hz,6.22Hzand8.10Hzwhencutterdisplacementresponsereachesmaximumundercomplexexcitation.Andundertheexcitati

6、onfrequencyof61.36IlzYdisplacementreachesminimum.Keyword：sugarcaneharvester;cutter;vibration;excitation;Received：2016-09-300引言廿蔗作为中国南方的重要经济作物，其机收水平严重制约了收获机械化程度111。我国甘蔗机械化收获试验结果表明:机械收割甘蔗后，甘蔗宿根损伤严重，导致翌年宿根发芽减少或不能发芽，极大地影响了甘蔗产量和经济效益。在国内应用的各型号甘蔗收获机屮宿根破头率一般都高达20%以上R1，过高的破头率意味着农民种植成本的翻倍提高，严重影响了

7、廿蔗收获机的推广应用。本课题组将研制适于广西丘陵地区特点的小型廿蔗收获机械作为出发点，在探索甘蔗收获机切割系统振动特性与甘蔗破头率方面做了大量的研究工作。研究发现：由于切割作用是在短吋间内刀盘与甘蔗相互作用形成的，因此切割器振动对甘蔗破头率有显著影响。砍蔗系统的结构动态特性影响破头率的规律已在课题组前期研制的物理样机上得到大量验证，但物理样机由于研制成本高、结构变动困难，已不能满足课题研究的需要。因此，本文从动态特性的角度，设计了在复杂激励作用下可改变切割系统动态特性的砍蔗系统虚拟实验平台。甘蔗收获机在复杂农田环境下作业吋受到的激励将引起其结构的动态